Ve zvláštním vydání časopisu Science mezinárodní tým vědců poprvé důkladně popsal Ardipithecus ramidus, druh hominida, který žil před 4,4 miliony let na území dnešní Etiopie. Tento výzkum v podobě 11 podrobných článků a obecnějších shrnutí vyjde ve vydání časopisu 2. října 2009.
Tento balík výzkumů nabízí první komplexní, recenzovaný popis fosilií ardipitheka, mezi nimiž je i částečná kostra samice, přezdívané „Ardi“.
Předpokládá se, že poslední společný předek lidí a šimpanzů žil před šesti nebo více miliony let. Ačkoli Ardipithecus sám není tímto posledním společným předkem, pravděpodobně sdílel mnoho znaků tohoto předka. Pro srovnání, Ardipithecus je o více než milion let starší než částečná kostra samice „Lucy“ Australopithecus afarensis. Až do objevu nových pozůstatků ardipitheka obsahoval fosilní záznam jen málo dokladů o jiných hominidech starších než australopiték.
Analýzou lebky, zubů, pánve, rukou, nohou a dalších kostí vědci zjistili, že Ardipithecus měl směs „primitivních“ znaků, které sdílel se svými předchůdci, primáty z období miocénu, a „odvozených“ znaků, které sdílí výhradně s pozdějšími hominidy.
Díky své starobylosti nás ardipithecus přibližuje k dosud nepolapitelnému poslednímu společnému předkovi. Mnoho jeho znaků se však u současných afrických lidoopů nevyskytuje. Jedním z překvapivých závěrů proto je, že je pravděpodobné, že africké opice prošly rozsáhlým vývojem od doby, kdy jsme sdíleli onoho posledního společného předka, což tedy činí žijící šimpanze a gorily špatnými modely pro posledního společného předka a pro pochopení naší vlastní evoluce od té doby.
„U ardipitheka máme nespecializovanou formu, která se nevyvinula příliš daleko směrem k australopithekovi. Když tedy přejdete od hlavy k patě, vidíte mozaikovitého tvora, který není ani šimpanz, ani člověk. Je to ardipithecus,“ řekl Tim White z Kalifornské univerzity v Berkeley, který je jedním z hlavních autorů výzkumu.
„S tak kompletní kostrou a s tolika dalšími jedinci stejného druhu ve stejném časovém horizontu můžeme skutečně pochopit biologii tohoto hominida,“ řekl Gen Suwa z Tokijské univerzity, paleoantropolog projektu a rovněž jeden z hlavních autorů Science.
„Tyto články obsahují obrovské množství dat shromážděných a analyzovaných v rámci rozsáhlého mezinárodního výzkumného úsilí. Otevírají nám okno do období lidské evoluce, o kterém jsme dosud věděli jen málo, kdy se raní hominidé usazovali v Africe krátce poté, co se oddělili od posledního předka, kterého sdíleli s africkými opicemi,“ uvedl Brooks Hanson, zástupce šéfredaktora časopisu Science pro fyzikální vědy.
„Časopis Science s potěšením zveřejňuje toto bohatství nových informací, které nám přinášejí nové důležité poznatky o kořenech evoluce hominidů a o tom, čím je člověk mezi primáty jedinečný,“ řekl Hanson.
Speciální sbírka článků časopisu Science začíná přehledovým článkem, který shrnuje hlavní výsledky tohoto výzkumného úsilí. V tomto článku White a jeho spoluautoři představují svůj objev více než 110 exemplářů ardipitheka včetně částečné kostry s velkou částí lebky, rukou, chodidel, končetin a pánve. Tento jedinec, „Ardi“, byl samice, která vážila asi 50 kilogramů a měřila asi 120 centimetrů.
Dosud vědci obecně předpokládali, že šimpanzi, gorily a další moderní afričtí lidoopi si zachovali mnoho znaků posledního předka, kterého sdíleli s člověkem – jinými slovy, tento předpokládaný předek byl považován za mnohem podobnější šimpanzům než lidem. Například by byl uzpůsoben k houpání a visení na větvích stromů a možná chodil po kloubech, když stál na zemi.
Ardipithecus však tyto předpoklady zpochybňuje. Zdá se, že tito hominidé žili v lesním prostředí, kde šplhali po čtyřech po větvích stromů – stejně jako někteří miocenní primáti – a při chůzi po zemi chodili vzpřímeně po dvou nohách. Nezdá se, že by chodili po kloubech nebo že by trávili mnoho času houpáním a visením na větvích stromů, jak to dělají šimpanzi. Celkově tato zjištění naznačují, že hominidé a africké lidoopy šli každý jinou evoluční cestou a šimpanze už nemůžeme považovat za „zástupce“ našeho posledního společného předka.
„Darwin byl v této věci velmi moudrý,“ řekl White.
