Hvilke konsekvenser har klimaændringer haft for vores slægtninge de seneste tre millioner år?

Klimaforandringer kræver, at arter tilpasser sig nye forhold. Når klimaet svinger meget, giver det derfor også fordele for de arter, som er i stand til at tilpasse sig hurtigt. Og arter, som kan tilpasse sig til at leve i flere forskellige miljøer.

Det er netop en af de fremherskende teorier bag vores egen, menneskets, evolutionshistorie. Eller rettere de nu uddøde arter, som har levet i Østafrika i løbet af de seneste cirka tre millioner år.

I dag er vi som Homo sapiens den sidste art i Homo-slægten, som stadig vandrer omkring på Jorden. Forud er gået flere hundred årtusinders evolution siden vores fjerne forfædre og slægtninge – kendt som homininer (Hominidae) – udviklede sig i Østafrika. En evolution, som primært var båret at klimaforandringer. Men hvordan?

Det vil Rachel Lupien, adjunkt på Institut for Geoscience på Aarhus Universitet, undersøge med hjælp fra en Sapere Aude-bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond.

»Projektet skal hjælpe os med at forstå, hvordan klima- og miljøforandringer påvirkede hominin-evolutionen. Så evolution i form af artsdannelse, udryddelse og spredning, altså bevægelse rundt i Østafrika eller ud af Østafrika endda. Det er for at komme ind til kernen af, hvilke aspekter af klimaforandringer der er de vigtigste for den slags evolutionære reaktioner,« forklarer Rachel Lupien.

Store klimacyklusser er drevet af Jordens bane omkring Solen. Det vil sige, at der over en periode på mange tusind år, forgår en gradvis ændring af klimaet i takt med, at Jordens bane omkring Solen ændrer sig, indtil banen atter er tilbage ved udgangspunktet.

Inden for videnskaben har forskere bemærket, at homininernes evolution forløber i takt med disse klimaændringer. Men foreløbig er det kun en observation. Der mangler slet og ret en årsagssammenhæng mellem evolutionen og de klimaændringer, som Jordens bane omkring Solen har forårsaget.

Historien deles op i små bidder

Udfordringen er, at klimaforandringerne forløb over titusinder af år, mens hver enkelt af vores slægtninge dengang måske kun havde en levetid på omkring 25 år.

Derfor kræver den nødvendige indsigt, at det bliver muligt for forskerne at forstå, hvordan klimaet ændrede sig inden for langt kortere tidsperioder. Når forskerne har den viden, kan de se på sammenhængen, dels med Jordens bane om Solen og dels med de eksisterende 

beviser for homininernes evolution. Det er netop denne samlede indsigt, som Rachel Lupien håber, at hun og hendes forskerhold kan få succes med.

Forskningsmaterialet består af sedimentprøver i form af borekerner, som er blevet hentet i ned til 300 meters dybde omkring nuværende og tidligere søer i Østafrika.

Her kan forskerne aflæse klimaforandringer i den bladvoks, som sedimentprøverne indeholder. Bladvoks er voks, som planter fremstiller til at beskytte sig selv med. Når planten visner og dør, overlever voksen.

»Så idéen er at udvikle en måde at få et datasignal fra en prøve, der er meget lille. Så kan vi skabe forhistoriske klimaoptegnelser med virkelig høj tidsopløsning, så vi kan se, hvordan klimaet ændrede sig på en hominin-tidsskala i størrelsesordenen 25, måske hundrede år – men for tre millioner år siden,« siger Rachel Lupien.

Hun og den øvrige projektgruppe, som også kommer til at tælle en postdoc og to ph.d.-studerende, skal dog ikke selv ud at bore efter jordprøver. Der findes nemlig sedimentkernearkiver, hvor forskerne kan få adgang til tidligere prøver.

Flyt, udvikl dig eller dø

Når forskerne kan se, hvordan klimaet udviklede sig inden for blot nogle få årtier, bliver det også lettere at afgøre sammenhængen mellem klimasvingninger og evolution.

»Vi ser nye stenværktøjsteknologier dukke op i perioder med stor variation i klimaet. Det antyder, at de mennesker, der levede i landskabet, blev tvunget til at blive generalister snarere end specialister. Så de var tvunget til at være i stand til at leve og tilpasse sig en bred vifte af miljøer i stedet for at være rigtig gode til at leve i for eksempel en ørken,« forklarer Rachel Lupien og føjer til

»Der er også spor af en spredning ud af Afrika i perioder med stor forandring. Så hvis en gruppe ikke kan overleve i netop disse omgivelser, enten uddør de, eller de bliver nødt til at flytte.«

Tre mål med forskningen

Overordnet har det fire år lange forskningsprojektet tre mål:

1. At udvikle en metode til at konstatere klimaforandringer inden for korte tidsintervaller, som ligger forholdsvis langt tilbage i tiden. I dette tilfælde tre millioner år og vel at mærke med udgangspunkt i små sedimentprøver.
2. At benytte den nyudviklede metode til at knytte bånd mellem klima og evolution.
   Forskerne vil bruge metoden fra punkt 1 til at skabe nye klimadata med kortere tidsintervaller på for eksempel 25 eller 100 år. Derefter vil forskerne bruge værktøjer som maskinlæring og evolutionære modeller til at skabe større indsigt i sammenhængen mellem klima og evolution.
3. Test af årsagssammenhængen mellem klimaændringer grundet Jordens bane om Solen og hominin-evolutionen.
   »Det er det, jeg er mest begejstret for. Det er det overordnede mål med projektet. Og så vil vi udvikle nye værktøjer og nye optegnelser undervejs for at nå dertil,« siger Rachel Lupien.
   

Alt sammen kan det nære vores evige nysgerrighed efter viden om vores egen historie.

»Både klimaforandringer og menneskelig evolution er hotte emner, som folk bare er super-interesserede i. Hvordan opførte vores hominin-forfædre sig, hvad skete der, og hvordan førte det til, hvem vi er i dag?,« slutter Rachel Lupien.