Tandemalj från fossil i Etiopien avslöjar urtida ekosystem i detalj

Nya kemiska analyser av fossil tandemalj från Afarregionen i Etiopien gör det möjligt att återskapa forntida ekosystem med ovanligt hög upplösning, genom mikroskopiska spår från föda och vatten. Enligt The Independent bygger arbetet på omkring tre decennier av insamling av tänder från djur som antiloper, giraffer, svin, hästar, flodhästar och elefanter i sedimentlager i Östafrikanska gravsänkesystemet.

Tandemaljen är nyckelmaterialet eftersom den bildas tidigt i livet och sedan i stor utsträckning slutar förändras, medan ben är mer poröst och lättare påverkas efter begravning i marken. Forskarna tar mycket små mängder emaljpulver och mäter stabila isotoper som speglar vad djuret åt som ungt och, indirekt, vilka växter som dominerade landskapet. Den centrala skillnaden gäller växter med olika fotosyntes: träd och buskar jämfört med många tropiska gräs. Dessa lämnar olika koldioxidisotop-signaturer, som i sin tur avspeglas i tänderna hos djur som betar respektive djur som livnär sig på blad och skott.

Eftersom sediment byggs upp över tid representerar tänder i djupare lager i regel äldre perioder. Lagerföljden förvandlar därmed spridda fossil till en tidsserie: när isotopsignaturer jämförs mellan lager blir riktningen på ekologiska förändringar synlig. I Afar pekar materialet på ett mosaiklandskap för omkring fyra miljoner år sedan – floder och skogsdungar vid sidan av sjöar och gräsrikare slätter – följt av en förskjutning mot mer öppna gräsmarker mellan ungefär tre och två miljoner år sedan. The Independent noterar att detta sammanfaller med viktiga steg i den tidiga människans utveckling, och att emaljmaterialet hjälper till att förankra diskussionen om vilka livsmiljöer homininer faktiskt levde i.

Metoden är lockande eftersom den går att skala upp. En enstaka tand kan säga något, men ett stort antal tänder från flera arter blir en sorts ställföreträdande folkräkning av ett ekosystems näringsväv: hur många arter som betade, hur många som levde av blad och skott, och hur snabbt fördelningen ändrades. Den fungerar också som en kontroll mot berättelser som byggts på skörare bevis, som pollen eller växtrester, vilka ofta saknas på samma platser.

Samtidigt är begränsningarna tydliga. Tandemalj fångar en skiva av livet – ofta ungdomen – och mäter inte direkt temperatur, nederbörd eller växtlighetens täckning. Sådant måste utläsas via signaler från föda och vatten, vilket gör tolkningen beroende av noggrann provtagning, god datering av lagren och förståelse för hur lokal geologi och vattenkällor kan snedvrida isotopvärden.

I Afar är de tänder som överlever erosion och utgrävning därför inte bara enskilda fossil, utan ett tåligt arkiv över vad sänkan kunde bära – skogsbryn, våtmarker och växande gräsmarker – långt efter att växterna själva försvunnit.