Tendințe dietetice la erbivore din formațiunea Shungura, PNAS din sud-vestul Etiopiei

Editat de Thure E. Cerling, Universitatea din Utah, Salt Lake City, UT și aprobat pe 27 iulie 2020 (primit pentru examinare 14 aprilie 2020)

dietetice

Vedeți conținut similar:

Articole similare

Semnificaţie

Studierea dietei erbivorelor fosile este un aspect critic al înțelegerii ecologiei din trecut. Aici, prezentăm date despre izotopii de carbon din fauna erbivoră colectivă din formațiunea Shungura, Etiopia, o secvență cheie pentru studiul evoluției mamiferelor din estul Africii. Documentăm tiparele temporale în dieta a nouă familii de erbivore de mamifere din Pliocenul târziu și Pleistocenul timpuriu. Dieta ierbivorelor s-a schimbat semnificativ în ultimii 3,5 Ma, iar tranzițiile dietetice majore sunt observate în mai multe taxe în jurul valorii de ∼2,7 Ma și apoi la ∼2,0 Ma. Aceste tipare reflectă răspunsul faunei la schimbările ecologice și de mediu majore și oferă un cadru comparativ pentru studiul dietei cu hominin în acest timp.

Abstract

Schimbările de mediu din Pliocen și Pleistocen se numără printre factorii cheie despre care se crede că au modelat cursul evoluției umane (1 ⇓ –3). Siturile purtătoare de hominin bine datate care se întind pe această perioadă critică de timp oferă o oportunitate unică de a investiga tempoul și tiparele schimbărilor paleoambientale. Acest lucru, la rândul nostru, ne permite să testăm ipoteze despre legăturile dintre schimbările de mediu și adaptările morfologice și comportamentale în clada hominină (4 ⇓ –6). Formația Shungura din Valea Omo inferioară din sud-vestul Etiopiei este un sit cheie care se întinde de la .63,6 la ∼1 Ma, care posedă o înregistrare excepțional de bogată de vertebrate fosile, inclusiv hominini. Formarea constă dintr-o secvență stratigrafică cu o grosime compozită de> 760 m împărțită în 12 membri (adică, bazale, A, B, C, D, E, F, G, H, J, K și L). Fiecare membru este acoperit de un strat de tuf vulcanic care permite atribuirea exactă a vârstei radiometrice pentru membrul corespunzător (7, 8). Peste 50.000 de exemplare fosile aparținând a mai mult de 14 familii de mamifere au fost recuperate în anii 1960 și 1970 de Expediția Internațională de Cercetare Omo, iar lucrările de teren au fost reluate recent de Expediția de Cercetare Omo Group (9, 10).

Aici folosim date stabile despre izotopi din smalțul dinților erbivori pentru a caracteriza dieta mamiferelor mari din formațiunea Shungura. Utilizarea izotopilor stabili se bazează pe înțelegerea noastră a fracționării izotopilor de carbon în timpul fotosintezei în plantele C3 (adică, copaci, arbuști, plante medicinale și ierburi temperate și de mare altitudine) și plante C4 (în principal ierburi tropicale și rogoz) (30 ⇓ - 32). Deoarece plantele sunt principala sursă de carbon pentru ierbivore, semnătura izotopică distinctă a alimentelor consumate este înregistrată în țesuturile corpului (de exemplu, oase și dinți) cu un factor de fracționare relativ consistent. Astfel, valorile izotopice de carbon ale smalțului dinților reflectă dieta erbivorelor și pot fi utilizate pentru a deduce vegetația disponibilă pe peisaj (33 ⇓ –35). Deși au fost raportate date izotopice pentru câteva grupuri taxonomice din formațiunea Shungura (25, 36, 37), în prezent lipsește o înregistrare izotopică detaliată a faunei erbivore mari. Aici, prezentăm tendințele dietetice în nouă familii de mamifere care utilizează> 1.050 de exemplare fosile din formațiunea Shungura și oferim o perspectivă nouă asupra contextului ecologic al homininelor din Pliocenul târziu și Pleistocenul timpuriu.

Rezultate

În această secțiune vom raporta analize ale valorilor izotopilor de carbon de la fiecare familie de mamifere care se blochează la nivelul stratigrafic al membrilor (Fig. 1 și Dataset S1). Familiile de mamifere sunt prezentate în ordinea abundenței lor (adică de la cel mai puțin abundent din punct de vedere al numărului de exemplare identificate) cu valori mediane δ 13 C și intervale prevăzute pentru fiecare taxon. Trebuie remarcat faptul că, în general, abundența relativă a browserelor scade în timp, așa cum sa menționat în lucrările anterioare (24 ⇓ –26).

Parcele de cutii și mustăți cu valori de δ 13 C pentru datele smalțului dinților fosili din formațiunea Shungura din nouă familii de mamifere. Valorile mediane sunt marcate printr-o linie verticală în interiorul casetei, marginile casetelor reprezintă valorile quartilei inferioare și superioare, mușchii se extind de la marginea casetei la cea mai mare și cea mai mică valoare, nu mai mult de 1,5 * intervalul intercuartil, iar valorile aberante sunt reprezentate ca puncte negre. Nuanțele verzi, albe și galbene indică browserele C3, alimentatoarele mixte C3 - C4 și respectiv grătarele C4.

Bovidae.

Bovidele analizate cuprind 414 exemplare aparținând a cinci triburi: Reduncini, Tragelaphini, Aepycerotini, Alcelaphini și Bovini. În mod colectiv, bovidele arată o tendință spre creșterea consumului de resurse C4 în timp, cu diferențe semnificative statistic în valorile δ 13 C între unii membri. În timp ce tranziția de la membrul A la B arată o trecere de la dietele C3 și dietele mixte C3 - C4 la un spectru dietetic mai larg de dietele C3, C3 - C4 și C4 mixte (testul Wilcoxon la sumă de rang, P = 0,02), o schimbare către s-au observat valori mai mari de δ 13 C și mai multe diete dominate de C4 între membrii B și C (testul t, valoarea P 13 C de -0,7 ‰, cu valori cuprinse între -13,4 și + 2,6 ‰ (deși valorile minime Sunt conduse de două valori aberante) (n = 90) Datele indică faptul că reduncinele au avut o dietă predominant mixtă C3 - C4 în timpul membrilor anteriori ai formațiunii (adică, membrul B) și au trecut la o dietă dominată de C4 în perioadele ulterioare.

Aepycerotini.

Probele de Aepycerotini au o valoare mediană de δ 13 C de -2,2 ‰, cu valori cuprinse între -9,2 și + 2,5 ‰ (n = 96). Modelul dietetic general pentru Aepyceros indică o dietă mixtă C3 - C4 la membrii anteriori (membri A și B) urmată de o trecere la o dietă dominată de C4 la membrii C până la F și o ușoară schimbare înapoi la o dietă dominată de amestec Resurse C3 - C4 în membrii superiori G până la L.

Tragelaphini.

Valoarea mediană δ 13 C pentru bovidele tragelafinei (n = 104) este −5,2 ‰ cu valori δ 13 C cuprinse între −11,6 și + 3,0 ‰. Aceasta indică o dietă dominată de resurse mixte C3 - C4.