Expansion of Homo sapiens and extinction of megafauna in South America: how the anthropic and climatic effects influenced the extinction of proboscideans

Entender o processo de expansão do Homo sapiens nas Américas, principalmente na América do Sul, ainda é complexo e não existe um consenso sobre vários aspectos como a data de chegada, as rotas seguidas pelas primeiras populações, a quantidade de ondas de colonização, por onde chegaram e a origem dessas primeiras populações. Contudo, a expansão das populações humanas pelo planeta influenciou a extinção da megafauna no Quaternário Tardio, principalmente mamíferos de grande porte (maior que 45 kg), sendo que a América do Sul foi um dos continentes com maior perda de espécies (~80%). Nesse contexto, o objetivo da tese foi explorar, através de modelos ecológicos, os processos de expansão do H. sapiens na América do Sul e seus efeitos sobre a extinção dos Proboscídeos nesse continente. No primeiro capítulo, foi desenvolvido um modelo ecológico que simula a expansão do H. sapiens com o objetivo de mapear o tempo de expansão e a abundância do H. sapiens desde 21 mil anos atrás até o presente. No capítulo 2, através do modelo de nicho ecológico, foi obtido a adequabilidade ambiental e o tamanho da distribuição geográfica para os Proboscídeos sul-americanos ao longo de todo o continente e em vários períodos de tempo, com o objetivo de entender se o efeito das mudanças climáticas influenciou na extinção dessas espécies. No terceiro capítulo, foi aplicado um modelo demográfico básico que simula a dinâmica predador-presa, considerando que o H. sapiens caçavam a megafauna, juntamente com variáveis que levam em consideração as mudanças climáticas, com o objetivo de entender se os efeitos conjuntos da caça e das mudanças climáticas influenciaram na extinção dos Proboscídeos na América do Sul. Os resultados mostraram que em menos de 500 anos após a chegada do H. sapiens todo o continente já estava colonizado e os locais com maior capacidade de suporte apresentaram maior abundância. Os efeitos das mudanças climáticas por si só não foram capazes de extinguir os Proboscídeos, pois em períodos que essas espécies já estavam extintas ainda haviam habitas adequados para sua sobrevivência. Contudo, os efeitos conjuntos da caça pelos humanos e das mudanças climáticas influenciaram na extinção dos Proboscídeos, mostrando que a chegada do H. sapiens realmente afetou a sobrevivência da megafauna, que já havia superado várias oscilações climáticas ao longo do período Quaternário. Understanding the process of Homo sapiens expansion in the Americas, especially in South America, is still complex and there is no consensus on several aspects such as the date of arrival, the routes followed by the first populations, the number of waves of colonization, where they arrived and the origin of these first populations. However, we know that the expansion of humans across the planet influenced the extinction of the megafauna in the Late Quaternary, mainly large mammals (over 45 kg), with South America being one of the continents with the greatest loss of species (~ 80%). In this context, the objective of the thesis was to explore, through ecological models, the human expansion processes in South America and their effects on the extinction of Proboscideans in that continent. In the first chapter, we developed an ecological model that simulates the expansion of H. sapiens in order to map the time of expansion and abundance of H. sapiens from 21 thousand years ago to the present. In chapter 2, using the ecological niche model, we obtained the environmental suitability and the range for the South American Proboscideans throughout the continent and in various periods, with the main objective of understanding if the effect of the climate change influenced the extinction of these species. In the third chapter, we apply a basic demographic model that simulates predator-prey dynamics, considering that H. sapiens hunted megafauna, together with variables that take into account climate change, in order to understand whether the joint effects of hunting and climate change influenced the extinction of Proboscideans in South America. Our results showed that in less than 500 years after the arrival of H. sapiens, the entire continent was already colonized and the places with greater support capacity showed greater abundance. The effects of climate change alone were not able to extinguish the Proboscideans, because in periods when these species were already extinct there were still habitats suitable for their survival. However, the joint effects of hunting by humans and climate change influenced the extinction of Proboscideans, showing that the arrival of H. sapiens really affected the survival of the megafauna, which had already overcome several climatic fluctuations throughout the Quaternary period. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES