Аннотация
Первое заселение Сахула(Sahul ) (Австралия, Новая Гвинея и острова Ару, соединенные на более низких уровнях моря) анатомически современными людьми потребовало многократных морских переправ через Уолласею, по крайней мере, один приближался к 100 км. Было ли это пересечение случайным или преднамеренным, неизвестно. Используя анализ прибрежного обзора и моделирование дрейфа океана в сочетании с прогнозами численности населения, мы показываем, что вероятность случайного достижения Сахула по любому маршруту составляет <5% до тех пор, пока ≥40 взрослых не будут «смыты» с острова не реже одного раза в 20 лет. Затем мы покажем, что выбор времени отправления и минимальный прогресс (0,5 узла) в направлении пункта назначения значительно увеличивает вероятность прибытия. Хотя моделирование дрейфа демонстрирует наличие пересечений «узкого места» на всех маршрутах, прибытие через Новую Гвинею более вероятно, чем через северо-западную Австралию.Мы пришли к выводу, что анатомически современные люди обладали способностью планировать и
совершать путешествия в открытом море продолжительностью в несколько дней, по крайней мере, 50 000 лет назад.
Вступление
Повышенное внимание к морским ландшафтам за последние два десятилетия вновь активизировало исследование роли прибрежной среды и морских путешествий в поведенческой эволюции нашего вида. Новые данные фундаментально изменили наше понимание когнитивных способностей анатомически современных людей 1 , 2 , генетического происхождения 3 , моделей расселения из Африки 4 и заселения новых сред 5 , 6 . Тем не менее, роль береговых линий и прибрежных ресурсов в расселении современных людей широко обсуждается.
Сторонники модели прибрежной миграции для H. sapiens из Африки утверждают, что береговые линии обеспечили бы быстрое, направленное увеличение населения с предсказуемыми ресурсами и запасами питьевой воды 7 . Те, кто против, указывают на то, что существует мало прямых доказательств в поддержку гипотезы о прибрежном шоссе и что есть свидетельства того, что ранние люди могли использовать окружающую среду саванн и тропических лесов 2 , 8 . В более поздних статьях предлагается менее дихотомическая модель, отличающаяся гибкостью, предполагающая использование берегов и лиманов, но не основывающаяся исключительно на них 4 , 5 , 9 . Какой бы ни была реальность, ясно, что способность создавать даже рудиментарные плавсредства и направляться по воде, как через большие реки, так и при прохождении через неизвестные участки береговой линии, дала бы H. Сапиенсизбирательное преимущество перед другими гомининами.Австралия и острова к ее северу (архипелаг Уолласа) были в авангарде этих дебатов, потому что
морской переход из Сунды в Сахул требует длинных водных переходов, которые, по-видимому, были недоступны для более ранних гомининов.Население Сахула (материковая Австралия, Тасмания и Новая Гвинея, присоединившаяся во времена пониженного уровня моря) к островам Уолласеа (рис. 1 ) теперь можно датировать не менее чем 50 000 лет назад 10 , 11 , 12 , что свидетельствует о том, что что до-современные гоминины достигли некоторых западных островов Уолласея, прилегающих к Зунде, значительно раньше 13, 14 . Тем не менее,
остается много вопросов о намерении, направленности, использовании плавсредств и способности морских анатомически современных людей возвращаться в море 15 , 16 , 17 . Поэтому изучение возможных схем распространения анатомически современных людей через вальсею в Сахул важно для понимания аспектов когнитивного развития нашего вида, связанных с прибрежными и морскими адаптациями. Это связано с тем, что
острова Уолласея никогда не были соединены сухопутным мостом с Сахулом на востоке или Сундой (материковая юго-восточная Азия) на западе (рис. 1 ), что потенциально предполагает определенную степень мореплавания. Исследуйте регион с уровнем моря в -75 и -85 м, потенциальные северные и южные маршруты обозначены синими линиями. Номера местностей, используемые в этом исследовании, обозначены красными шестиугольниками, красные стрелки указывают направления смоделированных пересечений. Цифры рядом с каждой красной стрелкой указывают количество сценариев с видимостью. 4 = видимость по всем сценариям (внутренний и внешний, уровни моря −75 и −85 м; определения см. В методах); 0 = нет видимости для любого сценария.
