El momento y la intensidad de las estaciones dan forma a la vida que nos rodea, incluido el uso de herramientas por parte de las aves, la diversificación evolutiva de las jirafas y el comportamiento de nuestros parientes primates cercanos.

Algunos científicos sugieren que los primeros humanos y sus ancestros también evolucionaron debido a cambios rápidos en su entorno, pero la evidencia física para probar esta idea ha sido esquiva, hasta ahora.

Después de más de una década de trabajo, hemos desarrollado un enfoque que aprovecha la química dental y el crecimiento para extraer información sobre los patrones de precipitaciones estacionales de las fauces de primates vivos y fósiles.

Compartimos nuestros hallazgos en un estudio colaborativo recién publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences .

Los dientes son máquinas del tiempo ambientales

Durante la infancia, nuestros dientes crecen en capas microscópicas similares a los anillos de crecimiento que se encuentran en los árboles. Los cambios estacionales en el mundo que nos rodea, como las sequías y los monzones, influyen en la química de nuestro cuerpo. La evidencia de tales cambios se registra en nuestros dientes.

Esto se debe a que la composición de isótopos de oxígeno del agua potable varía naturalmente con los ciclos de temperatura y precipitación. Durante el clima cálido o seco, las aguas superficiales acumulan más isótopos pesados ​​de oxígeno. Durante los períodos fríos o húmedos, los isótopos más ligeros se vuelven más comunes.

Estos registros temporales y climáticos permanecen encerrados dentro del esmalte dental fosilizado, que puede mantener la estabilidad química durante millones de años. Pero las capas de crecimiento son generalmente tan pequeñas que la mayoría de las técnicas químicas no pueden medirlas.

Para solucionar este problema, nos asociamos con el geoquímico Ian Williams de la Universidad Nacional de Australia, que dirige las instalaciones de microsonda de iones sensibles de alta resolución (SHRIMP, por sus siglas en inglés) líderes en el mundo.

En nuestro estudio, recopilamos registros detallados de la formación de dientes y la química del esmalte a partir de cortes de más de dos docenas de dientes de primates salvajes de África ecuatorial.

También analizamos dos molares fósiles de un simio inusualmente grande llamado Afropithecus turkanensis que vivió en Kenia hace 17 millones de años. Diversos grupos de simios habitaron África durante este período, aproximadamente 10 millones de años antes de la evolución de nuestros primeros ancestros, los homínidos.

Sumergirse en un antiguo paisaje africano

Varios aspectos de nuestra investigación son útiles para comprender el vínculo entre los patrones ambientales y la evolución de los primates.

Primero, observamos una relación directa entre los patrones históricos de precipitaciones africanas y la química dental de los primates. Esta es la primera prueba de una idea muy influyente en las ciencias arqueológicas y de la tierra aplicadas a los primates salvajes:que los dientes pueden registrar detalles finos del cambio ambiental estacional.

Podemos documentar las temporadas de lluvias anuales en África occidental e identificar el final de las sequías en África oriental. En otras palabras, podemos "ver" las tormentas y las estaciones que ocurren durante los primeros años de vida de un individuo.

Y esto lleva a otro aspecto importante. Brindamos el registro más grande de mediciones de isótopos de oxígeno de primates recopiladas hasta el momento, de diversos entornos en África que pueden haberse parecido a los de los homínidos ancestrales.

Por último, hemos podido reconstruir los ciclos climáticos anuales y semestrales, y la marcada variación ambiental, a partir de la información contenida en los dientes de los dos simios fósiles.

Nuestras observaciones respaldan la hipótesis de que Afropithecus desarrolló ciertas características para adaptarse a un clima estacional y un paisaje desafiante. Por ejemplo, tenía rasgos dentales especializados para alimentarse con objetos duros, así como un período más largo de crecimiento molar en comparación con los simios y monos anteriores, de acuerdo con la idea de que consumía alimentos más variados según la estación.

Concluimos nuestro trabajo comparando datos de Afropithecus con estudios anteriores de homínidos y monos fósiles de la misma región de Kenia. Nuestro micromuestreo detallado muestra cuán sensible es la química dental a la variación climática a pequeña escala.

Estudios previos de más de 100 dientes fósiles han pasado por alto la parte más interesante de las composiciones de isótopos de oxígeno en los dientes:la enorme variación estacional en el paisaje.

Potencial de investigación más cerca de casa

Este enfoque de investigación novedoso, junto con nuestros hallazgos de simios fósiles y datos de primates modernos, será crucial para futuros estudios sobre la evolución de los homínidos, especialmente en la famosa cuenca Turkana de Kenia.

Por ejemplo, algunos investigadores han sugerido que las diferencias estacionales en la búsqueda de alimento y el uso de herramientas de piedra ayudaron a los homínidos a evolucionar y coexistir en África. Esta idea ha sido difícil de probar o refutar, en parte porque los procesos climáticos estacionales han sido difíciles de descifrar del registro fósil.

Nuestro enfoque también podría extenderse a los restos de animales de las zonas rurales de Australia para obtener más información sobre las condiciones climáticas históricas, así como los cambios ambientales prehistóricos que dieron forma a los paisajes modernos únicos de Australia. + Explora más

Las caries dentales brindan una visión ecológica única de los primates vivos y los humanos fósiles

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.