I et særnummer af Science har et internationalt hold af forskere for første gang grundigt beskrevet Ardipithecus ramidus, en hominid art, der levede for 4,4 millioner år siden i det nuværende Etiopien. Forskningen, der foreligger i form af 11 detaljerede artikler og mere generelle resuméer, vil blive offentliggjort i tidsskriftets nummer af 2. oktober 2009.
Denne forskningspakke giver den første omfattende, peer-reviewede beskrivelse af Ardipithecus-fossilerne, som omfatter et delvist skelet af en hun, der har fået tilnavnet “Ardi”.
Den sidste fælles forfader, som mennesker og chimpanser deler, menes at have levet for seks eller flere millioner år siden. Selv om Ardipithecus ikke selv er denne sidste fælles forfader, delte den sandsynligvis mange af denne forfaders karakteristika. Til sammenligning er Ardipithecus mere end en million år ældre end det delvise kvindelige skelet af Australopithecus afarensis, “Lucy”. Indtil opdagelsen af de nye Ardipithecus-rester indeholdt fossilregistret kun få beviser for andre hominider, der var ældre end Australopithecus.
Gennem en analyse af kraniet, tænderne, bækkenet, hænderne, fødderne og andre knogler har forskerne fastslået, at Ardipithecus havde en blanding af “primitive” træk, som den delte med sine forgængere, primatdyrene fra den miocæne epoke, og “afledte” træk, som den udelukkende deler med senere hominider.
På grund af sin oldtid bringer Ardipithecus os tættere på den stadig ubestemmelige sidste fælles forfader. Mange af dens træk optræder dog ikke hos nutidens afrikanske menneskeaber. En overraskende konklusion er derfor, at det er sandsynligt, at de afrikanske aber har udviklet sig meget, siden vi delte den sidste fælles forfader, hvilket således gør levende chimpanser og gorillaer til dårlige modeller for den sidste fælles forfader og til at forstå vores egen udvikling siden dengang.
“I Ardipithecus har vi en uspecialiseret form, som ikke har udviklet sig særlig langt i retning af Australopithecus. Så når man går fra top til tå, ser man et mosaikvæske, som hverken er chimpanse eller menneske. Det er Ardipithecus,” siger Tim White fra University of California Berkeley, som er en af hovedforfatterne bag forskningen.
“Med et så komplet skelet og med så mange andre individer af samme art i samme tidshorisont kan vi virkelig forstå denne hominids biologi,” sagde Gen Suwa fra University of Tokyo, projektpalæoantropolog og også en af hovedforfatterne i Science.
“Disse artikler indeholder en enorm mængde data, der er indsamlet og analyseret gennem en stor international forskningsindsats. De åbner et vindue ind i en periode af menneskets udvikling, som vi har vidst meget lidt om, da de tidlige hominider etablerede sig i Afrika, kort efter at de var divergeret fra den sidste forfader, som de delte med de afrikanske aber,” sagde Brooks Hanson, viceredaktør for fysiske videnskaber, på Science.
“Science er glad for at offentliggøre dette væld af nye oplysninger, som giver os vigtig ny indsigt i rødderne af hominidernes evolution og i, hvad der gør mennesket unikt blandt primater”, sagde Hanson.
Den særlige samling af Science-artikler begynder med en oversigtsartikel, der opsummerer de vigtigste resultater af denne forskningsindsats. I denne artikel præsenterer White og hans medforfattere deres opdagelse af over 110 Ardipithecus-eksemplarer, herunder et delvist skelet med en stor del af kraniet, hænder, fødder, lemmer og bækken. Dette individ, “Ardi”, var en kvinde, der vejede omkring 50 kilo og var omkring 120 centimeter høj.
Hertil har forskerne generelt antaget, at chimpanser, gorillaer og andre moderne afrikanske menneskeaber har bevaret mange af de træk fra den sidste forfader, som de delte med mennesket – med andre ord blev denne formodede forfader anset for at være meget mere chimpanse- end menneske-agtig. Den ville f.eks. have været tilpasset til at svinge sig og hænge i træernes grene og måske have gået på knoerne, mens den stod på jorden.
Ardipithecus udfordrer imidlertid disse antagelser. Disse hominider ser ud til at have levet i et skovmiljø, hvor de klatrede på alle fire langs træernes grene – som nogle af de miocæne primater gjorde det – og gik oprejst på to ben, mens de var på jorden. De ser ikke ud til at have gået på knæ eller brugt meget tid på at svinge sig og hænge i trægrene, som chimpanser gør det. Alt i alt tyder resultaterne på, at hominider og afrikanske aber hver især har fulgt forskellige udviklingsveje, og vi kan ikke længere betragte chimpanser som “stedfortrædere” for vores sidste fælles forfader.
“Darwin var meget klog på dette område”, sagde White.
“Darwin sagde, at vi skal være meget forsigtige. Den eneste måde, hvorpå vi virkelig kan vide, hvordan denne sidste fælles forfader så ud, er ved at gå ud og finde den. Nå, men for 4,4 millioner år siden fandt vi noget, der lå ret tæt på det. Og ligesom Darwin havde vurderet det, er udviklingen af abernes og menneskets slægter foregået uafhængigt af hinanden siden det tidspunkt, hvor disse slægter delte sig, siden den sidste fælles forfader, som vi delte”, sagde White.
