Iklim bumi selalu dalam keadaan fluks. Sejak nenek moyang kita bercabang dari pohon evolusi primata jutaan tahun yang lalu, planet ini menghadapi perubahan drastis antara periode basah dan kering, serta pembekuan dan pencairan gletser yang berumur panjang. Jelas bahwa manusia purba mampu bertahan dari perubahan seperti itu — keberadaan kita menegaskan keberhasilan mereka. Tetapi semakin banyak ilmuwan berpikir bahwa perubahan iklim besar mungkin juga telah menempa beberapa sifat manusia yang menentukan.
Secara khusus, beberapa lompatan evolusi besar, seperti otak yang lebih besar dan penggunaan alat yang rumit, tampaknya bertepatan dengan perubahan iklim yang signifikan. "Saya pikir, untuk bersikap adil, semua yang kita miliki saat ini adalah kebetulan, " kata Peter B. deMenocal dari Lamont-Doherty Earth Observatory, Universitas Columbia. Namun dia dan peneliti lain sedang mengeksplorasi beberapa bukti, dari gigi kuno hingga sedimen dasar laut, untuk melihat apakah hubungan yang lebih konkret dapat didukung.
Data ini juga membantu para ilmuwan menyaring teori-teori yang mungkin untuk mengetahui bagaimana iklim mungkin telah memicu kemajuan evolusi. Sebagai contoh, satu gagasan adalah bahwa lompatan besar ke depan tidak didorong oleh adaptasi terhadap perubahan habitat tertentu, tetapi oleh serangkaian perubahan yang sering terjadi. Dengan kata lain, manusia berevolusi untuk hidup dengan ketidakpastian. Rick Potts dari Human Origins Program Smithsonian Institution menyebut gagasan ini "seleksi variabilitas", dan mungkin setidaknya dua peristiwa evolusi utama dapat dikaitkan dengan periode ketidakstabilan iklim.
“Sekitar 3 dan 2, 5 juta tahun yang lalu, garis keturunan 'Lucy' [ Australopithecus afarensis ] punah dan anggota pertama dari genus kita sendiri, Homo, muncul. Alat-alat batu sederhana pertama juga muncul dengan fosil-fosil itu, yang menampilkan beberapa sifat modern seperti otak yang lebih besar, ”kata deMenocal. “Lalu, antara 2 juta dan 1, 5 juta tahun yang lalu, kita melihat Homo erectus. “Hominin berotak besar itu memiliki kerangka sangat mirip dengan milik kita, alat yang lebih canggih seperti kapak berbilah ganda dan perilaku baru yang membuat manusia purba keluar dari Afrika untuk pertama kalinya.
Tengkorak seorang anak Australopithecus afarensis yang ditemukan di Ethiopia ini berasal dari sekitar 3, 3 juta tahun yang lalu. (EUAN DENHOLM / X01999 / Reuters / Corbis) Kedua peristiwa ini terjadi pada saat iklim lokal mengalami perubahan dramatis. Kita tahu, misalnya, bahwa sekitar 3 juta tahun yang lalu — sekitar waktu spesies Homo pertama muncul — Afrika beralih dari daerah berhutan menjadi membuka padang rumput ketika iklim mengering. Perubahan langsung dalam pemandangan ini mungkin menjadi bagian dari mengapa manusia purba berevolusi dari memanjat dan berjalan dengan tegak. Tetapi bukti terbaru yang dikumpulkan dari dasar laut memberikan pandangan yang lebih rinci tentang perubahan iklim selama periode ini.
Untuk karyanya, deMenocal mengebor dasar laut di sepanjang pantai Afrika, tempat sedimen yang telah lama tersebar di daratan tetap dalam tingkatan yang teratur. Sedimen yang lepas pantai dari Afrika dan Arab telah terakumulasi di sini dengan laju sekitar 1, 5 inci per 1.000 tahun, menciptakan lapisan kue iklim dari pita cahaya dan gelap bergantian. Selama periode pengering, lapisan menampilkan tanah berpasir gelap yang ditiupkan ke laut oleh monsun kuno. Selama periode basah, lapisan-lapisan tersebut mengandung campuran cahaya dari fosil plankton yang berlimpah.
