Кости, гены и культура

Пищевая революция эректусов: прощание с лесами

Одним из самых информативных источников сведений о диете ископаемых гоминид является изотопный состав углерода в зубной эмали. У углерода два стабильных изотопа: легкий 

С и тяжелый

C. В природе они встречаются в соотношении, близком к 93:1. Если в зубной эмали у животного повышена доля тяжелого изотопа

C (ее обозначают ?

C

, где ena – сокращение от слова enamel, “эмаль”), то это, скорее всего, значит, что животное питалось в основном дарами открытых пространств, поросших травами, – саванн или степей (их еще называют травяными биомами).

То есть либо травой, либо травоядными животными. Низкие же значения ?

C

указывают на питание дарами леса.

Дело в том, что большинство лесных растений использует обычный, “классический” вариант фотосинтеза (так называемый С

-фотосинтез), в ходе которого в качестве сырья для синтеза органики используются преимущественно молекулы CO

с легким изотопом углерода

С.

Название “C

-фотосинтез” связано с тем, что углерод из углекислого газа включается в состав трехуглеродных органических молекул (а не четырехуглеродных, как при C

-фотосинтезе), хотя для дальнейшего нашего обсуждения это неважно.

Во второй половине кайнозойской эры, начиная примерно с 30 млн лет назад, уровень CO

 в атмосфере стал снижаться, а климат на планете – портиться.

В высоких широтах похолодало: сначала покрылась льдом Антарктида, а позже, в плейстоцене, начались периодические оледенения в Северном полушарии. При этом в низких широтах во многих районах климат постепенно становился более засушливым. Это вело к сокращению площади лесов и расширению травяных биомов, в том числе африканских саванн. В новых условиях получили преимущество травы, практикующие другой вариант фотосинтеза – так называемый C

-фотосинтез, при котором в состав органических веществ включается больше тяжелого изотопа

С.

Растения с С

-фотосинтезом лучше приспособлены к сухому жаркому климату в сочетании с нехваткой CO

. Вот поэтому мы и можем определить, чем питалось то или иное африканское животное: если в эмали его зубов много

C, то дарами саванны, если мало – дарами леса.

Но вернемся к гоминидам.