Редактирано от Ричард Г. Клайн, Станфордски университет, Станфорд, Калифорния, и одобрено на 23 април 2010 г. (получено за преглед на 20 февруари 2010 г.)

диета

Резюме

Производството на каменни инструменти и тяхното използване за достъп до животински тъкани от плиоценовите хоминини бележи произхода на ключова адаптация в еволюционната история на човека. Тук съобщаваме за археологически комплекс in situ от свитата Koobi Fora в северна Кения, който предоставя уникална комбинация от фаунистични останки, някои от които с пряко свидетелство за касапска промишленост, и артефакти от Oldowan, които са добре датирани на 1,95 млн. Този сайт предоставя най-старите доказателства in situ, че хоминините, предхождащи Homo erectus, са се радвали на достъп до трупове на сухоземни и водни животни, които са изсичали в добре напоени местообитания. Той също така предоставя най-ранните окончателни доказателства за включването в диетата на хоминините на различни водни животни, включително костенурки, крокодили и риби, които са богати източници на специфични хранителни вещества, необходими за растежа на човешкия мозък. Доказателствата тук показват, че тези критични съединения за растеж на мозъка са били част от диетите на хоминините преди появата на Homo ergaster/erectus и биха могли да изиграят важна роля в еволюцията на по-големи мозъци в ранната история на нашия произход.

Сравнение на находки от FwJj20 и други местообитания на плиоцен и плейстоцен, които са описали комплекси от модифицирана кост, свързани с артефакти

Басейнът Туркана в северна Кения съхранява един от най-изчерпателните записи за поведението на късния плиоцен хоминин. Ранни доказателства за производство на артефакти могат да бъдат намерени във формация Шунгура (Fm) (10) на мястото Fejej в северния басейн на Туркана (11) и от западната страна на басейна на Туркана в Nachukui Fm (3). Към днешна дата обаче в археологическите записи на плиоцена липсват големи комплекси in situ със свързани артефакти, фауна и модифицирани от хоминин кости.

Koobi Fora Fm на източните брегове на езерото Туркана по-рано дава доказателства за поведението на хоминините от 1,87 до 1,39 млн. (12, 13). Тук представяме данни от ново находище, FwJj20, което е уникално с високата си концентрация на земни и водни фауни, останки, някои от които показват модификация от хоминини във връзка с множество артефакти. FwJj20 се намира в подрегиона Il Dura на басейна на Туркана (14)

На 10 км северно от преди известни археологически обекти във формация Koobi Fora (фиг. 1).

Местоположение на местността FwJj 20. (А) Карта на долната долина на Омо в Етиопия и северната част на езерото Туркана. Забележка Плиоценови и плейстоценови утайки от Кооби Форалната свита [преначертано от Brown et al. (40)] с местоположение на сайта FwJj20, отбелязан като кръг. Координати на базата на Световната геодезическа система 84. (B) Въздушна снимка, отбелязваща странични геоложки окопи. (C) Изкоп на FwJj20, отбелязващ вертикално разпределение на находките, кота спрямо локална база и плътността на находките на квадратен метър.

Резултати и дискусия

Плио-плейстоценовите седименти в района на Ил Дура представляват сложно взаимодействие между бързо колебаещото се езеро и редица речни системи (14, 15). Тези речни системи вероятно са комбинация от доминиращата голяма аксиална речна система (прото-Омо) и ефимерни маргинални речни системи (прото-Ил Ериет). Артефактите от FwJj20 и изкопаемата фауна са открити в глинеста леща с дебелина от 6- до 15 cm, която е покрита от песъчно-камъчеста конгломератна единица, която е странично обширна характеристика в горния член на Бурги (Mbr) в Il Подрегион Дура (14). Поредица от финиращи възходящи последователности и палеозоли покриват този пясък и представляват преход от езерото към речно отлагане, характерно за горната Burgi Mbr в Koobi Fora Fm (16). Артефактният хоризонт FwJj20 е зараждаща се почва, която се е развила в заливната област на бързо утежняваща се делтова система, захранвана или от река прото-Омо, или от основна приточна речна система, дренираща планинските райони Surgei Highlands.

