Il corso di Ecologia preistorica tratta l'evoluzione culturale umana nelle sue relazioni con le caratteristiche biologiche della specie e con le

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1 Il corso di Ecologia preistorica tratta l'evoluzione culturale umana nelle sue relazioni con le caratteristiche biologiche della specie e con le mutevoli specificità dell'ambiente naturale. Il periodo considerato è il Quaternario. Verranno discusse le successive economie di sussistenza e gli stili di vita che le caratterizzano. Un particolare approfondimento verrà dedicato al fenomeno della domesticazione e alle malattie della preistoria.

2 È l'intera umanità che deve elaborare una nuova etica planetaria capace di gestire l'avvenire dell'uomo tenendo presente la sua origine, la sua lenta e laboriosa ascesa ed i legami indissolubili con un ambiente che egli ha il dovere di conservare H.de Lumley, Origine et évolution de l'homme, 1982

3 Preistoria Periodo che precede l'introduzione della scrittura. I limiti cronologici che distinguono la preistoria dalla storia variano nelle diverse regioni del mondo, a seconda della più o meno precoce introduzione dell'uso di documenti scritti.

4 Scrittura L'<invenzione> della scrittura segna lo stadio antico della civiltà e data l'inizio della storia. Si riconoscono vari tipi di scrittura, in ordine di complessità crescente: scrittura pittografica Poco standardizzata, rappresenta idee ed ha valenza mnemonica (la scrittura degli Atzechi). scrittura ideografica Consiste nella rappresentazione grafica, convenzionalmente fissata, di un concetto (la scrittura cinese è mista, alcuni ideogrammi raprresentano elementi fonetici. scrittura sillabica Utilizzata nell'ambito della famiglia linguistica semitica (ebraico, fenicio, aramaico ) sono sistemi grafici consonantici in cui le vocali vengono mentalmente aggiunte all'atto della lettura. scrittura alfabetica Comparsa nel Vicino Oriente prima del I simboli sono in grado di rendere graficamente qualunque parola nuova.

5 Ecologia preistorica Campo di studi riguardante la vita sociale e culturale dell'uomo durante la preistoria. Rappresenta un momento di convergenza tra numerose discipline. Il concetto di cultura appare il riflesso del comportamento di un particolare gruppo umano, con le proprie caratteristiche biologiche e demografiche, in determinate condizioni sociali e ambientali. L'evoluzione culturale consiste nell'emergenza di caratteristiche culturali (innovazioni tecnologiche, attività di sussistenza, organizzazione economica, migrazioni) e nei processi di adattamento di una società all'ambiente. In particolare la relazione tra densità e dimensioni delle popolazioni, risorse ambientali e forme di stratificazione sociale si sono dimostrati di cruciale importanza nella comprensione di fenomeni quali le strategie di adattamento socioculturale dei popoli di cacciatori-raccoglitori, agricoltori, nelle prime civiltà urbane.

6 Impiego 'Preistoria' nel senso di una Storia degli uomini, del loro comportamento, del loro pensiero, delle loro tecniche, della loro estetica e della loro società. Yves Coppens (Lezione inaugurale della Cattedra di Paleoantropologia e Preistoria al Collège de France, 1983)

7 Oggetto di studio ossa umane ossa animali strumenti in pietra e di altro genere tipi di sepolture tipi di insediamenti diffusione geografica

8 L'ambiente nella preistoria Cronologia del Quaternario. I metodi per lo studio dell'ambiente nella preistoria. Quadro paleoclimatico del Quaternario. Gli effetti dei fenomeni glaciali sul mondo naturale.