Inti menunjukkan ayunan antara periode sangat basah dan sangat kering setiap 20.000 tahun. Ini mengikuti siklus reguler, yang diatur oleh goyangan di orbit Bumi, yang meningkatkan dan mengurangi jumlah sinar matahari yang tersedia yang menghantam planet ini. Periode osilasi ini terjadi sangat cepat pada skala waktu geologis. Menariknya, fluktuasi paling menonjol terjadi 3 hingga 2, 5 juta tahun yang lalu, dan sekali lagi sejuta tahun kemudian — selama dua periode utama dari kemajuan manusia purba.
Bukti lebih lanjut tentang dunia kuno yang tidak stabil ini dapat ditemukan di Afrika modern. Lembah Great Rift adalah rumah bagi banyak fosil terpenting dalam evolusi hominin awal, jadi Mark Maslin, seorang ahli geografi di University College London, mempelajari catatan paleoklimat lembah itu. Timnya menemukan bahwa cekungan danau di sana sangat sensitif terhadap perubahan iklim yang sama cepatnya sekitar 2, 5 juta tahun yang lalu, dan 1, 7 juta tahun yang lalu. "Danau air tawar ini dapat mengisi atau menghilang dengan perubahan curah hujan, " katanya. “Kami menemukan bahwa periode-periode khusus ini, atau 'pulsa', ketika danau datang dan pergi berkorelasi langsung dengan perubahan besar dalam evolusi manusia. Kedua catatan itu benar-benar kompatibel. "
Analisis gigi fosil, kaya akan data isotop karbon, membantu menyempurnakan apa yang dimakan dan diminum oleh nenek moyang kita selama periode yang tidak stabil ini, dan jenis lingkungan apa yang mereka sebut rumah. Studi-studi ini menunjukkan Homo bucking tren di mana orang-orang sebelumnya secara pasif makan di padang rumput yang berkembang, kata deMenocal. Ini menunjukkan bahwa manusia purba yang lebih berhasil mencari beragam pilihan makanan selama periode yang bervariasi bahkan ketika lanskap Afrika, dalam jangka panjang, cenderung ke arah lingkungan padang rumput yang lebih seragam.
"Sekitar 2 juta tahun yang lalu, melihat gigi Homo, Anda melihat diet yang hampir 50-50 terbagi antara rumput dan makanan lainnya, " kata deMenocal. "Jadi ada semakin banyak bukti geokimia untuk perubahan dalam diet yang menunjukkan fleksibilitas besar termasuk pemrosesan karkas, migrasi besar dan perubahan perilaku yang benar-benar menunjukkan cara hidup yang berbeda." diet terbatas punah.
Sepotong tulang rahang dari leluhur manusia purba, ditemukan di sebuah situs di Spanyol yang berusia sekitar 1, 2 juta tahun. (Sani Otero / epa / Corbis) Tetapi hanya mengidentifikasi kemungkinan hubungan antara perubahan iklim dan lompatan evolusi tidak membantu para ilmuwan mencari tahu apa yang memicu kemajuan tertentu, kata Maslin.
"Pemikiran saya adalah bahwa ada banyak teori yang menarik tentang evolusi manusia, tetapi masing-masing sebenarnya bisa benar, " katanya. "Jadi, Anda dapat memilih periode mana saja dalam lanskap yang berubah ini dan itu mungkin telah mempengaruhi sifat yang berbeda." Misalnya, masuk akal untuk berteori bahwa otak nenek moyang kita mungkin telah meluas ketika danau sangat bervariasi, karena hominin harus menjadi lebih pintar untuk menentukan dari mana makanan mereka selanjutnya akan datang, kata Maslin.