полный размерМаршрут (ы), по которым пошли эти первые люди, активно обсуждались с момента начала работы Birdsell 18 .
Две основные возможности от Зунды до Сахула - это северный маршрут через Сулавеси в Новую Гвинею и / или южный маршрут через Бали, Тимор и далее на расширенный шельф северо-западной Австралии. Тот факт, что по
крайней мере одно открытое пересечение океана ~ 100 км и несколько более коротких пересечений 20–30 км были необходимы для прибытия в Сахул, использовалось как фактическое доказательство того, что анатомически современные люди обладали рядом высокоразвитых когнитивных и технологических способностей к этому времени 19 , 20 , 21 , 22 , 23 .
Этот аргумент был опровергнут утверждением о том, что случайное прибытие на плотах растительности или пемзы после наводнения, извержения или цунами обеспечивает альтернативный механизм для колонизации без необходимости использования морских судов или навигационных способностей 13 , 15 , 24 , 25 .
Исследователи также разделились по вероятности северного маршрута по сравнению с южным маршрутом. Южный маршрут в Сахул был предложен как наиболее экономный из-за взаимной видимости, основанной на форме и размере острова, и меньших водных переправ для начальной части пути через Малые Сунды, в то время как северный маршрут был одобрен на основе меньше пересечений и в целом более короткие расстояния. Недавние выводы по моделированию были столь же разделены, причем некоторые модельные результаты отдали предпочтение северному маршруту 26 , 27 , другим - южному маршруту 16 , а другие - двусмысленным 28 .
Здесь мы используем палеогеографию в сочетании с дрейфовым и демографическим моделированием для количественной оценки: ( i ) взаимной видимости с побережья, между островами отправления и прибытия с береговой линии, подходящей для 50 и 65 тыс. Лет, таким образом охватывая диапазон возрастов / уровней моря, предлагаемых для время прибытия человека в Сахул, ( ii ) вероятность успешных случайных ( случайных ) пересечений на 17 потенциальных контрольно-пропускных пунктах от Сунды через Уолласеа до Сахула как на северном, так и на южном маршрутах, ( iii ) демографические ограничения нескольких островных посадок, численность населения заведения и последующие события заселения с использованием моделей населения для конкретного острова и вероятностей случайного дрейфа из ii , и, наконец, ( iv ) вероятность успеха в тех же точках пересечения, предполагающая диапазон уровней квалификации, связанных со способностью выбирать стратегический время отправления и направление к месту назначения.
Результаты
Берд и соавт . 16 дают детальную оценку тектонических, климатических и океанографических граничных условий для региона в то время, когда анатомически современные люди проходили транзит через регион Уолласа до Сахула.
Используя современные океанографические, климатические и батиметрические данные, мы руководствовались обоснованием, разработанным Bird et al . 16 что ( i ) уровень моря зависит от времени, когда предполагается, что транзит произошел, и в данном случае он принимается равным -85 м 65 000 лет назад и -75 м 50 000 лет назад; ( ii ) поднятие, денудация, седиментация и оседание изменяют топографию и батиметрию в деталях, но не в такой степени, чтобы существенно повлиять на интерпретацию на геологически короткие сроки, которые мы здесь рассматриваем; ( iii ) батиметрические профили у островов Уолласа крутые, поэтому протяженность островов не очень чувствительна к выбору уровня моря; ( iv ) в объемном переносе воды через глубокие проходы в регионе Уолласа преобладает индонезийский сквозной поток, явление, которое было активно во время транзита людей; ( v ) поверхностные потоки подвержены сезонному влиянию муссонных воздушных потоков, и муссон работал во время рассеивания человеком; ( vi ) хотя индонезийский сквозной поток, а также сила и направление муссонов могли различаться в деталях, широкие модели, наблюдаемые сегодня во время транзита людей; и ( vii ) время, которое потребовалось анатомически современным людям для транзита Уолласеи, было коротким, вероятно, порядка нескольких тысячелетий.