9 Il Quaternario e il Terziario formano l era Cenozoica. Il Quaternario è il periodo geologico più breve e più recente. Esso copre gli ultimi due milioni di anni della storia della Terra e arriva ai giorni nostri. Il Quaternario viene suddiviso in due epoche: il Pleistocene (da circa 1,8 milioni di anni fa fino a anni fa) e l Olocene (da 10,000 BP ad oggi). Si può inoltre distinguere un: Quaternario antico o inferiore (tra 1,8 e 0,73 m. di anni fa) Quaternario medio (tra 0,73 e 0,13 m. di anni fa) Quaternario recente o superiore (da 0,13 m. di anni fa)

10 Durante il Quaternario si è svolta una parte lunga e importante dell evoluzione degli Ominidi. È il periodo geologico che influenza più direttamente la nostra vita attuale. Il Quaternario è caratterizzato da straordinari cambiamenti climatici, ripetute glaciazioni su larghi tratti dell emisfero Nord. Esso include quindi quella che viene comunemente denominata l età del ghiaccio. I depositi del Quaternario ricoprono estesissime superfici, il cui esame dettagliato fornisce la ricostruzione dei cambiamenti ambientali del passato. Fin dalla metà del 19 secolo i geologi si resero conto che il periodo geologico più recente era stato caratterizzato da profondi cambiamenti ambientali. Era largamente accettato che l azione dei ghiacciai avesse profondamente alterato la superficie terrestre su vaste superfici, inclusa la maggior parte del Nord Europa e il Nord America. Le tecniche scientifiche moderne hanno consentito una migliore conoscenza dei tempi e dell intensità dei fenomeni glaciali.

11 Metodi di datazione Relativi Sono basati sul principio di sovrapporsizione stratigrafica e sulla biostratigrafia Assoluti Consentono di attribuire ai sedimenti dei valori numerici; si distinguono in radiometrici e non radiometrici.

12 Metodi di datazione relativi Principio di sovrapposizione stratigrafica A parità di altre variabili, i contenuti di strati geologici superiori sono più recenti dei contenuti di strati inferiori. Metodo del fluoro Le ossa sepolte assorbono fluoro dal'acqua del terreno, che si fissa agli ossidrili dell'idrossiapatite, formando la fluoroapatite. I fossili di uno stesso strato dovrebbero contenere la stessa quantità di fluoro. Non utilizzabile per confronti tra strati diversi. Datazione biostratigrafica Dove non esiste sovrapposizione stratigrafica, la datazione dipende dalla percezione di somiglianze o differenze nelle caratteristiche della fauna e delle industrie di più strati. I fossili sono più utili dei manufatti perché coprono aree più vaste e forniscono stime più puntuali. I fossili più utili appartengono a taxa con ampia e rapida dispersione; rapida evoluzione; vaste e contemporanee estinzioni. In Eurasia: roditori microtini (prime comparse, modificazioni del 1 molare inferiore). In Africa: elefanti e suidi (prime comparse, modificazioni dei molari), Equidi (prima comparsa, estinzione. Es. Hipparion da 12 m.a. a 0,5 m.a.; Equus da 2 m.a.).

13 Metodi di datazione assoluti Radiometrici Si fondano sul fenomeno del decadimento degli elementi radioattivi, o isotopi, che si trasformano con un tasso costante, detto emivita. L'oggetto da datare deve contenere, all'atto della formazione, solo l'elemento radioattivo 'genitore' (nessuna traccia degli elementi 'figli'). Radiocarbonio (adatto con i composti organici; raggiunge i , estendibile fino a ); Potassio-argo (adatto con le rocce effusive, come lave e tufi; senza limiti inferiori, fino a anni fa); Tracce di fissione (adatto con i vetri naturali e le rocce effusive; senza limiti inferiori, fino a 1000 anni fa); Serie dell'uranio (adatto con le conchiglie, i coralli, i carbonati inorganici; può raggiungere i anni fa); Termoluminescenza (adatto con le terracotte, le selci bruciate, i loess; da a anni fa); ESR (electron spin resonance) si basa sugli stessi principi della termoluminescenza.