Местността FwJj20 се намира на 14 м под светлосив туфоров хоризонт (фиг. 2) и ≈40 м над горната повърхност на несъответствие на Бурги, което се изчислява на 2,0 млн. (14). Геохимичният състав на туфовия хоризонт над площадката (Таблица S1) потвърждава това като туф на мястото на Кей Беренсмайер (KBS) [1,886 ± 0,021 млн. (17)]. Магнитостратиграфският анализ показва, че горните 15 m (фиг. 2) на секцията отчитат стабилна нормална магнитна полярност. Субхронът за нормалната полярност на Olduvai е датиран между 1.95 и 1.78 млн. (18). Като такъв, нормалната полярност, записана под туфа KBS, се счита, че представлява основата на това събитие. Преход от обърната към период на стабилна нормална полярност се случва на 0.9–1.0 m над археологическия хоризонт. Артефактният слой е свързан със стабилна обърната полярност и се намира точно под или по време на прехода на полярността, като по този начин сайтът е малко по-стар от началото на събитието Olduvai в

Композитна стратиграфия, виртуална геомагнитна географска ширина на полюса и геомагнитна полярност за участъка над и под хоризонта на площадката FwJj20 и представителна микростратиграфия на артефактния хоризонт. Събитията с нормална полярност са представени като твърди блокове. Височината на участъка се отчита в метри и се основава на произволна дата на мястото. Микростратиграфията на артефактния хоризонт е нарисувана без вертикално преувеличение.

Останки от фауна, свързани с разкопките в местността FwJj20

Кости, модифицирани от хоминин от FwJj20. (A) Снимка и SEM изображение на отрязан знак върху ребро с размер 2 bovid; отбележете вътрешни ивици и V-образна маркировка. (Б) Фаланга на голямо влечуго (Crocodylidae?) С напречен знак за отрязване; обърнете внимание на многобройните ивици и раменни белези в SEM изображението. (C) Вътрешна повърхност на костенурката с две субпаралелни марки. SEM изображението показва v-образна форма на този знак. (D) Ребро на носоротид с голям v-образен знак. (Долна) 3D реконструкция на този знак, създадена с помощта на скенер Roland MDX-40. (E) Костенурка ентопластрон с единична линейна маркировка на вътрешната повърхност. SEM изображението показва вътрешни ивици на този знак. (F) Краниален фрагмент от Clarias с единична линейна ивица, показваща вътрешни ивици. Триизмерна реконструкция, създадена както в D. (G) SEM изображение, показващо остъргване по вътрешната повърхност на пластронов фрагмент от костенурка/костенурка.

Месарските дейности на FwJj 20 са се случвали в добре напоена среда. Доминиращите таксономични семейства сред 347-те изкопани екземпляра, които могат да бъдат идентифицирани на семейно ниво, включват Hippopotamidae, Bovidae, Suidae и Equidae (Таблици 2 и 3). Сборът от бовиди FwJj20 е доминиран от по-зависими от водата племена като редуцини и трагелафини (42% от бовидния NISP). От суидите брахидонтът форма Kolpochoerus (вж. Heseloni) е най-разпространеният род. Тази фауна, в допълнение към други зависими от водата родове (напр. Хипопотам, Хексапротодон и Крокодилус), показват добре напоена среда при FwJj20. Мезисният характер на мястото се подкрепя допълнително от изотопни данни за кислород на зъбния емайл от FwJj20 (фиг. S2 и S3 и таблица S3), които показват среда с ниска екологичност на околната среда. Добре напоеният контекст на FwJj 20 се подкрепя допълнително от възстановяването на растителни макрофосили, които са показателни за липса на воден стрес върху околната растителност (фиг. S4 и S5 и таблица S4) (30). Идентификацията на флорални общности на общо ниво на FwJj20 показва, че Drypetes (Euphorbiaceae/Putranjivaceae), палмово дърво, е най-често срещаният род. Съвременните представители на този род се срещат главно в речните гори с малка надморска височина.

Останки от фауна, свързани с разкопките в местността FwJj20

Материали и методи

Палеомагнитен анализ.