На рисунке 1 показана палеогеография региона в два предполагаемых времени транзита человека, 17 мест, выбранных для представления основных точек пересечения на маршрутах, ранее предложенных в литературе, и число сценариев, когда остров прибытия виден с побережья остров вылета. Наши сценарии видимости острова отличаются от всех предыдущих исследований тем, что мы ограничиваем нашу оценку точками на острове потенциального прибытия, которые видны с кромки воды на самом острове вылета («внешняя» видимость) и со средней высоты на один пиксель (~ 1 км) вглубь острова вылета («внутренняя» видимость), чтобы обеспечить возможность видимости с мыса или непосредственной прибрежной территории на крутых берегах (см. Методы). Мы ограничиваем нашу оценку межвидовой видимостью вблизи побережья, потому что для этого требуется наименьшее количество предположений о том, что первая волна колонистов не собиралась на большие расстояния от побережья, и наиболее вероятными были те рейсы, на которых целевой остров был виден с точки зрения Вылет из.
Мы предоставляем центроиды взаимной видимости для всех островов для каждого из сценариев отдельно на дополнительных рисунках 1 - 4 . Видимость в целом делится на две категории.
Для участков пересечения вдоль северного маршрута существует видимость по всем четырем сценариям, включая окончательный переход в Сахул, за исключением Участка 16, где отсутствует видимость для любого сценария (рис. 1 ). Для южного маршрута, как правило, имеется видимость по всем четырем сценариям для всех мест пересечения до окончательного перехода к Сахулу, но нет видимости для окончательного перехода к Сахулу (рис. 1 ).Мы использовали дрейфовое моделирование (см. Методы) для оценки доли успешных пересечений с использованием трех сценариев, широко связанных с «навыками» путешественников: ( i ) случайные - все дни, все месяцы, все годы с 4-дневными транзитами (541 500 запусков) на площадку), ( ii ) преднамеренно- оптимальная неделя, все годы, 0,5 узла (0,25 м / с) продольного курса в указанном направлении, добавленные к векторам ветра и тока с транзитом от 2 до 5 дней (45 000 запусков на площадку) и ( iii ) оптимальная - оптимальная неделя оптимального месяца в течение как минимум 5 лет (> 3500 запусков) с отклонением 0,5 узла (0,25 м / с) и временем в пути, чтобы обеспечить минимальное прибытие в 50% (2–7) дней). Мы использовали 4-дневную продолжительность дрейфа для сценария 1, потому что после 3-4 дней без доступа к воде, особенно под прямыми солнечными лучами в тропиках, шансы на выживание быстро уменьшаются 29 , несмотря на редкие примеры, где было продемонстрировано более длительное время выживания 24 .Расположение и параметры для всех площадок и прогонов моделей приведены в дополнительной таблице 1 .Мы представляем результаты для всех сайтов для всех трех сценариев на дополнительных рисунках 5-21 и все результаты для оптимального сценария для всех сайтов и репрезентативные результаты для случайного сценария на рисунках 2 и 3 . Есть два основных пункта пересечения от Сунды до Уолласеи. Первый представлен участком 1 (рис. 2 , врезка), пересекающим Сулавеси. Вероятность случайного прибытия с сайта 1 составляет 25,5% в течение 4 дней, а при оптимальном сценарии - 99,6% в течение 1 дня. Вторая точка пересечения - от Бали до Ломбока, с несколькими более короткими переходами (<5 км каждый), чтобы добраться до Флореса. Пересечение Бали-Ломбок (~ 30 км) слишком узкое, чтобы представлять его визуально, как и для других объектов, но результаты моделирования показывают, что> 50% запусков в марте проходили через пиксель, смежный с Ломбоком, в течение 12–48 часов. Это согласуется с наблюдением о том, что в то время как приповерхностные течения в проливе Ломбок, как правило, сильны (0,5 м / с или более) на юг, периоды нулевых и обращенных приповерхностных течений периодически возникают в течение года 30 ,
Примеры результатов моделирования дрейфа для участков северного маршрута. Из-за перекрытия между сайтами показаны только три случайных результата, а оптимальные результаты для сайта 7 опущены. Процент успешных прибытий также показан для каждого сайта и сценария. Результаты для всех сайтов показаны отдельно на дополнительных рисунках 5 - 21 .
