一个全球科学家团队打开了一扇了解人类历史的新窗口，他们发现了一种利用牙齿识别古代季节性气候的创新方法。
科学家们开发了一种新方法，使用从化石牙齿中收集的氧同位素微量样本来确定古代季节性气候和行为在灵长类动物和人类发育中所起的作用。
格里菲斯大学的 Tanya Smith 教授和哥伦比亚大学的 David Green 在一篇对话文章中表示，类似于树木向外生长并留下年轮，牙齿在儿童时期以微观层次生长。 由于季节性气候和变化会改变生长轮的宽度，因此可以明显看出，身体所经历的气候和变化也可以在牙齿的生长层中观察到。
季节性气候也会影响人体的化学成分，因为饮用水和食物中的氧同位素组成会随着气候的不同而自然变化。 较重的氧同位素在干燥和温暖环境中的饮用水和食物中更为丰富，而在潮湿和凉爽气候中的水和食物则相反。
化石牙釉质的微量样本可以收集氧同位素，这些氧同位素可以保持数百万年的稳定，锁定在这些生长层内，以揭示动物活着时所经历的气候。
该研究发现，牙齿内的氧同位素组成揭示了季节性降雨、动物行为和环境条件的细节。
史密斯在格里菲斯大学的新闻发布会上说，这项研究具有广泛的意义，因为资源可用性的季节性变化被认为影响了类人猿和现代人类等物种随时间进化的方式。
用偏振光照射的 1700 万年前 Afropithecus 牙齿的薄片显示逐渐生长（从右到左）。 我们每周对这颗牙齿的氧同位素进行微量采样超过三年或 1148 天。 Tanya M. Smith使这成为可能的机器
对牙齿中氧同位素的分析为考古学家开辟了一个全新的年代学分支。 然而，它确实带来了一些挑战，包括牙齿的生长层太小，以至于大多数化学技术都无法测量它们。
这就是敏感高分辨率离子微探针 (SHRIMP) 的用武之地。 SHRIMP 是一种质谱仪，由澳大利亚国立大学开发，可以对地质材料进行几乎无损的同位素分析。
研究人员与 SHRIMP 开发先驱、澳大利亚国立大学的名誉教授 Ian Williams 合作，安全地去除化石牙齿上的微小斑点并测量其中的氧同位素。 牙釉质内的气候记录可以非常精确地查看，因为牙釉质有日常生长线，可以使用光学显微镜看到。
牙齿能揭示什么使用来自肯尼亚一个 1700 万年前遗址的古代哺乳动物的牙齿化石——包括 Afropithecus turkanensis（中新世时代的一种巨型灵长类动物）——该研究表明他们能够测量这些牙齿中的氧同位素到近- 每周准确度。
结果表明，牙釉质中的同位素可以反映人类对水坝等地形的改变，并记录龙卷风、降雨和飓风等历史气象事件的迹象。
此外，在 1960 年代形成的猴牙生长层中发现了长期干旱和极端降雨事件的记录。
此外，在这项研究中发现的牙齿的精细同位素变化表明，以前对牙齿内氧同位素的大多数研究在很大程度上低估了古代景观的巨大季节性变化。
土古猿根据结果，该团队将化石牙齿与非洲现代灵长类动物的牙齿与非洲猿的牙齿化石进行了比较，并将他们的结果与他们对 1960 年代猴子牙齿和古代降雨模式的分析进行了比较，他们使用尖端技术进行了模拟气候模型。 研究结果表明，随着时间的推移，猿类化石经历了不同强度的旱季和雨季。
“气候变化对最早的非洲类人猿的影响知之甚少，因为关于早期（中新世）季节变化的详细记录很少，”格林指出。
“非洲猿和密切相关的食草动物的同位素值表明，在人类起源之前很久，非洲东部这一地区的猿类就生活在季节性森林或林地中。”
在给的一封电子邮件中，史密斯说，与非洲猿一起观察了许多 1700 万年前的陆生哺乳动物，包括一种史前河马、长颈鹿、蹄兔、犀牛和鹿——包括炭疽科、长颈鹿科、犀牛科、 猪科和 Titanohyracidae。
他们还使用了来自两种史前大象物种的样本，即恐象科和 Gomphotheridae。
史密斯说，虽然一些哺乳动物没有可比的现代物种，但分析的一组古代动物包括长颈鹿、河马和类似猪的物种。
Afropithecus 牙齿中的氧同位素揭示了 1700 万年前在东非发生的干湿季节。 Daniel R. Green 和 Tanya M. Smith 古代气候解释了早期猿类的新特征
研究人员指出，新方法还可以让人们更多地了解每个物种的不同特征以及这些生物在其环境中的行为。
“我们可能会看到这种季节性气候对早期猿类的新解剖特征和行为的影响，”格林说。
同时，史密斯指出，关于古代气候的更详细数据可以更好地解释早期猿类的关键特征，例如不寻常的前牙构造和厚牙釉质。 她说，在干旱或资源稀缺的季节，当无法获得更容易消费的食物时，这些特征支持硬食物消费。
“另一个特点是他们长而缓慢的牙齿发育——可能与更长的童年有关，这被认为可以提供更多的学习时间。”
“当食物遵循复杂的空间和时间可用性时，这在更具季节性的环境中会很有用，”她说。
分析提供洞察人类历史在过去的五年里，史密斯、格林和威廉姆斯一直致力于使用这种对人类牙齿的新分析形式来帮助研究活人和古代人类。
2018 年，研究人员使用尼安德特人儿童的牙齿对古代季节性进行了评估，目前他们正计划从肯尼亚的图尔卡纳盆地采集非洲人类牙齿的样本。
史密斯说，如果使用这种新方法持续超过几天，就有可能发现历史或史前天气事件。 然而，如果没有其他证据，例如非常好的年轮年表，她说很难将大干旱或风暴与特定日历年联系起来。
“我们能够确定东非的干旱和风暴，因为我们大致知道灵长类动物何时长大（即 1960 年代），并且可以将我们的氧同位素数据与降雨记录联系起来。”