Взети са седемдесет и две независимо ориентирани проби от две секции, които са били използвани за създаване на композитна стратиграфска последователност (фиг. 2). Стандартни минерални магнитни измервания бяха извършени на сестрински подпроби за определяне на остатъчните минерали (34). Измерванията бяха направени с помощта на криогенен, свръхпроводящ квантов интерферентен уред, базиран на въртящ се магнитометър. Сестринските проби от всеки слой бяха подложени на променливо поле от 10 до 16 точки, термично и хибридно размагнитване. Това показва силен вискозен отпечатък в много проби, обикновено отстранен с 8 mT, за да се разкрият стабилни характерни остатъчни намагнитвания (ChRM). След магнитно почистване се определят ChRM, като се използва анализ на основните компоненти. Статистиката на Фишър беше използвана за определяне на виртуална геомагнитна географска ширина на полюса за всяко местоположение на пробата или група статистически различни проби в рамките на тези местоположения на пробите (Фиг. 2). Подробна методология е описана в SI Материали и методи.

Тефостратиграфски анализ.

Пробата от туф, K83-1562, е събрана от F. H. Brown през 1983 г. от израстък на туфа ≈400 м южно от мястото FwJj20. Туфът образува виден перваз и е непрекъснат в изхода между FwJj20 и мястото за вземане на проби. Пробата K83-1562 се анализира чрез рентгенови флуоресцентни техники, като се използват подготвителните методи и аналитичните условия, описани в Brown and Cerling (35). Химията на следите и второстепенните елементи на K83-1562 е съвпадение за KBS Tuff, взета проба в неговия тип местоположение (Таблица S2).

Стабилен изотопен анализ.

От местността FwJj20 бяха взети проби от шестдесет и един изкопаеми зъба, включително повечето таксони на бозайници на мястото, с изключение на примати, микробозайници и месоядни животни. Зъбният емайл беше анализиран с помощта на он-лайн карбонатно устройство, Finnigan Carboflo, и анализиран на масспектрометър Finnigan MAT 252 в Университета в Юта. Корекциите се основаваха на вътрешен каррарски мрамор и референтни материали за зъбен емайл, калибрирани по стандарта NBS-19 за калцит. Референтните материали за емайла имат стандартно отклонение от 0,15 ‰, както за δ 13 C, така и за δ 18 O, по време на анализите, извършени за това проучване. Карарарският мраморен материал дава стандартни отклонения от 0,07 ‰ и 0,09 ‰, съответно за δ 13 C и δ 18 O. Всички изотопни стойности се отчитат във връзка с изотопния стандарт Vienna Pee Dee Belemnite, като се използва стандартна δ-нотация. Вижте SI материали и методи за допълнителна информация.

Благодарности

Благодарим на J. Sealy, T. Plummer, B. Wood и J. Parkington за конструктивни коментари по нашия ръкопис; общността на Илерет, която ни помогна по време на това изследване; и отдела за археология на Националните музеи на Кения за подкрепа. Благодарим на F. Brown за достъп до геохимията на тефра и T. Cerling за достъп до изотопни данни и подкрепата на лабораторията по геомагнетизъм на университета в Ливърпул. Това изследване е проведено с разрешение от Националните музеи на Кения и Министерството на образованието, науката и технологиите на Република Кения (MOEST 13/001/31C 216). Изследванията са финансирани от Национална научна фондация - Международна програма за научни стипендии, грант 0602021, Университет Рутгерс (Център за човешки еволюционни изследвания), Университет в Кейптаун (Програма за нововъзникващи изследователи), Палеонтологичен научен тръст, Изследователски грант на Университета в Нов Южен Уелс и австралийски изследователски съвет Discovery Grant DP0877603.

Бележки под линия

    1 До кого трябва да се адресира кореспонденция. Имейл: david.braunuct.ac.za .

Принос на автора: D.R.B., J.W.K.H., N.E.L., J.T.M., L.C.B., B.G.R. и M.K. проектирани изследвания; D.R.B., J.W.K.H., N.E.L., J.T.M., A.I.R.H., M.K.B., L.C.B., B.G.R. и M.K. извършени изследвания; D.R.B., J.W.K.H., N.E.L., J.T.M., M.K.B., B.G.R. и M.K. проведена теренна работа, довела до откриването на сайта; N.E.L. и A.I.R.H. събрани и алармирани геоложки и геохронологични данни .; J.T.M. проведен тафономичен анализ на фаунистични материали; D.R.B., N.E.L., J.T.M., A.I.R.H., M.K.B., L.C.B., B.G.R. и M.K. анализирани данни; и D.R.B., J.W.K.H., N.E.L., J.T.M., A.I.R.H., M.K.B., L.C.B., B.G.R. и M.K. написа вестника.

Авторите не декларират конфликт на интереси.