[i]Примеры результатов моделирования дрейфа для участков на южном маршруте. Из-за совпадения между сайтами показаны только три случайных результата. Процент успешных прибытий также показан для каждого сайта и сценария. Результаты для всех сайтов показаны отдельно на дополнительных рисунках 5 - 21 .
[b]Тогда в обоих случаях вероятность случайного прибытия высока (> 50%) в течение нескольких месяцев года.[/b] Как стегодонт остается, так и инструменты отнесены к H. erectus известны из Сулавеси и Флореса 14 , 31 , 32 . Высокая вероятность успешного случайного прибытия на эти острова, умноженная на расширенный интервал, охватывающий несколько ледниковых периодов за последний миллион лет, доступных для случайных прибытий, согласуется с выводом о том, что заселение этих островов было возможно просто случайно 13 , 14 .
Из Сулавеси вдоль северного маршрута требуется как минимум два дополнительных перехода, а возможно, и еще несколько, чтобы совершить посадку на берег в Сахуле (рис. 2 ).Вероятность успешного случайного выхода на сушу в Сахуле непосредственно из Сулавеси ограничена пересечениями с участков 4 и 16 в диапазоне от 0,7 до 5,4%. Вероятность прямого случайного прибытия на Молуккские острова также низкая - 5,4% (Зона 4). После того, как Молуккские острова были достигнуты, вероятность случайного прибытия в Сахул колеблется от 0,7 до 25,1% (участки 7–10). На южном маршруте вероятность окончательного случайного прибытия на Сахул ниже, варьируясь от 0 до 11,2%, но опять же ограничена переходами с низким шансом на успех в Тиморе от 1,3 до 6,5% с участков 2 и 17 соответственно. Пересечение с севера на юг в Тимор из Алора, к востоку от Флореса, сравнительно короткое (~ 30 км), но движению на юг препятствует проход Омбай, который транспортирует около трети сквозного потока индонезийцев с востока на запад с усреднением поверхностных течений 0,4 м / с 33 .
По аналогии с современными слонами стегодонты были способными пловцами, которые успешно перешли в Тимор 34 и Сумбу на запад 35 . В настоящее время нет никаких доказательств для гомининов, кроме H. sapiens успешно обосновались дальше в Уолласею к Сахулу, чем в Сулавеси и Флорес. Morwood и van Oosterzee 36 , а в последнее время Dennell et al . 13 предположил, что потенциально возможен маршрут из Сулавеси на юг к Флоресу. Эта возможность представлена сайтом 11 с 0% вероятностью случайного прибытия в течение 4 дней.
На всех участках вероятность единственного случайного прибытия в Сахул по какому-либо маршруту подразумевает как минимум одно пересечение со случайной вероятностью успеха от 0 до 6,5%. Промежуточный «преднамеренный» сценарий, который предполагает способность принимать решение о плавании в широко благоприятное время года и добиваться направленного прогресса со скоростью 0,25 м / с, показан для каждого участка на дополнительных рисунках 5–21. Вероятность успешного выхода на сушу значительно возрастает по сравнению со случайным сценарием. На северном маршруте вероятность успеха на последнем переходе к Сахулу возрастает до 12,9–89,0%, а шансы на успех до пересечения - 48,0–96,2%. На южном маршруте окончательная вероятность пересечения составляет 25,2–52,6%, а вероятность успеха при пересечении - 45,7–85,7%.
Оптимальный сценарий предполагает, что рейс выполняется стратегически, когда метеорологические условия являются наиболее подходящими, с направленным прогрессом 0,25 м / с, и с продолжительностью рейса, отрегулированной так, чтобы происходило ≥50% успешных прибытий (северный маршрут, Рис. 2 ; южный маршрут Рис. 3 ). На северном маршруте путешествие в Сахул может быть выполнено в течение двух-трехдневных рейсов, например, с сайтов 4, 6 и 8, с высокой вероятностью успеха (68,2–91,6%). Путешествие также может быть осуществлено напрямую с разумной вероятностью успеха, но для этого требуется 5- (Зона 5; 62,8%) или 7-дневный (Зона 16; 77,0%) транзит даже в оптимальных условиях. Южный маршрут является более трудным, требуя окончательного перехода к Сахулу в течение 3–4 дней для достижения вероятности успеха> 50% и 2–4 предшествующих переходов ≥30 км. Вероятность успешного прибытия увеличивается с увеличением предполагаемой продолжительности рейса.
