Überraschender Entwicklungsschub frühzeitlicher Menschen durch Umweltveränderungen verursacht

Geologen der Uni Potsdam bei den Bohrungen in Ostafrika | Foto: René Dommain
Quelle: René Dommain
Geologen der Uni Potsdam bei den Bohrungen in Ostafrika

Turbulente Zeiten führten vor 320.000 Jahren zu entscheidenden Veränderungen und Anpassungen des Verhaltens der Menschen. Ein neuer Sedimentbohrkern zeigt ein sich stark veränderndes Ökosystem im Ostafrikanischen Graben während einer entscheidenden Phase in der Evolution des Menschen und seiner technologischen und kulturellen Entwicklung. In der Oktober-Ausgabe der Fachzeitschrift Science Advances berichtet ein internationales Forscherteam unter Leitung des renommierten Anthropologen Richard Potts von der Smithsonian Institution über eine lange Phase instabiler Umweltbedingungen, die sich in diesem Teil Afrikas – im heutigen Kenia – zur Zeit grundlegendster Veränderungen im Verhalten und der Steinzeitkultur unserer Vorfahren ereigneten. Einige der Analysen am Bohrkern und die Datenauswertung wurden von René Dommain und Simon Riedl am Institut für Geowissenschaften der Universität Potsdam durchgeführt. Der Paläoökologe Dommain ist seit Beginn des Projekts involviert, das mit der Entnahme des Bohrkerns nahe der weltberühmten Ausgrabungsstätte Olorgesailie in Kenia im September 2012 begann.

Über Jahrhunderte konnten sich die frühen Menschen im Ostafrikanischen Graben auf ihre Umwelt verlassen. Seen mit Süßwasser versorgten sie mit Trinkwasser und gewaltige Herden großer Pflanzenfresser streiften durch das Grasland. Doch etwa 400.000 Jahre vor heute änderte sich plötzlich alles. Die Umweltbedingungen wurden wechselhafter und unsere Vorfahren wurden mit Veränderungen konfrontiert, die den bisherigen Lebensstil unmöglich machten.

Erste Analysen eines Bohrkerns, der die Umweltbedingungen im Ostafrikanischen Graben über einen Zeitraum von rund einer Million Jahre abbildet, zeigen Veränderungen der Vegetation und des Wasserangebotes der Region zu einem Zeitpunkt, an dem die Menschen zunächst ihre Werkzeuge deutlich weiterentwickelten und diese erstmals über lange Distanzen auch austauschten. Diese Beobachtungen lassen vermuten, dass Veränderungen in Klima, Landschaft und Ökosystem die Entwicklung neuer Merkmale und Verhaltensweisen begünstigten, die eine Anpassung der Menschen vorantrieben.

Bereits 2018 konnte Potts gemeinsam mit weiteren Kollegen an archäologischen Grabungen den Wandel in Verhalten und Kultur der Menschen in der Region um Olorgesailie zeigen. Über mehr als 700.000 Jahre nutzten die Frühmenschen die gleiche Art von Werkzeug – den Faustkeil. Das Leben und die Kultur der Menschen dieser Zeit schien bemerkenswert stabil zu sein. Dann, vor etwa 320.000 Jahren, begannen die Menschen deutlich kleinere, besser entwickelte Werkzeuge und Waffen herzustellen. Dies markierte den Beginn der sogenannten Mittleren Steinzeit in Afrika. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass ein erster Tauschhandel mit benachbarten Gruppen aufgebaut wurde und farbig pigmentierte Materialien eingesetzt wurden. Letzteres gilt als Beginn einer Symbol-basierten Kommunikation. All diese Veränderungen entfernten die Menschen von ihrem bis dahin gewohnten Lebensstil. Potts, Dommain, Riedl und ihre Kollegen gehen nun davon aus, dass all dies das Resultat einer sich verändernden Umwelt und der Anpassung an neue Lebensbedingungen darstellt.

Manche Wissenschaftler vermuten, dass klimatische Veränderungen allein die Adaption und damit auch die Evolution des Menschen ausgelöst haben könnten. Die nun veröffentlichte Studie zeigt aber, dass dieser Prozess deutlich komplexer zu sein scheint. Die neuen wissenschaftlichen Analysen deuten darauf hin, dass Klimaveränderungen nur einer von mehreren Faktoren sind, die zu Anpassung und Entwicklung neuer Verhaltensweisen führten. Die Untersuchungen zeigen, wie Klimaveränderungen, eine dynamische Landschaft, die sich durch tektonische Prozesse ständig umformt, und wiederkehrende Störungen der Ökosysteme zusammenwirkten und die Entwicklung neuer Technologien und Verhaltensweisen vorantrieben. Diese drei Faktoren scheinen die Entwicklung des Menschen in der Region besonders beeinflusst zu haben.

Bei der Erforschung dieser für die menschliche Entwicklung so wesentlichen Phase stießen Potts und sein Team aber auf eine große Lücke in den geologischen Umweltarchiven der Region um Olorgesailie. Die Erosion der hügeligen Landschaft rund um Olorgesailie hat entscheidende geologische Schichten von einem Zeitraum von 180.000 Jahren verschwinden lassen – genau des Zeitraums, in dem die entscheidende Veränderung der Steinzeitkultur stattfand. Um dennoch entsprechende Informationen zu erhalten, suchte das Team daher an anderer Stelle.