14 Datazione con il radiocarbonio (o carbonio-14) Il 14 C presente nella costituzione della CO 2 atmosferica e quindi nel ciclo vitale degli organismi animali e vegatali. Si assume che il 14 C atmosferico sia costante e omogeneo e che la sua assunzione non sia discriminata dagli organismi. Alla morte degli organismi cessa l'assorbimento di CO 2 e il 14 C inizia a decadere in 14 N con un tasso (emivita) di 5730 anni. Il rapporto 14 C/ 12 C osseo, confrontato con quello atmosferico, fornisce quindi l'età del campione. Tuttavia, il rapporto 14 C/ 12 C è variato nel tempo (ad es. a causa delle bombe atomiche e dei combustibili industriali). Pertanto, le datazioni vengono 'calibrate' in base alle date della dendrocronologia. Ciò è possibile solo fino a anni fa. Oltre tale data, fino al limite massimo di anni esiste una possibilità di errore del 10%. La tecnica AMS (Accelerator Mass Spectrometry) è una variante più raffinata che consente di datare piccoli campioni, fino a anni di età.

15 Età al Radiocarbonio calibrate (Beta analytic inc.)

16 Metodi di datazione assoluti Non Radiometrici Analisi delle varve (sedimenti di fondo dei laghi glaciali: sottile e scuro in inverno, spesso e sabbioso in estate; fino a anni) Dendrocronologia (anelli di accrescimento dgli alberi; fino a anni) Paleomagnetismo (si basa sulle fluttuazioni nell'intensità e nella direzione del campo magnetico; si distinguono croni - lunghi centinaia o milioni di anni - e sottocroni - più brevi; si rileva nelle rocce vulcaniche e nei fondali oceanici; raggiunge i 5 milioni di anni fa) Orologio molecolare (si basa sulle differenze biomolecolari tra taxa viventi, che si assumono avvenire a un ritmo costante; non ha limiti di tempo) Racemizzazione degli aminoacidi (trasformazione degli aa dalla forma L alla forma D; da a anni fa, ma non più utilizzato)

17 Dendrocronologia La dendrocronologia è la scienza che studia l accrescimento delle piante arboree nel tempo, le modalità con cui questo avviene ed i fattori che lo influenzano. Negli alberi che abitano le regioni temperate alle medie latitudini la stagione vegetativa, cioè il periodo di crescita, è limitata alla stagione primaverile ed estiva. L attività vegetativa inizia nella tarda primavera con la produzione del legno primaverile, le cui cellule presentano lume ampio e pareti sottili, e che costituisce la parte più chiara dell anello. L arrivo dei primi freddi causa una brusca interruzione dell attività; si forma il cosidetto legno tardivo o autunnale, che costituisce la parte scura, con cellule dalle pareti spesse e lume piccolo. L anno successivo, la nuova ripresa della crescita, con cellule primaverili, provocherà un visibile contrasto tra i due tipi di legno, che consentirà di delimitare con precisione la crescita annuale. Poiché non è opportuno abbattere l albero, si lavora con piccole carote del diametro di 5 mm prelevate lungo un raggio del tronco con il succhiello di Pressler. Il foro viene generalmente cicatrizzato dalla crescita dell albero nel giro di un anno. La quercia in Nord Europa ha consentito di realizzare una cronologia per l intero Olocene.

18 Orologio molecolare Questo metodo differisce dagli altri perché si applica a creature viventi. Si basa su tre assunti: 1. le differenze tra taxa nelle proteine o nel DNA si accumulano a un tasso costante; 2. tale tasso può essere desunto dall'entità della differenza tra taxa di cui si conosce il momento di divergenza evolutiva; 3. tale tasso può essere usato per calcolare il tempo intercorso dalla divergenza di altri taxa. Ad esempio, assumendo una data di divergenza pari a 12,5 m.a. per la linea filetica dell'orango, la separazione tra uomo e scimpanzé si collocherebbe tra 6 e 8 m.a. fa. Tuttavia, è molto dubbio che l'evoluzione abbia un tasso costante; è infatti noto che esso risente del tempo di generazione, delle dimensioni della popolazione, dei meccanismi di riparazione del DNA, della selezione naturale.