Преднамеренные и оптимальные сценарии предполагают минимальную (но произвольную) способность следовать заданному направлению. Чтобы проверить чувствительность результатов к выбору скорости гребли, мы изменили эту скорость для оптимального сценария для Участка 8. Мы выбрали участок 8, потому что геометрия пересечения проста и имеет наибольшую вероятность того, что это место, с которого можно было бы попытаться успешно пересечь Сахул.
Большинство (82,6%) судов смогли успешно преодолеть ~ 90 км за 4 дня без плавания в оптимальных метеорологических условиях (рис. 4 ).Вероятность успеха увеличивается до> 90%, а рейс уменьшается до 3 дней с направленным размахом 0,125 м / с (0,25 узла), 2 дня при 0,25 м / с (0,5 узла) и 1,5 дня при 0,5 м / с ( 1 узел). Это сопоставимо с вероятностью случайного успешного прибытия на этот сайт в течение всех месяцев 25,1% в течение 4 дней. Это указывает на то, что способность выбирать оптимальные условия для отправления и способность сохранять какое-то направление крайне важны для успешного прохождения перекрестка, особенно для перекрестков с «узким местом» до окончательного перехода в Сахул, где вероятность случайного успешного прибытия ≤5,4% по северному маршруту и ≤6,5% по южному маршруту. Зависимость времени в пути и потенциала прибытия от предполагаемой скорости гребли, показанная для площадки 8, с использованием тех же недель, которые использовались в оптимальном сценарии для осуществления рейса. 82,6% успешных прибытий без гребли в оптимальное время представляют собой подмножество из 25,1% случайных прибытий, которые происходят в течение всего года (дополнительная рис. 12 ).
Комбинируя вероятности случайного дрейфа между участками и демографическими моделями с возрастной структурой 37 (см. Методы для суммирования моделей), разработанными последовательно для репрезентативных северных (через участки 4, 6 и
и южных (через участки 2 и 3) маршрутов отдельно, были Разительные различия в вероятности успешного прибытия в Сахул. В комбинированных моделях для каждого маршрута учитывается диапазон размеров групп людей, случайно «смываемых» с острова (от 10 до 100 взрослых), и диапазон годовых вероятностей размывания (0,01; один раз в столетие до 0,25; раз в 4 года). Для северного маршрута вероятность успешного достижения Сахула низка до тех пор, пока ≥40 взрослых не будут смыты с острова с вероятностью ≥0.05 (то есть один раз каждые 20 лет; рис. 5 ). Если весь транзит приводит к успешному заселению Сахула, то вероятность избежания вымирания там начинает возрастать до> 0,80 после того, как в среднем 50 взрослых смывается с вероятностью 0,15 (то есть один раз каждые ~ 7 лет; Рис. 22 ).
Контурный график вероятности достижения Сахула (Pr (Sahul)) по северному (сверху) и южному (снизу) маршрутам относительно размера групп взрослых, смываемых с острова (размер события) и годовой вероятности смывается (Pr (событие)) на основе комбинированных моделей демографического и случайного дрейфа.
Изображение в полном размере
Вероятность того, что случайно удастся успешно добраться до Сахула, намного ниже для южного маршрута, несмотря на то, что островов меньше. Это в основном обусловлено меньшей вероятностью успеха случайного дрейфа между островками в цепочке. Вероятность достижения Сахула по южному маршруту начинает подниматься выше 0,80 только тогда, когда размер группы составляет> 50 взрослых, а вероятность отмывания составляет> 0,23 (то есть один раз каждые 4 года; рис. 5 ), и вероятность сохранения для достижения Сахула требуется группа из 60–70 человек, прибывающих каждые 4 года (рис. S22).