Gemeinsam mit einer kenianischen Bohrfirma wurde eine Bohrung im Koora-Tal abgeteuft, welches etwa 25 Kilometer südlich der archäologischen Grabungen von Olorgesailie liegt. Durch die Zusammenarbeit mit dem Nationalmuseum von Kenia und mit Unterstützung der lokalen Massaigemeinschaft von Oldonyo Nyokie konnte schließlich ein 139 Meter langer Bohrkern geborgen werden. Dieser Sedimentkern von nur etwa 4 Zentimeter Durchmesser beinhaltet Daten der Umweltveränderungen aus über einer Million Jahre.

Wissenschaftler der Smithsonian Institution und des Instituts für Geowissenschaften der Universität Potsdam sowie zahlreicher weiterer Institute aus aller Welt analysierten die Umweltdaten aus dem Bohrkern und erstellten so für Ostafrika die bisher best-datierte Rekonstruktion der Umweltveränderungen der letzten 1 Million Jahre. Dabei nutzten sie zur Altersbestimmung die Methode der Argondatierung vulkanischer Aschelagen und führten für die Rekonstruktion der Umwelt sedimentologische, geochemische und paläoökologische Untersuchungen in jeder Schicht des Bohrkerns aus. Das Team rekonstruierte auf diese Weise die Schlüsselmerkmale dieser längst vergangenen Landschaft.

Dabei fanden Sie heraus, dass sich die Umwelt in diesem Teil Afrikas vor etwa 400.000 Jahren stark zu wandeln begann, als tektonische Verwerfungen, die mit der Bildung des Ostafrikanischen Rifts einhergehen, die Landschaft stark fragmentierten. Durch die Zusammenführung der Bohrdaten mit den Erkenntnissen der Archäologen erkannten die Forscher nun auch, dass sich als Antwort darauf das gesamte Ökosystem veränderte.

Die neuen Erkenntnisse der Wissenschaftler lassen vermuten, dass weite Grasebenen der Region durch tektonische Prozesse in kleinere Fragmente zerteilt wurden. Durch die Veränderungen des Reliefs wurde die Landschaft wiederrum anfälliger gegenüber Klimaschwankungen, da Niederschläge nun von höheren Bereichen schneller abliefen und sich in lokalen Senken vorübergehend Seen bildeten. Die Menge des Niederschlags selbst, so zeigen die Bohrdaten, veränderte sich zudem rascher als zuvor, was in der Region zu großen Schwankungen des Wasserhaushalts führte und für die Menschen unvorhersehbare Folgen in Bezug auf die Versorgung mit Trinkwasser hatte.

Gemeinsam mit diesen Schwankungen veränderten sich auch andere Aspekte des Ökosystems. So erkannten die Forscher, dass in der Vegetation der Region vermehrt ein Wechsel zwischen Grasland und bewaldeten Flächen stattfand. Dies führte auch zur Veränderung der Säugetierfauna, insbesondere zum lokalen Aussterben großer Pflanzenfresser, die nun weniger Nahrung fanden. Sie wurden durch kleinere Arten mit breiterem Nahrungsspektrum ersetzt, die noch heute in Ostafrika vorkommen. „Es gab eine gewaltige Verschiebung in der Artenzusammensetzung der Tierwelt parallel zu den ersten Anzeichen neuer Verhaltensweisen der Menschen“, so Potts. „Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, wie Umweltveränderungen die Verfügbarkeit wichtiger ökologischer Ressourcen beeinflussen und den Großteil einer Fauna – nicht nur eine einzelne Art – vor große Herausforderungen stellen. Im kenianischen Rift sehen wir, dass die anpassungsfähigsten Organismen die schwankende Ressourcenverfügbarkeit überlebten, während die Nahrungsspezialisten ausstarben. Die Entwicklung verschiedenster Spezialwerkzeuge und neuer kooperativer Verhaltensweisen beim Menschen sind beeindruckende Beispiele für eine erfolgreiche Anpassungsstrategie“, ergänzt Dommain.

Potts und sein Team merken aber auch an, dass – obwohl die Anpassung eine entscheidende Rolle in der Evolution des Menschen gespielt hat –  die Menschheit nicht zwingend dafür ausgerüstet ist, die beispiellosen globalen, mensch-gemachten Veränderungen, die wir gerade erleben, zu überstehen. „Wir haben eine bemerkenswerte Fähigkeit für Anpassung“, sagt Potts. „Die Frage ist aber, ob wir uns an die massiven ökologischen Veränderungen, die wir durch unser eigenes Handeln nun verursachen, schnell genug anpassen können.“

Internet: https://advances.sciencemag.org/content/6/43/eabc8975

Kontakt:
Dipl. Geo. Simon Riedl: https://www.uni-potsdam.de/de/geo/institut/mitarbeiter/riedl-simon
Dr. René Dommain : https://www.uni-potsdam.de/de/geo/institut/mitarbeiter/dommain-rene