Dette særlige nummer af Science indeholder en oversigtsartikel, tre artikler, der beskriver det miljø, Ardipithecus levede i, fem artikler, der analyserer specifikke dele af Ardipithecus’ anatomi, og to artikler, der diskuterer, hvad denne nye videnskabelige information kan betyde for menneskets evolution.
I alt har 47 forskellige forfattere fra hele verden bidraget til den samlede undersøgelse af Ardipithecus og dens miljø. De primære forfattere er Tim White fra University of California, Berkeley, Berhane Asfaw fra Rift Valley Research Service i Addis Ababa, Giday WoldeGabriel fra Los Alamos National Laboratory, Gen Suwa fra University of Tokyo og C. Owen Lovejoy fra Kent State University.
“Dette er resultaterne af en mission til vores dybe afrikanske fortid”, sagde WoldeGabriel, som også er meddirektør og geolog for projektet.
På sporet af vores forfædre
A Q&A med palæoantropolog Leslea Hlusko
Den banebrydende opdagelse af det delvise skelet af Ardipithecus ramidus, en hominid art, der dateres 4,4 millioner år tilbage, er det seneste i en lang række bidrag, som UC Berkeley-forskere har ydet til at klarlægge menneskets forfædretræ. Nogle af verdens mest betydningsfulde hominide fossiler, herunder Ar. ramidus, er blevet udgravet i Etiopiens Middle Awash Valley, hvor Middle Awash Research Project blev etableret i 1981 af den afdøde J. Desmond Clark, en fremtrædende arkæolog og emeritus professor i antropologi fra UC Berkeley. Projektets forskningsområde strækker sig langs begge sider af den moderne Awash-floden i Afar-depressionen i Etiopien, nord for byen Gewane.
Med samarbejde fra den etiopiske regering samler projektet et internationalt hold af palæoantropologer, geologer og arkæologer for at studere menneskets oprindelse og udvikling. For at få mere at vide om, hvordan det er at være en hominid fossiljæger, interviewede Sarah Yang fra UC Berkeley Media Relations Leslea Hlusko, lektor i integrativ biologi og associeret fakultetsmedlem af Human Evolution Research Center på UC Berkeley. Hlusko er medforfatter til de nye Ar. ramidus-undersøgelser, der offentliggøres i Science den 2. oktober.
Q. Afar-depressionen er et enormt sted at arbejde. Hvordan finder man fossiler der, og hvordan skelner man knogler fra sten?
A. Første gang man er på udgravningen som studerende, kan man ikke undgå at være bekymret for, at man ikke vil kunne se fossilerne på jorden. Hvad du dog hurtigt lærer, er, at al den træning, du har fået i osteologi, hjælper dig enormt meget – du leder efter sten, der er formet som fragmenter af dyreskeletter. Men så går det også op for dig, at strukturen af en fossil knogle er helt forskellig fra stenene. Det kan dog være en stor udfordring at finde fossiler, især når de er dækket af matrix og delvist begravet. Nogle mennesker er helt sikkert bedre til det end andre. Alle, der nogensinde har arbejdet i felten, står med ærefrygt for de store fossilfindere.
Q. Det første fossil fra denne hominid, som har fået tilnavnet “Ardi”, blev fundet i 1992. Hvorfor tog det 17 år at offentliggøre opdagelsen?
A. Dette projekt var som et polaroidfotografi. Opdagelsen af fundstedet var det første klik på kameraet, og derefter havde vi en masse arbejde med at udvikle det endelige billede. I betragtning af den store mængde data, der blev genfundet fra Aramis-området, hvor Ardi blev fundet, blev 47 specialister hentet ind for at analysere disse fra alle mulige vinkler. Disse mange forskellige forskningstilgange tager lang tid at forfølge, og derefter skulle stykkerne samles sammen til et sammenhængende billede. Processen svarede til at vente på, at polaroidbilledet skulle udvikle sig – hver enkelt brik kom i fokus en efter en og resulterede i sidste ende i et utroligt øjebliksbillede af Ardis liv og tid.
Q. Jeg forestiller mig, at fossilerne er ekstremt skrøbelige. Hvordan trækker du dem ud af klippen, og hvordan holder du eksemplarerne intakte, mens du gør det?