„Darwin říkal, že musíme být opravdu opatrní. Jediný způsob, jak skutečně zjistíme, jak tento poslední společný předek vypadal, je jít a najít ho. No a v době před 4,4 miliony let jsme našli něco, co se mu docela blíží. A přesně jak Darwin ocenil, evoluce opičích linií a lidských linií probíhala nezávisle od doby, kdy se tyto linie rozdělily, od doby, kdy jsme měli toho posledního společného předka,“ řekl White.
Toto speciální číslo časopisu Science obsahuje přehledový článek, tři články, které popisují prostředí, které Ardipithecus obýval, pět článků, které analyzují konkrétní části anatomie Ardipitheca, a dva články, které se zabývají tím, co tento nový soubor vědeckých informací může znamenat pro evoluci člověka.
K celkovému studiu Ardipitheca a jeho prostředí přispělo celkem čtyřicet sedm různých autorů z celého světa. Hlavními autory jsou Tim White z Kalifornské univerzity v Berkeley, Berhane Asfaw z Rift Valley Research Service v Addis Abebě, Giday WoldeGabriel z Los Alamos National Laboratory, Gen Suwa z Tokijské univerzity a C. Owen Lovejoy z Kent State University.
„Jsou to výsledky mise do naší hluboké africké minulosti,“ řekl WoldeGabriel, který je zároveň spoluředitelem projektu a geologem.
Na stopě našich předků
A Q&A s paleoantropoložkou Lesleou Hlusko
Převratný objev částečné kostry Ardipithecus ramidus, hominida starého 4,4 milionu let, je posledním z dlouhé řady příspěvků vědců z UC Berkeley k objasnění stromu lidských předků. Některé z nejvýznamnějších fosilií hominidů na světě, včetně Ar. ramidus, byly objeveny v etiopském údolí Middle Awash, kde probíhá výzkumný projekt Middle Awash, který v roce 1981 založil J. Desmond Clark, přední archeolog a emeritní profesor antropologie na UC Berkeley. Výzkumná oblast projektu se rozkládá po obou stranách dnešní řeky Awaš v afarské depresi v Etiopii, severně od města Gewane.
Projekt ve spolupráci s etiopskou vládou sdružuje mezinárodní tým paleoantropologů, geologů a archeologů, kteří studují původ a vývoj člověka. Abyste se dozvěděli více o tom, jaké to je být lovcem fosilií hominidů, Sarah Yangová z oddělení pro styk s médii Kalifornské univerzity v Berkeley vyzpovídala Lesleu Hlusko, docentku integrativní biologie a spolupracovnici Centra pro výzkum evoluce člověka na Kalifornské univerzitě v Berkeley. Hlusko je spoluautorkou nových studií o Ar. ramidus, které byly publikovány 2. října v časopise Science.
Q. Afarská deprese je obrovským pracovním místem. Jak se tam hledají zkameněliny a jak se rozlišují kosti od hornin?
A. Když jste na odkryvu poprvé jako student, nemůžete se ubránit obavám, že zkameněliny na zemi neuvidíte. Rychle však zjistíte, že veškerý výcvik, který jste absolvovali v osteologii, vám nesmírně pomáhá – hledáte horniny, které mají tvar úlomků zvířecích koster. Pak si ale také uvědomíte, že struktura zkamenělých kostí se od hornin dost liší. Najít zkameněliny však může být docela náročné, zejména když jsou pokryté matrixem a částečně zasypané. Někteří lidé jsou v tom rozhodně lepší než jiní. Každý, kdo někdy pracoval v terénu, stojí v úžasu před velkými hledači zkamenělin.
Q. První fosilie z tohoto hominida, přezdívaného „Ardi“, byla nalezena v roce 1992. Proč trvalo 17 let, než byl objev veřejně oznámen?
A. Tento projekt byl jako polaroidová fotografie. Objev naleziště byl počátečním cvaknutím fotoaparátu a pak jsme měli spoustu práce s vyvoláním konečného snímku. Vzhledem k obrovskému množství dat získaných z lokality Aramis, kde byl Ardi nalezen, bylo přizváno 47 specialistů, aby je analyzovali ze všech možných úhlů. Tyto vícenásobné výzkumné přístupy vyžadují dlouhý čas, a pak bylo třeba jednotlivé kousky znovu poskládat do jednoho uceleného obrazu. Tento proces se podobal čekání na vyvolání polaroidu – každý kousek se postupně zaostřoval a nakonec vznikl neuvěřitelný snímek Ardiho života a doby.
Q. Dovedu si představit, že zkameněliny jsou nesmírně křehké. Jak je získáváte z horniny a jak se vám při tom daří udržet exempláře neporušené?