обсуждение
Наши результаты показывают, что даже при консервативно высокой вероятности успешного транзита между островами (т. Е. Без смертности) шансы случайного путешествия в Сахул невелики, за исключением случаев, когда нереально большое количество взрослых людей смывают с острова с нереально высокими частотами. Однако, в относительном выражении, демографические модели также показывают, что северный маршрут с гораздо большей вероятностью приведет к успешному заселению Сахула. Взятые вместе, наши результаты показывают, что заселение Сахула «случайно» неправдоподобно. Если мы также рассмотрим доказательства того, что (я) ни H. erectus, ни stegodonts (и вообще никаким другим средним и крупным млекопитающим) удалось успешно пересечь Сахул, несмотря на значительную часть четвертичного периода, в течение которого это необходимо, и (ii) чтобы население-основатель по меньшей мере ~ 1300 особей было вынуждено избегать вымирание в Sahul 37 , самый экономный вывод состоит в том, что Sahul был первоначально населен преднамеренным и направленным путешествием. Вывод о том, что для создания жизнеспособной популяции в Сахуле требовалось большое количество особей, согласуется с генетическим разнообразием, представленным в первоначальной популяции-основателе 16 , 38 .
Несколько маршрутов из Сунды в Сахул были потенциально доступны для анатомически современных людей в зависимости от имеющихся у них навыков и технологий. С точки зрения усилий и времени, необходимых для успешного пересечения,
наши результаты убедительно показывают, что северный маршрут менее требователен и более вероятен для создания жизнеспособного населения в Сахуле. Северный маршрут требовал только трех пересечений после Сулавеси, и, выбрав благоприятные условия, первые путешественники могли завершить каждое пересечение за 2-3 дня (например, через участки 1, 4, 6, а затем . На каждом из этих переходов остров назначения был виден на протяжении всего рейса, что значительно упрощало навигацию. Кили и соавт . 27использовали маршрут с наименьшей стоимостью, с расстоянием пересечения, используемым в качестве прокси для трудности пересечения, а также обнаружили, что северный маршрут был предпочтительным. Этот вывод подтверждается нашими результатами моделирования дрейфа и численности населения.
Южный маршрут требовал, как правило, более продолжительного времени пересечения с меньшей вероятностью успеха при оптимальном сценарии. Кроме того, хотя острова назначения Банков Сахула были видны с высоких точек в пределах 10 км от побережья Тимора и Роти 16 , они не были видны с побережья. Таким образом, прибытие по южному маршруту потребовало бы способности придумывать и успешно совершать более длительные перелеты за горизонт. Независимо от маршрута, наши результаты показывают, что случайное прибытие человека в Сахул неправдоподобно. Вместо этого для успешного создания жизнеспособного населения в Сахуле потребовалось несколько скоординированных путешествий сотнями людей в течение относительно короткого периода времени, составляющего несколько веков 37 . Также очевидно, что если путешествие было преднамеренным, то, вероятно, несколько маршрутов использовались несколькими группами населения. То, что эти популяции уже были генетически различны 38, в свою очередь также указывает на то, что структурированные популяции существовали в Юго-Восточной Азии до первоначального заселения Сахула.
В настоящее время на островах Уолласея, прилегающих к Сахулу, нет археологических памятников, которые приближались бы к древности первого прибытия человека в Сахул 17 , 39 .Самыми старыми участками на южном маршруте являются предполагаемые слои современной человеческой оккупации в Лян Буа во Флоресе и Лайли в Тиморе, которые регистрируют первоначальную оккупацию около 46 000 лет назад 39 , 40 . Места на северном маршруте еще моложе, самая старая из них - пещера Голо на острове Гебе в ~ 35 тыс. 17 , 41 , 42 , 43 . Это повышает вероятность того, что первоначальное событие заселения было быстрым, потому что первые путешественники использовали «тесно прибрежную» стратегию использования ресурсов и не проводили заметного времени во внутренних районах островов - стратегии, потенциально принятой в ответ на относительно неопытную землю фауна, существовавшая на островах 17 . Это, в свою очередь, может означать, что ранние участки, окаймляющие Уолласские острова, теперь затоплены, и поэтому места, приближающиеся к древности тех, что в Сахуле, не будут обнаружены выше текущего уровня моря, за исключением, возможно, там, где поднятие было особенно быстрым.