"Di sisi lain, bisa jadi itu dalam periode basah, ketika ada banyak sumber daya, seleksi seksual muncul dan wanita yang paling pandai mengatakan, Siapa pun dari pria yang mengendalikan grup, aku mengajaknya sebagai pasangan. . ”Penelitian pada periode selanjutnya seperti Zaman Batu Pertengahan (sekitar 80.000 hingga 40.000 tahun yang lalu) mengaitkan perubahan iklim yang cepat yang menciptakan kondisi basah di Afrika Selatan dengan inovasi dalam bahasa dan identitas budaya, termasuk ukiran simbolik dan perhiasan kerang.
Dan kebangkitan pertanian kira-kira 10.000 tahun yang lalu bertepatan dengan perubahan iklim setelah akhir masa gletser terakhir. Beberapa ilmuwan berteori bahwa es yang mundur membuatnya lebih mudah, atau bahkan mungkin perlu, bagi manusia untuk memelihara tanaman di Timur Dekat. Tetapi beberapa sinyal campuran juga ada. Ekspansi otak manusia awal kemudian — lompatan yang lebih kecil tetapi masih signifikan — tampaknya telah terjadi selama periode iklim yang relatif stabil, kata Maslin.
Peneliti lain berpendapat bahwa perubahan iklim purba menimpa manusia dengan cara yang lebih mirip dengan adaptasi evolusi yang terlihat pada hewan dan tumbuhan lain. John Stewart dari Bournemouth University berpendapat bahwa perubahan iklim kemungkinan memindahkan orang-orang di sekitar lanskap yang sekarang disebut Eropa dan Asia, mengisolasi beberapa populasi dan menciptakan kondisi yang dapat menyebabkan perubahan evolusioner dan munculnya spesies baru.
Penelitian telah menunjukkan bahwa zaman es masa lalu mungkin telah memaksa spesies seperti landak ke daerah yang lebih kecil, atau tempat berlindung, tempat mereka dapat bertahan hidup. Spesies-spesies itu secara genetis tidak sama ketika mereka muncul dan berkembang ketika iklim pilihan mereka kembali. Jika proses ini bertindak dengan cara yang sama pada hominin, Neanderthal dan Denisovans mungkin muncul dari kelompok awal seperti Homo heidelbergensis, ketika mereka menjadi terisolasi dalam kantong kecil yang dapat ditinggali di belahan bumi utara yang dingin.
"Kami telah melihat organisme lain dan bagaimana mereka beradaptasi selama beberapa siklus interglasial terakhir, " kata Stewart, merujuk pada pekerjaan yang dilakukan dengan Chris Stringer dari Natural History Museum, London. “Beberapa pola tampaknya terjadi ketika Anda melihat penyebaran geografis dan genetika, dan kami melihat manusia dalam cahaya yang sama. Jika kita percaya pada evolusi organik, kita seharusnya tidak menciptakan proses baru untuk manusia atau memperlakukannya sebagai kasus khusus. Kita harus memasukkan mereka ke dalam gambar yang lebih besar ini. "
Proses itu mungkin tidak bekerja dengan cara yang sama di lokasi yang lebih dekat ke Khatulistiwa, di mana perubahan iklim mungkin tidak ekstrem, Stewart menambahkan. Dan dia percaya bahwa teorinya tidak eksklusif satu sama lain dengan jenis pemilihan variabilitas yang didukung Rick Potts, Peter deMenocal, dan lainnya.
“Tapi saya pikir, bagi saya, pemilihan variabilitas bukanlah mekanisme untuk membuat spesies baru. Ini lebih merupakan mekanisme untuk membuat garis keturunan yang sukses yang dapat menyebar dan memungkinkannya untuk mengatasi banyak skenario yang berbeda, ”kata Stewart. “Untuk membuat dua spesies dari satu, saya pikir Anda memerlukan isolasi geografis semacam itu yang didorong oleh iklim.” Namun, ia berkata, “tidak ada keraguan tentang itu — manusia dapat mengatasi banyak hal yang berbeda, dan sesuatu dalam evolusi pasti membuatnya demikian. "