A. Nejprve prozkoumáme sedimenty, abychom zjistili, zda se v nich nacházejí zkameněliny vyvržené erozí – mnoho kostí nalezených na povrchu je v této fázi poměrně odolných. Přežily člověka i mnohaletý déšť. Díky tomu však často nacházíme zkameněliny usazené v sedimentech, které jsou velmi křehké a které by se při výstupu na povrch zničily. Ardiho kostra k nim rozhodně patřila. Nebyl jsem v terénu v letech, kdy kostru vykopávali, ale jsem ohromen tím, že tým dokázal vyzvednout kosti, které byly tak křehké; pouhé dýchání na ně by způsobilo jejich rozpad. Takové kosti jsem viděl v terénu a představují vážnou výzvu. Musíte je nejprve identifikovat jako kosti, než se z nich odhalí příliš velká část, a pak okamžitě použít konzervační prostředek ke zpevnění kosti a okolní matrice. Pak kolem kosti vykopejte a dejte jí široký prostor, aby matrice, kterou jste zpevnili, držela i nadále pohromadě. Používáme sádrové obvazy, jaké lékaři používají k fixaci zlomených rukou. Tyto obvazy se omotají kolem bloku matrix. Jakmile blok ztuhne, opatrně ho vyjmeme a zabalíme na dlouhou cestu zpět do Addis Abeby, kde ho umístíme do sbírek Národního muzea. V pohodlném a kontrolovaném prostředí laboratoře se matrice velmi opatrně zrnko po zrnku odstraňuje z fosilní kosti. Vyžaduje to velkou trpělivost a je to neuvěřitelně časově náročné. Rozhodně je to také umění a profesor Tim White je v tom nejlepší na světě. Byl to právě on, kdo provedl všechny přípravné práce pro Ardiho kostru.
Q. Kusy Ardiho byly při nálezu rozbité a poškozené. Jak je možné ze všech těchto úlomků rekonstruovat kostru, zejména lebku?
A. Moderní technologie naštěstí výrazně zlepšily naše možnosti řešení tohoto problému. Profesor Gen Suwa v Tokiu zřídil laboratoř mikro-CT, v níž byly rozdrcené kosti naskenovány. Z těchto skenů byly jednotlivé úlomky kostí digitálně vráceny do anatomické polohy. Práce vyžadovala úžasnou pozornost k detailům a trvalo roky, než bylo dosaženo shody mezi hominidním týmem. (Studoval jsem opičí fosilie, takže jsem tuto část analýzy sledoval zpovzdálí). Souběžně s výzkumem pomocí mikro-CT pracoval profesor White se sádrovými odlitky rozmáčknutého exempláře, sádrové kusy rozřezával a pak je lepil zpět do anatomické polohy. Po letech této pečlivé práce White a Suwa porovnali své dvě rekonstrukce a zjistili, že dospěli ke stejné konfiguraci. Byl to pěkný způsob, jak nezávisle otestovat své schopnosti rekonstruovat takto poškozené fosilie.
Q. Kolik lidí na lokalitě pracuje a odkud jsou?
A. Za dobu trvání projektu pracovaly na lokalitě Aramis stovky lidí, včetně mnoha místních Afarů, postgraduálních a vysokoškolských studentů, vědců z mnoha různých zemí a etiopských vládních úředníků. Proběhlo zde nejen mnoho výzkumů, ale také mnoho školení. Většinu svých terénních paleontologických dovedností jsem získal během let práce na projektu Middle Awash a nyní spoluřídím projekt v Tanzanii s Jacksonem Njau, který je také autorem práce o tafonomii Aramis a který pracoval v terénu v Etiopii.
Q. Probíhají tyto vykopávky po celý rok, ať prší nebo svítí slunce? S jakými největšími překážkami jste se při této práci setkal?
A. Do terénu chodíme v období sucha, abychom nemuseli překračovat řeky s tekoucí vodou. Ale je to balancování na hraně – přijet brzy po skončení dešťů, ale ne příliš pozdě, protože v únoru začíná být velmi, velmi horko. Polní sezóny obvykle probíhaly od října do ledna každého roku. Tým strávil v Afaru mnoho židovských a křesťanských svátků (Afarové jsou muslimové). Naštěstí všichni v projektu mají rádi dobré oslavy, ať už je důvod jakýkoli.
Q. Jakou radu můžete dát začínajícím paleoantropologům? Jaké dovednosti a vlastnosti jsou pro tento obor práce nejvhodnější?
A. Výzkum publikovaný tento týden v balíčku Ardipithecus je nádherným příkladem inter- a multidisciplinární povahy moderní paleontologie. Tento projekt se opíral o dovednosti 47 vědců. Žádný jednotlivec nemůže doufat, že by sám zvládl všechny tyto oblasti výzkumu; pracujeme v týmech. Dobrou paleontologii nedělá osamělý paleontolog schovaný na půdě. Proto je pro začínajícího paleontologa velmi důležité, aby k oboru přistupoval jako k oboru, v němž buduje spolupráci na více úrovních: s vědeckým týmem, s hostitelskými vládami, místními obyvateli atd.
Také by měl budovat svou znalostní základnu tak, aby byla co nejširší. Určitě potřebujete dobře rozumět geologii, anatomii, evoluční teorii a genetice, abych uvedl jen některé z nich. A také budete chtít umět řídit auto s řadicí pákou, vyměnit pneumatiku, používat lopatu, sprchovat se jen s 1 litrem vody – když ji seženete – a samozřejmě rozpoznat jedovaté hady.