为了测试现代和古代环境之间的差异，研究人员分析了200多个现代非洲哺乳动物群落和100多个化石群落的数据集，这些化石群落跨越了非洲东部过去700万年的时间，这一时期涵盖了人类的所有进化。他们发现，在70万年前之前，哺乳动物群落看起来与今天大不相同。例如，化石群落支持了更大多样性的大型食草动物，超过2000磅的物种，如大象。同样，化石群落的饮食结构也经常与今天看到的不同，以草和树叶为食的物种的模式在数量上波动。大约100万年前，化石群落开始向更现代的结构过渡，作者认为这可能是长期草原扩张加上干旱气候脉冲的结果。越来越多的证据表明，科学家需要批判性地重新评估我们对早期人类进化的古代生态系统的理解，这篇新论文进一步证明了这一点。

“很长一段时间以来，我们的领域一直试图确定环境变化是如何影响人类进化的，但我们必须首先能够重建过去的环境，”犹他州自然历史博物馆考古学馆长、美国国立自然科学大学人类学助理教授泰勒·费斯(Tyler Faith)说。“如果我们继续在现代非洲生态系统的基础上重建古代环境，我们可能会错过过去生态系统如何运作的整个可能性领域。我们的研究邀请我们的研究人员更批判性地思考这个问题。”

将哺乳动物群落变化与生态系统功能联系起来

东非是哺乳动物化石的天堂，使其成为拼凑过去700万年古代生态系统的理想地区。通过对古代和现代哺乳动物群落的广泛数据库，研究人员将重点放在了三个特征上:饮食、体型和消化策略。对于所有这些特征，他们发现古代食草动物群落的组成与今天的有很大不同。这是关键，因为食草动物以影响各种动植物物种的方式直接塑造生态系统的结构。

“大型食草动物不仅仅是生态系统的被动组成部分，我们知道它们可以塑造景观。它们在吃植物，其中最大的正在砍伐树木或践踏土壤，这共同影响了植被结构、火灾制度、营养循环，并影响了包括人类在内的其他生物，”费斯说。

例如，现代非洲生态系统由反刍动物主导——奶牛和羚羊的近亲，它们的胃里有四个隔间，可以彻底分解食物。具有简单胃的非反刍动物相对较少，今天在同一地区最多共存8种。非反刍动物，包括大象、斑马、河马、犀牛和猪的近亲，就像消化传送带，费斯说。他们吃大量的植物来弥补他们低效的消化。与现在的模式相反，东非的化石记录记录了非反刍动物群落丰富的景观，在同一地区有数十种物种共存。

化石种群和现代种群在体型上也存在巨大差异。化石记录记录了比现代同类多得多的大型食草动物。巨型食草动物的数量从450万年前开始稳步下降，直到70万年前它们代表了更现代的分布。

当这些进食机器都生活在同一个地方，而不是今天的情况下，会产生什么影响?

“这些古老的食草动物群落可能消耗了更多的植被，这意味着野火的燃料更少。因为火是非洲现代生态系统的重要组成部分，而且更倾向于草原而不是林地，它将从根本上改变整个生态系统的运作方式，从植物群落开始，”马萨诸塞大学阿默斯特分校的博士后研究员约翰·罗文补充道。“古生物学家已经意识到这一点，但直到现在，还没有人真正试图衡量过去和现在有多大的不同。”

干燥的气候和草原推动了这种转变

在过去的700万年里，是什么推动了哺乳动物群落的变化?记录最充分的变化之一是在过去的400万年里草原的扩张。许多巨型食草动物化石更喜欢树木繁茂的环境，而反刍动物则在开阔的稀树大草原上茁壮成长，如今非洲东部大部分地区都是如此。食草动物的化石记录密切跟随环境的变化，这些群体的变化伴随着长期的草原扩张。

大约100万年前，化石显示哺乳动物群落的饮食结构发生了变化，单凭草原扩张无法解释这种变化。曾经主导东非生态系统的非反刍动物数量急剧下降。这与海洋尘埃记录相对应，表明该地区经历了气候干燥的脉冲，这将对非反刍动物造成特别严重的打击，因为它们依赖于可靠的地表水，这意味着许多物种可能已经在它们所依赖的河流和湖泊附近消失了。此外，非反刍动物的传送带进食策略依赖于获取丰富的植被，而这些植被在干旱期间会减少。

期待

这组作者并没有指责以前的研究人员如此严重地依赖于与当今非洲生态系统的类比，他们强调，这种范围的研究直到最近才成为可能。

“古生物学进入了一个大数据时代，”费思说。合著者、科罗拉多州立大学助理教授安德鲁·杜补充说:“有了大型、全面的数据集，我们现在可以提出与过去截然不同的重要问题。我们可以研究更大规模的模式和动态，这些模式和动态无疑影响了人类的进化过程。”