A. Vi undersøger først sedimenterne for at fastslå, om der er fossiler, der eroderer ud – mange af de knogler, der findes på overfladen på det tidspunkt, er ret hårdføre. De har overlevet mennesket og mange år med regn. Det fører dog ofte til, at vi finder fossiler indlejret i sedimenterne, som er ekstremt skrøbelige, og som ville blive ødelagt, når de kommer op til overfladen. Ardi-skelettet var helt sikkert et af disse. Jeg var ikke i marken de år, hvor de udgravede skelettet, men jeg er imponeret over, at holdet var i stand til at bjærge knogler, der var så skrøbelige, at bare det at trække vejret på dem ville medføre opløsning. Jeg har set sådanne knogler i felten, og de udgør en alvorlig udfordring. Man er nødt til først at identificere det som en knogle, før alt for meget af den er blottet, og derefter straks bruge konserveringsmiddel til at hærde knoglen og den omgivende matrix. Derefter udgraver man rundt om knoglen og giver den en stor afstand, så den matrix, som man har hærdet, fortsat holder det hele sammen. Vi bruger gipsbandager, ligesom den slags, lægerne brugte til at sætte brækkede arme fast. Disse bandager bliver viklet rundt om matrixblokken. Når de er sat fast, fjerner vi forsigtigt blokken og pakker den sammen til den lange tur tilbage til Addis Ababa, hvor den skal placeres i Nationalmuseets samling. I laboratoriets behagelige og kontrollerede omgivelser fjernes matrixen meget omhyggeligt fra den fossile knogle, korn for korn. Det kræver en masse tålmodighed og er utroligt tidskrævende. Det er bestemt også en kunst at gøre dette, og professor Tim White er den bedste i verden til dette. Det var ham, der stod for alt præparationsarbejdet i forbindelse med Ardi-skelettet.
Q. Stykker af Ardi var smadret og beskadiget, da de blev fundet. Hvordan kan man overhovedet rekonstruere et skelet, især kraniet, ud fra alle disse fragmenter?
A. Heldigvis har moderne teknologi forbedret vores muligheder for at løse dette problem betydeligt. Professor Gen Suwa i Tokyo oprettede et mikro-CT-laboratorium, hvor de knuste knogler blev scannet. Ud fra disse scanninger blev de enkelte knoglefragmenter sat digitalt tilbage i anatomisk position. Arbejdet krævede en utrolig opmærksomhed på detaljer og tog år at nå til enighed blandt hominidgruppen. (Jeg studerede abefossilerne, så jeg overværede denne del af analysen fra sidelinjen). Sideløbende med mikro-CT-forskningen arbejdede professor White med gipsafstøbninger af det mastede eksemplar, idet han skar gipsstykkerne fra hinanden og derefter limede dem sammen igen i anatomisk position. Efter flere års omhyggeligt arbejde sammenlignede White og Suwa deres to rekonstruktioner og fandt ud af, at de var nået frem til den samme konfiguration. Det var en fin måde at afprøve deres evner til uafhængigt at rekonstruere så beskadigede fossiler på.
Q. Hvor mange mennesker arbejder på stedet, og hvor kommer de fra?
A. Hundredvis af mennesker har arbejdet på Aramis i løbet af projektets varighed, herunder mange lokale Afar-folk, studerende på kandidat- og bachelorniveau, forskere fra mange forskellige lande og etiopiske regeringsembedsmænd. Der er ikke kun blevet udført en masse forskning her, men også en masse uddannelse. Jeg har lært de fleste af mine palæontologiske færdigheder i felten i de år, hvor jeg har arbejdet på Middle Awash-projektet, og nu er jeg medleder af et projekt i Tanzania sammen med Jackson Njau, som også er forfatter på Aramis-tafonomipapiret, og som har arbejdet i felten i Etiopien.
Q. Udføres disse udgravninger hele året rundt, uanset om det regner eller skinner? Hvad er de største forhindringer, som du er stødt på i denne arbejdsgren?
A. Vi tager ud i marken i den tørre årstid, så vi undgår at skulle krydse floder med rindende vand. Men det er en balancegang – at ankomme hurtigt efter regnen er slut, men ikke for sent, da det bliver meget, meget varmt i februar. Feltsæsonerne gik typisk fra oktober til januar hvert år. Holdet har tilbragt mange jødiske og kristne helligdage i Afar-området (Afar-folket er muslimer). Heldigvis elsker alle på projektet en god fest, uanset årsagen.
Q. Hvilke råd kan du give til de spirende palæoantropologer derude? Hvilke færdigheder og egenskaber er bedst egnede til denne arbejdsgren?
A. Den forskning, der blev offentliggjort i Ardipithecus-pakken i denne uge, er et vidunderligt eksempel på den moderne palæontologis tvær- og multidisciplinære karakter. Dette projekt byggede på 47 videnskabsfolks kompetencer. Ingen enkeltperson kunne nogensinde håbe på at kunne beherske alle disse forskningsområder selv; vi arbejder i hold. God palæontologi udføres ikke af en enlig palæontolog, der gemmer sig på sit loft. Så som en spirende palæontolog er det afgørende at nærme sig området som et område, hvor man opbygger et samarbejde på flere niveauer: med et videnskabeligt team, med værtsregeringerne, lokalbefolkningen osv.
Det sagt bør man også opbygge sin vidensbase, så den er så bred som muligt. Du har helt sikkert brug for en stærk forståelse af geologi, anatomi, evolutionsteori og genetik, for blot at nævne nogle få. Og du vil også gerne vide, hvordan man kører med et pindeskift, skifter et dæk, bruger en skovl, tager brusebad med kun 1 liter vand – når du kan få det – og naturligvis kan identificere giftige slanger.