Потребность в тесном прибрежном жилье, вызванная отсутствием наземной фауны на островах южного маршрута, с меньшей вероятностью ограничивала существование людей и выбор места обитания на северном маршруте, поскольку многие острова вдоль северного маршрута имеют несколько крупных и средних размеров. наземная фауна. Таким образом, шансы найти ранние участки на некотором расстоянии от побережья будут казаться выше на северном маршруте. Острова северного маршрута также были лучше снабжены большими устьями рек, как утверждают O'Connell et al . 23, чтобы облегчить быстрое движение вперед. Существует также более высокая вероятность того, что бамбуки большого диаметра существовали на северном маршруте, что могло бы облегчить строительство судна, необходимого для дальнейшей миграции 15 . В сочетании с нашими результатами эти факторы позволяют предположить, что северный маршрут, вероятно, получил раннее современное население и потенциально может сохранить свидетельства их существования и других видов деятельности в местах, удаленных от прибрежных окраин, если только первоначальная миграция не была тесно прибрежной по своей природе. В частности, северный маршрут недостаточно перспективен;поэтому старые сайты все еще могут быть расположены и должны быть в центре внимания будущих полевых кампаний.
методы
Прибрежные линии зрения
Мы определили степень видимости внешних островов от береговой линии, нанося линии визирования от каждого километра береговой линии до каждого внешнего видимого острова. Мы повторили эту процедуру четыре раза для каждого уровня моря, на 75 м и 85 м ниже современного уровня моря ( внешний ), а также для каждого уровня моря от 0,1 пикселя (приблизительно 1 км) внутри страны ( внутри ), что позволяет включить мыса и внутренних высот. Наша цель состояла не в том, чтобы определить, какую часть другого острова можно увидеть с каждой точки зрения, а в том, можно ли увидеть каждый внешний остров или нет. Для каждой точки обзора мы создали двоичный растр, представляющий область, видимую для точки обзора, с помощью функции GRASS GIS r . видимость,включая поправки на кривизну и преломление 44 . Затем мы пересекли бинарные карты видимости с тематическими островными картами, чтобы установить связь между каждой прибрежной точкой и внешними островами. После того, как было установлено соединение с островом из прибрежной точки, мы создали только одну линию для каждого рассматриваемого острова из каждой прибрежной точки, чтобы сократить время вычислений. Плотность нанесенных линий указывает количество различных островков, которые можно увидеть с каждой точки обзора. Мы дополнительно уточнили результаты береговой линии прямой видимости, чтобы предоставить карты связности островов, которые представляют сетевые карты, где каждый узел является центром тяжести острова, с вектором между каждой парой узлов, присутствующих для каждого направления, в котором соединенные острова были -visible.
Модель дрейфа
Мы смоделировали рейсы из 17 мест по Уолласе, совпадающих с точками, из которых мы построили анализ видимости с использованием гидродинамики океана и моделей траектории частиц. Дальнейшие подробности были представлены ранее в Bird et al . 16 При моделировании использовалась до 15 лет (1993–2007 гг.) Метеорологической информации и поверхностных океанских течений (сетка 0,1 ° × 0,1 °) для оценки следов отдельных судов во времени. Для каждого моделирования мы выпустили 100 «судов» случайным образом в течение 24 часов указанных дат запуска и в пределах 10 км от указанного начального местоположения. Мы предположили, что скорость ветра составляет 4% от скорости ветра на высоте 10 м над поверхностью моря, что подходит для плота или каноэ. Все результаты представлены в виде доли судов в каждой географической ячейке 0,1 ° × 0,1 ° в конце номинального времени рейса ( конечная позиция ).
