Reconstructing past climate and environment using rodent assemblages from the Middle to Late Pleistocene in western Asia

L’Asia Occidentale è la regione dell’Asia più occidentale e costituisce un importante sito di passaggio tra Africa, Asia ed Europa. In questa regione, durante l’ultimo decennio, gli studi riguardanti i piccoli vertebrati sono aumentati, soprattutto per via del loro interesse come utile strumento per le ricostruzioni paleo-ambientali e paleo-climatiche, tuttavia la maggior parte propone un elenco preliminare di taxa, dovuto alla mancanza di materiale osteologico di riferimento e limitata conoscenza delle caratteristiche dei molari. Prendendo in considerazione questo contesto, il principale obiettivo di questa tesi di dottorato è ricostruire le condizioni ambientali e climatiche del passato analizzando insiemi faunistici di micro-mammiferi dell’Asia occidentale, con particolare interesse ai siti archeologici Azokh 1 Cave e Kaldar Cave. Parallelamente a questo lavoro, sono stati analizzati boli di barbagianni provenienti dalla regione Birecik al fine di ottenere maggiori informazioni circa le specie di micro-mammiferi. Il principale scopo di questo lavoro è stato quello di identificare correttamente i micro-mammiferi e per questo abbiamo usato letteratura e collezione di riferimento. Tuttavia, per alcuni generi, come Ellobius, non è stato abbastanza per cui abbiamo applicato come metodologia la Morfometria Geometrica per analizzare caratteri sia morfologici che morfometrici. Una preliminare analisi tafonomica e inoltre l’influenza dell’ambiente ed il modello bioclimatico sono stati applicati all’insieme fossile di micro-mammiferi. Questi ultimi, con l’obiettivo di testare la potenzialità di questi metodi per le ricostruzioni ambientali e climatiche, mostrano che i nostri risultano hanno validato entrambe le metodologie per ulteriori studi archeologici nella regione. Inoltre, i risultati paleo-climatici e paleo-ambientali ottenuti per gli strati dal medio al tardo Pleistoicene da Azokh 1 indicano un clima relativamente caldo-temperato ed un ambiente principalmente costituito da boscaglia e steppa. Non sono stati osservati importanti cambiamenti tra gli strati analizzati, indicando condizioni favorevoli per le popolazioni umane. Inoltre, analisi paleo-ecologiche effettuate a Kaldar Cave hanno evidenziato per il tardo Pleistocene più basse temperature e minori precipitazioni rispetto alle condizioni attuali, indicando che popolazioni umane hanno vissuto in un ambiente costituito principalmente da steppe aride con macchie di aree forestali. Nel complesso, le diverse metodologie utilizzate ci permettono di migliorare le identificazioni tassonomiche, identificare i predatori all’origine degli insiemi di micro-mammiferi ed ottenere importanti informazioni paleo-ambientali e paleo-climatiche in Asia occidentale, specialmente nella regione montuosa di Zagros in Iran e nella regione del Caucaso. Inoltre, con riguardo alla paleobiogeografia delle nostre specie di micro-mammiferi identificate, che sono principalmente composte da taxa di origine asiatica, indica che probabilmente le aree montuose di Zagros e del Caucaso hanno fatto da barriera per i piccoli mammiferi provenienti dall’Africa.

Western Asia is the westernmost subregion of Asia and constitute an important enclave of passage between Africa, Asia and Europe. In this region, during the last decade, the small vertebrate studies are increasing, mainly for their interest as a useful tool for palaeoenvironmental and palaeoclimatic reconstructions, however most of them propose preliminary taxa list, due to the lack of osteological referential and the limited knowledge of molar characters. Taking into account this background, the main objective of this PhD thesis is to reconstruct the past environmental and climatic conditions using rodents assemblages in western Asia, focusing in the archaeological sites of Azokh 1 Cave and Kaldar Cave. In parallel to this work, barn owl pellets from Birecik region have been analyzed in order to obtain a better knowledge of rodent species. The correct identification of rodents was the main aim of this work, for that we used the literature and references collection. However, for some genus, as Ellobius, it was not enough that is the reason because we applied the Geometric Morphometric method analyzing the morphological and morphometric characters. Then, a preliminary taphonomic study and also the Habitat weighting and the Bioclimatic model have been applied to the fossil rodent assemblage. Last both, in order to test the potential of these methods for the environmental and climatic reconstructions. Showing that our results validated both methodologies for further archaeological studies in this region. Besides, the palaeoclimatic and paleoenvironmental results obtained from Azokh 1 Middle to Late Pleistocene layers, indicate that climate was relatively warm-temperate and an environment mainly composed of shrubland and steppe. No major changes have been observed between the studied layers, indicating favourable conditions for human populations. Moreover, palaeoecological analysis performed in Kaldar Cave revealed lower temperatures and lower precipitation than present-day conditions for the Late Pleistocene, indicating that hominin population lived in an environment mainly composed of dry steppes with patches of forested areas. Summarizing, the different methodologies used allow us to improve the taxonomic identifications, identify the predators at the origins of the assemblages and to recover important paleoenvironmental and palaeoclimatic information in western Asia, especially in the Zagros mountains of Iran and the Caucasus region. Also, regarding the paleobiogeography of our rodent identified species, which are mainly composed by taxa of Asiatic origin, indicating that probably the Zagros and Caucasus mountains acted as a barrier for small mammals coming from Africa.