文章信息：Jinbo Zan, Julien Louys, Robin Dennell, Michael Petraglia, Wenxiao Ning, Xiaomin Fang, Weilin Zhang, & Zhe Hu. (2024). Mid-Pleistocene aridity and landscape shifts promoted Palearctic hominin dispersals. Nature Communications, 15(1), 10279. https://doi.org/10.1038/s41467-024-54767-0

整理人：闫甲祺，2024级硕士研究生

整理时间：2025年1月14日

Abstract: Population expansions and contractions out of and into Africa since the early Pleistocene have influenced the course of human evolution. While local- and regional-scale investigations have provided insights into the drivers of Eurasian hominin dispersals, a continental-scale and integrated study of homininenvironmental interactions across Palearctic Eurasia has been lacking. Here, we report high-resolution (up to ∼5-10 kyr sample interval) carbon isotope time series of loess deposits in Central Asia and northwest China, a region dominated by westerly winds, providing unique paleoecological and paleoclimatic records for over ~3.6 Ma. These data, combined with further syntheses of Pleistocene paleontological and archaeological records and spatiotemporal distributions of Eurasian eolian deposits and river terraces, demonstrate a pronounced transformation of landscapes around the Mid-Pleistocene Climate Transition. Increased climate amplitude and aridity fluctuations over this period led to the widespread formation of more open habitats, river terraces, and desert-loess landscapes, pushing hominins to range more widely and find solutions to increasingly challenging environments. Mid-Pleistocene climatic and ecological transitions, and the formation of modern desert and loess landscapes and river networks, emerge as critical events during the dispersal of early hominins in Palearctic Eurasia.

摘要：自更新世早期以来，进出非洲的人口扩张和收缩影响了人类进化的进程。虽然地方和区域规模的调查为了解欧亚古人类扩散的驱动因素提供了见解，但一直缺乏对古北欧亚大陆古人类环境相互作用的大陆规模和综合研究。在这里，我们报告了中亚和中国西北部黄土沉积物的高分辨率（高达〜5-10 kyr的采样间隔）碳同位素时间序列，该地区以西风为主，提供了超过〜3.6 Ma的独特古生态和古气候记录。这些数据与更新世古生物学和考古记录以及欧亚风成沉积物和河流阶地的时空分布的进一步综合相结合，证明了中更新世气候转型周围景观的显着变化。这一时期气候变化幅度和干旱波动的加剧导致了更开放的栖息地、河流阶地和沙漠黄土景观的广泛形成，促使古人类活动范围更广，并找到应对日益严峻的环境的解决方案。中更新世气候和生态转变，以及现代沙漠和黄土景观和河流网络的形成，是早期人类在古北极欧亚大陆扩散过程中的关键事件。

1. 研究背景

• 从早更新世开始，人类祖先在非洲内外的人口扩张和收缩影响了人类的进化过程。尽管已有研究探讨了欧亚大陆局部和区域尺度上人类祖先扩散的驱动因素，但缺乏对整个欧亚大陆古北界（Palearctic Eurasia）人类祖先与环境相互作用的大陆尺度综合研究。
• 古北界从大西洋延伸到太平洋，包括欧洲和亚洲北部地区，其气候系统主要受盛行西风带影响，而中国秦岭以北地区则受东亚季风影响。人类祖先在200万年前开始进入古北界，最早的非洲以外的人类遗迹证据来自中国黄土高原的210万年前的工具。
• 到中更新世气候转型（Mid-Pleistocene Climate Transition, MPT，约125万至70万年前）结束时，人类祖先已在整个古北界扩散，分布范围从亚洲的40°N到西欧的55°N。

2. 研究意义

• 本研究通过整合高分辨率的碳同位素时间序列、古生物记录、考古记录以及风成沉积物和河流阶地的时空分布，揭示了中更新世气候转型期间古北界景观和生态系统的显著变化，以及这些变化对人类祖先扩散的影响。
• 研究结果表明，中更新世的干旱化和景观变化是推动古北界人类祖先扩散的关键因素，这一发现为理解人类祖先在欧亚大陆的扩散和适应提供了新的视角，强调了气候变化对人类进化的重要作用。
• 该研究还为探讨人类祖先在不同气候和生态系统中的适应策略提供了重要线索，有助于进一步理解人类祖先的行为和进化过程。

3. 研究方法

• 碳同位素分析：研究者分析了中亚和中国西北地区黄土沉积物中的有机碳同位素（δ13Corg），这些沉积物记录了约360万年以来的古生态和古气候信息。通过这些记录，研究者重建了该地区的降水和植被密度变化。
• 古生物和考古记录整合：结合了欧亚大陆的古生物记录和考古记录，分析了人类祖先遗址的时空分布，以及这些遗址与古气候和古生态变化的关系。
• 风成沉积物和河流阶地的时空分布分析：研究了欧亚大陆风成沉积物和河流阶地的分布变化，探讨了这些地质现象与人类祖先扩散之间的联系。
• 统计分析：使用Mann–Whitney和Ansari–Bradley检验等统计方法，分析了碳同位素记录中的变化点，以识别古气候变化的节奏、事件和趋势。

4. 研究主要结论

• 气候变化与景观变化：中更新世气候转型期间，全球冰量增加，气候变冷，西风带和亚洲夏季风的降水供应减少，导致欧亚大陆显著干旱化。这种干旱化导致了更开放的栖息地、河流阶地和沙漠-黄土景观的广泛形成。
• 人类祖先扩散：干旱化和景观变化促使人类祖先在古北界更广泛地扩散，寻找适应更具挑战性环境的解决方案。研究发现，中更新世气候转型后，人类祖先在欧亚大陆的分布范围显著扩大。
• 技术与行为适应：随着干旱化和景观变化，人类祖先的技术和行为也发生了显著变化。例如，出现了大型切割工具（Acheulean）技术，这可能与人类祖先在更开放环境中的适应需求有关。
• 生态系统的重组：中更新世气候转型后，欧亚大陆的生态系统发生了显著变化，森林适应性动物群落减少，而适应开阔环境的动物群落增加。这种生态系统的重组对人类祖先的食物资源分布和栖息地选择产生了重要影响。

5. 研究展望

• 进一步的古气候研究：未来的研究可以进一步探索中更新世气候转型期间的气候变化细节，以及这些变化对人类祖先扩散和适应的长期影响。
• 多学科综合研究：结合地质学、古生物学、考古学和气候模型等多种学科方法，更全面地理解人类祖先在欧亚大陆的扩散过程。
• 人类祖先的行为和文化适应：深入研究人类祖先在干旱化和景观变化背景下的行为和文化适应策略，例如工具技术的发展、食物资源的利用和栖息地选择的变化。
• 全球视角：将欧亚大陆的研究结果与其他大陆的人类祖先扩散研究进行对比，探索全球气候变化对人类进化的影响。

6. 研究主要图表：

01 本文和欧亚大陆古北界的风成黄土和河流湖泊序列的位置

02 中亚和东亚风成和河流湖泊沉积物土壤有机质和总碳酸盐的碳同位素记录

03 更新世河流阶地横跨欧亚大陆的时空分布与演化

04 欧亚大陆上更新世考古学和古人类化石遗址的时空分布和演化

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-54767-0                          

原文转引：https://mp.weixin.qq.com/s/bVS61bdJcp1sBVL8hvievA