Вероятность прибытия
Результаты сценариев окончательного положения позволили нам создать растровую поверхность, значения которой представляли вероятность достижения определенного местоположения. Там, где такие конечные местоположения попадали на береговой линии соседнего острова, мера успешной передачи между островами была ясна. Мы должны были учитывать тот факт, что мы использовали нынешние уровни моря для моделирования сценариев в те времена, когда уровни моря были на 75 и 85 м ниже нынешнего уровня. Поэтому мы вручную оцифровали границу, внутри которой можно суммировать значения результирующих ячеек, чтобы определить общую вероятность достижения острова или кластера островов. Мы использовали инструменты зональной статистики для агрегирования отдельных значений растра вероятности в каждом граничном многоугольнике. Мы рассмотрели случаи, когда в ячейках возникали вероятности конечного пункта назначения, которые требовали бы, чтобы путешественник проходил остров потенциального назначения двумя способами. В случае моделирования отклонений в случайные моменты времени без каких-либо движений мы исключили такие значения ячеек из совокупности. В случае, когда наша модель предполагала намерение и движение, мы сочли разумным предположить, что были бы предприняты усилия, чтобы изменить направление, чтобы избежать обхода целевых пунктов назначения. Этот принцип частично служил смягчению ограничений модели, что не позволяло постепенно менять направление в ответ на то, что могло быть воспринято в путешествии.
Демографическая модель
Наша базовая демографическая модель подробно описана в Bradshaw et al . 37 , который мы кратко суммируем здесь. Мы использовали реалистичные демографические показатели (выживаемость, рождаемость, продолжительность жизни) для параметризации возрастной модели, основанной на средних по возрасту показателях выживаемости охотников и собирателей 45 .Для оценки возрастной выживаемости мы использовали модель риска Сайлера с пятью параметрами, а для рождаемости - опубликованные значения 47 , 48 . Сама возрастно-структурированная модель приняла форму матрицы Лесли для предварительного размножения только для самок, которую мы стохастически пересчитали, используя неопределенность в демографических показателях элементов (бета- и гауссовские пробоотборники для выживания и фертильности соответственно) и функцию катастрофического вымирания масштабируется до длины поколения 49 .
Для каждого острова мы оценили пропускную способность для конкретного острова в терминах средних плотностей, полученных из Tallavaara et al . 50 , площадь острова и чистая первичная продукция (кг C м -2 год -1 ), заданные с использованием трехмерной модели 51 системы Земли LOVECLIM, которая создает климат за последние 120 тыс. Лет за 1000 лет, уменьшенные с пространственным разрешением 1 ° × 1 °. Мы случайным образом отобрали начальный год транзита для каждой итерации, присвоив соответствующие значения производительности и общей пропускной способности населения, рассчитанные выше для соответствующих островков в цепи транзита. Для каждого острова в транзитной цепочке мы умножили базовый вектор выживания в стохастически пересчитанной матрице на 0,98, когда население превысило пропускную способность местного острова, чтобы навязать компенсаторный механизм обратной связи.
Исходный исходный остров (северный маршрут, Манголи, Зона 4; южный маршрут; Алор, Зона 2), мы предположили, что «источник» H. Население sapiens находилось на несущей способности, и кодируемые группы взрослого (от 10 до 100 особей) переменного размера случайным образом смываются с вероятностью от 0,01 до 0,25 (от 1 на 100 лет до 1 в 4 года) ,Используя случайные вероятности дрейфа, рассчитанные выше, мы предположили, что каждая смытая группа успешно прибывает на следующий остров в транзитной цепочке на основе этой конкретной вероятности дрейфа участка, а также при условии отсутствия смертности во время рейса. По прибытии население может расти или вымирать в зависимости от стохастической проекции прибывающих людей на этот остров и потенциала для новых прибытий в последующие годы. Если бы население избежало вымирания на новом населенном острове и выросло до удельной пропускной способности этого острова, то оно также могло бы стать источником новых эмигрантов, которых можно было бы смывать по очереди и беспорядочно перемещать на следующий остров в цепи. Если все компоненты многопользовательского транзита позволяли успешно заселять население Сахула, то мы считали, что полный рейс был успешным (и затем мы также рассчитывали вероятность вымирания Сахула, когда он успешно прибыл).
В каждом случае мы устанавливаем порог квази-вымирания (т. Е. Ниже которого популяция стала функционально вымирать) для 10 женщин (т.е. всего 20 особей в популяции, предполагающих равные соотношения полов), что является консервативной оценкой, учитывающей высокую вероятность вымирания для населения это мало 52 . Для каждой итерации мы спроектировали популяции на каждом острове в серии более 100 человеческих поколений (т.е. ~ 2800 лет).
Доступность данных
Все данные архивируются внутри Университета Джеймса Кука (Tropical Data Hub) или Университета Флиндерс и доступны по запросу.