19 Ricostruire l'ambiente naturale al tempo della preistoria significa mettere in evidenza l'evoluzione dei climi e dei paesaggi durante le grandi tappe dell'evoluzione umana. I metodi per lo studio dell'ambiente della preistoria provengono da diverse discipline: la geologia, attraverso lo studio della sedimentologia, lo studio dei depositi glaciali, lascustri, marini, fluviali, eolici, di carbonati, vulcanici, in grotte; la paleontologia animale, attraverso lo studio degli invertebrati, dei pesci, di anfibi e rettili, uccelli, di piccoli mammiferi e, tra i gerandi mammiferi, di artiodattilisuidi, ippopotamidi, perissodattili, equidi, proboscidati, carnivori; la paleobotanica, attraverso la palinologia (studio dei pollini fossili), i carboni di legna, i semi e frutti, le diatomee.

20 Metodi per lo studio paleoclimatico Racemizzazione degli aminoacidi (la trasformazione da L a D degli aa è caratteristica e dipendente dalla temperatura, dal ph, dall'umidità) Dendrocronologia Rapporto O18/O16

21 Dendroclimatologia Gli anelli di accrescimento che si formano di anno in anno nel fusto dipendono strettamente dalle condizioni climatiche ed ambientali in cui la pianta si sviluppa, e sono pertanto registrate nella sequenza anulare stessa. Il principio bio-ecologico di base è che la crescita è limitata dal fattore climatico o ambientale più restrittivo (ad esempio basse temperature, alte concentrazioni di sali, inquinamento, etc.). Il clima è uno dei fattori che influenza più fortemente la crescita degli alberi. Negli anni in cui la temperatura e la piovosità sono adeguate, l'albero cresce bene e l'anello sarà relativamente ampio. Al contrario, negli anni in cui il clima è particolarmente severo l'albero produce anelli stretti. Gli anelli degli alberi sono anche indicatori molto sensibili di eruzioni vulcaniche e dei cambiamenti atmosferici da esse generati. Ad esempio anelli con densità e spessore del legno tardivo anormalmente basse sono stati associati con eventi eruttivi a scala globale. La dendroclimatologia presenta il vantaggio di una risoluzione annuale che nessun altro metodo può garantire. Le evidenze geologiche, geomorfologiche e botaniche sono infatti discontinue e meno precisamente databili, anche se generalmente consentono di analizzare epoche più remote della storia della terra.

22 Rapporto 18 O/ 16 O La variazione del clima è desunta dalla differente composizione chimica dei gusci di foraminiferi presenti in colonne (carote) di sedimenti oceanici. Poiché l' 18 O è più pesante del 16 O, le molecole d'acqua che lo contengono evaporano più lentamente di quelle che contengono 16 O. Nei periodi glaciali, data la maggiore difficoltà di evaporazione, il contenuto di 18 O nell'acqua dei mari era quindi proporzionalmente maggiore. Il rapporto 18 O/ 16 O presente nei gusci dei foraminiferi riflette il primitivo rapporto 18 O/ 16 O dell'acqua e costituisce quindi un indicatore climatico.

23 Il clima del Cenozoico All'inizio del Cenozoico i climi erano relativamente caldi e uniformi, con piccole differenze di temperatura tra l'equatore e i poli. Le temperature salirono lievemente durante il Paleocene (65-54 m.a.) per culminare all'inizio dell'eocene (54-38 m.a.). Iniziò quindi un prolungato declino. Un crollo brusco si verificò all'inizio del'oligocene (36 m.a.), in relazione con una temporanea glaciazione dell'antartide. Per tutto l'oligocene e il primo Miocene le temperature furono più basse che in precedenza, ma complessivamente stabili. Un altro brusco crollo di temperatura nel Miocene superiore, tra 16 e 13 m.a. fa, coincise con la formazione di una calotta glaciale permanente nell'antartide orientale. Un episodio freddo acuto verso la fine del Miocene, tra circa 6.5 e 5 m.a. fa, aggiunse una calotta permanente nell'antartide occidentale. Il mare Mediterraneo si prosciugò completamente. Successivamente, le temperature mondiali risalirono parzialmente e il Mediterraneo assunse le dimensioni attuali. Alla metà del Pliocene, intorno a 3.2 m.a. fa, le temperature si ridussero ancora una volta, dando origine a masse glaciali nei continenti settentrionali.

