Alcuni dei resti più antichi dei primi antenati umani sono stati portati alla luce nella gola di Olduvai, una Rift Valley nel nord della Tanzania dove gli antropologi hanno scoperto fossili di ominidi che esistevano 1,8 milioni di anni fa. La regione ha conservato molti fossili e strumenti in pietra, indicando che i primi umani si stabilirono e cacciarono lì.

Ora un team guidato da ricercatori del MIT e dell'Università di Alcalá in Spagna ha scoperto prove che potrebbero essere esistite sorgenti termali nella gola di Olduvai in quel periodo, vicino ai primi siti archeologici umani. La vicinanza di queste caratteristiche idrotermali aumenta la possibilità che i primi umani avrebbero potuto utilizzare le sorgenti termali come risorsa per cucinare, per esempio per far bollire prede fresche, molto prima che si pensasse che gli umani usassero il fuoco come fonte controllata per cucinare.

"Per quanto possiamo dire, questa è la prima volta che i ricercatori hanno fornito prove concrete della possibilità che le persone stessero utilizzando gli ambienti idrotermali come risorsa, dove gli animali si sarebbero radunati, e dove era disponibile il potenziale per cucinare, "dice Roger Summons, lo Schlumberger Professor di Geobiologia nel Dipartimento della Terra del MIT, Atmosferico, e Scienze Planetarie (EAPS).

Summons e i suoi colleghi hanno pubblicato oggi le loro scoperte nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze. L'autrice principale dello studio è Ainara Sistiaga, un borsista Marie Sklodowska-Curie con sede al MIT e all'Università di Copenaghen. La squadra include Fatima Husain, uno studente laureato in EAPS, insieme ad archeologi, geologi, e geochimici dell'Università di Alcalá e dell'Università di Valladolid, in Spagna; l'Università di Dar es Salaam, in Tanzania; e la Pennsylvania State University.

Una ricostruzione inaspettata

Nel 2016, Sistiaga si unì a una spedizione archeologica alla gola di Olduvai, dove i ricercatori con il progetto di Paleoantropologia e Paleoecologia di Olduvai stavano raccogliendo sedimenti da uno strato di roccia esposta lungo 3 chilometri che è stato depositato circa 1,7 milioni di anni fa. Questo strato geologico era sorprendente perché la sua composizione sabbiosa era nettamente diversa dallo strato argilloso scuro appena sotto, che è stato depositato 1,8 milioni di anni fa.

"Qualcosa stava cambiando nell'ambiente, quindi volevamo capire cosa è successo e come ha avuto un impatto sugli umani, "dice Sistiaga, che originariamente aveva pianificato di analizzare i sedimenti per vedere come il paesaggio è cambiato in risposta al clima e come questi cambiamenti possono aver influenzato il modo in cui i primi esseri umani vivevano nella regione.

Si pensa che circa 1,7 milioni di anni fa, L'Africa orientale subì una graduale aridità, passando da un umido, clima popolato da alberi all'essiccatore, terreno più erboso. Sistiaga ha riportato le rocce sabbiose raccolte dallo strato della gola di Olduvai e ha iniziato ad analizzarle nel laboratorio di Summons per i segni di alcuni lipidi che possono contenere residui di cere fogliari, offrendo indizi sul tipo di vegetazione presente in quel momento.

"Puoi ricostruire qualcosa sulle piante che c'erano dai numeri di carbonio e dagli isotopi, ed è in questo che è specializzato il nostro laboratorio, e perché Ainara lo stava facendo nel nostro laboratorio, ", dice Summons. "Ma poi ha scoperto altre classi di composti che erano totalmente inaspettate".

Un segno inequivocabile

Dentro i sedimenti che ha riportato indietro, Sistiaga si è imbattuta in lipidi che sembravano completamente diversi dai lipidi di origine vegetale che conosceva. Ha portato i dati a Summons, che si sono resi conto che erano una stretta corrispondenza con i lipidi prodotti non dalle piante, ma da specifici gruppi di batteri su cui lui e i suoi colleghi avevano riferito, in un contesto completamente diverso, quasi 20 anni fa.

I lipidi che Sistiaga ha estratto dai sedimenti depositati 1,7 milioni di anni fa in Tanzania erano gli stessi lipidi prodotti da un moderno batterio che Summons e i suoi colleghi hanno precedentemente studiato negli Stati Uniti, nelle sorgenti termali del Parco Nazionale di Yellowstone.

Un batterio specifico, Termocrini ruber, is a hyperthermophilic organism that will only thrive in very hot waters, such as those found in the outflow channels of boiling hot springs.

"They won't even grow unless the temperature is above 80 degrees Celsius [176 degrees Fahrenheit], " Summons says. "Some of the samples Ainara brought back from this sandy layer in Olduvai Gorge had these same assemblages of bacterial lipids that we think are unambiguously indicative of high-temperature water."

Questo è, it appears that heat-loving bacteria similar to those Summons had worked on more than 20 years ago in Yellowstone may also have lived in Olduvai Gorge 1.7 million years ago. By extension, the team proposes, high-temperature features such as hot springs and hydrothermal waters could also have been present.

"It's not a crazy idea that, with all this tectonic activity in the middle of the rift system, there could have been extrusion of hydrothermal fluids, " notes Sistiaga, who says that Olduvai Gorge is a geologically active tectonic region that has upheaved volcanoes over millions of years—activity that could also have boiled up groundwater to form hot springs at the surface.

The region where the team collected the sediments is adjacent to sites of early human habitation featuring stone tools, along with animal bones. It is possible, poi, that nearby hot springs may have enabled hominins to cook food such as meat and certain tough tubers and roots.

"The authors' comprehensive analyses paint a vivid picture of the ancient Olduvai Gorge ecosystem and landscape, including the first compelling evidence for ancient hydrothermal springs, " says Richard Pancost, a professor of biogeochemistry at the University of Bristol, che non è stato coinvolto nello studio. "This introduces the fascinating possibility that such springs could have been used by early hominins to cook food."

"Why wouldn't you eat it?"

Exactly how early humans may have cooked with hot springs is still an open question. They could have butchered animals and dipped the meat in hot springs to make them more palatable. In a similar way, they could have boiled roots and tubers, much like cooking raw potatoes, to make them more easily digestible. Animals could have also met their demise while falling into the hydrothermal waters, where early humans could have fished them out as a precooked meal.

"If there was a wildebeest that fell into the water and was cooked, why wouldn't you eat it?" Sistiaga poses.

While there is currently no sure-fire way to establish whether early humans indeed used hot springs to cook, the team plans to look for similar lipids, and signs of hydrothermal reservoirs, in other layers and locations throughout Olduvai Gorge, as well as near other sites in the world where human settlements have been found.

"We can prove in other sites that maybe hot springs were present, but we would still lack evidence of how humans interacted with them. That's a question of behavior, and understanding the behavior of extinct species almost 2 million years ago is very difficult, Sistiaga says. "I hope we can find other evidence that supports at least the presence of this resource in other important sites for human evolution."