24 Il clima del Quaternario Le fasi fredde si intensificano intorno ai 2,5 m.a. Si instaurò un regime di oscillazioni climatiche cicliche, costituito da lunghi freddi alternati a brevi intervalli più caldi. I periodi freddi si dicono glaciazioni o glaciali, gli intervalli più miti, interglaciali. I glaciali sono durati circa anni l'uno, mentre gli interglaciali circa L'Olocene è l'interglaciale più recente, e sembra avere un'eccezionale stabilità climatica. Alle grandi glaciazioni si aggiunsero episodi brevi ma talvolta intensi (interstadiali). Durante lo stadio isotopico 5 (da a anni fa) alcuni raffreddamenti comportarono la riduzione delle temperature di C in un arco temporale corrispondente a poche generazioni umane. L'esistenza delle glaciazioni fu osservata nelle regioni alpine e in Norvegia già nei primi anni dell'ottocento. Ai primi del 1900 si riteneva che fossero avvenue quattro grandi glaciazioni: Günz, Mindel, Riss, Wurm, separate da interglaciali. Intorno agli anni cinquanta si comprese che le glaciazioni sono state molto più numerose: otto negli ultimi anni, 17 negli ultimi anni, oltre 21 negli ultimi

25 Cause delle glaciazioni Negli anni tra il 1920 e il 1940 Milankovitch (1941) riteneva che le glaciazioni fossero dovute a cambiamenti nei livelli di radiazione solare. Le oscillazioni nel clima sono dovute a piccolissime variazioni cicliche nella quantità di calore solare ricevuto dal nostro pianeta, connesse a mutamenti regolari e ciclici della forma dell'orbita terrestre e dell'inclinamento e ondeggiamento dell'asse di rotazione. La ricezione di calore è soggetta a tre cicli principali: 1. L'estremità dell'orbita della terra attorno al sole, che varia con un ciclo di anni; 2. l'obliquità dell'eclittica, che varia da 22 a 24 con un periodo di anni; 3. la precessione degli equinozi, con un ciclo di circa anni.

26 Conseguenze delle glaciazioni Durante le glaciazioni, le temperature medie annue scesero di valori fino a 16 alle alte altitudini e fino a 3 C all'equatore. L'aspetto più evidente dei periodi glaciali è stata la rapida dilatazione dei ghiacci nei vari continenti. Durante i loro massimi, questi coprivano quasi un terzo della superificie terrestre. Contemporaneamente si ebbe un abbassamento del livello del mare (regressione marina), fino a massimi di metri. Le piane emerse fornirono nuove terre occupabili e nuovi collegamenti tra terre in precedenza isolate, consentendo a uomini e animali di migrare, con una vasta ridistribuzione delle popolazioni e specie. Durante le glaciazioni le popolazioni animali e umane si ridussero di numero e rimasero isolate. Animali artici, come la renna, migrarono a sud. La tundra e la steppa sostituirono la foresta. In molte regioni diminuirono anche le precipitazioni, a causa della ridotta evaporazione degli oceani troppo freddi. Gli effetti di questo fenomeno si percepirono soprattutto alle basse latitudini, tra 30 S e 30 N, dove le foreste si trasformarono in praterie e le praterie in deserti.

27 Il clima in Europa Durante tutto il Pleistocene l'europa ha avuto un aspetto generale simile a quello odierno: una penisola relativamente isolata, dove l'arco alpino separa le regioni mediterranee da una vasta zona semipianeggiante a nord. Le attuali condizioni climatiche sono simili a quelle delle fasi interglaciali. Tuttavia, negli ultimi anni le fasi glaciali sono state preponderanti. In questi periodi, una calotta glaciale si estendeva su tutto il Nord e grandi ghiacciai ricoprivano i massicci montuosi più elevati. Una fascia di suolo permanentemente ghiacciato di parecchie centinaia di chilometri di ampiezza contornava a sud la calotta glaciale. Il clima era più freddo e continentale. L'Europa era molto più ridotta a nord e leggermente più estesa ad ovest. Gli ambienti naturali erano compressi fra la parte meridionale della Spagna e il Belgio. L'abbassamento del livello marini portò all'asciutto alcune regioni che oggi risultano sommerse, come l'adriatico settentrionale o il canale della Manica.

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