Science-lehden erikoisnumerossa kansainvälinen tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa kuvannut perusteellisesti Ardipithecus ramiduksen, hominidilajin, joka eli 4,4 miljoonaa vuotta sitten nykyisen Etiopian alueella. Tutkimus julkaistaan lehden 2. lokakuuta 2009 ilmestyvässä numerossa 11 yksityiskohtaisen artikkelin ja yleisluontoisempien tiivistelmien muodossa.
Tämä tutkimuskokonaisuus tarjoaa ensimmäisen kattavan, vertaisarvioidun kuvauksen Ardipithecus-fossiileista, joihin kuuluu osittainen luuranko naaraasta, lempinimeltään ”Ardi”.
Ihmisten ja simpanssien viimeisen yhteisen esi-isän uskotaan eläneen vähintään kuusi miljoonaa vuotta sitten. Vaikka Ardipithecus ei ole itse tämä viimeinen yhteinen esi-isä, se todennäköisesti jakoi monia tämän esi-isän piirteitä. Vertailun vuoksi mainittakoon, että Ardipithecus on yli miljoona vuotta vanhempi kuin Australopithecus afarensis -naisen osittainen luuranko ”Lucy”. Ennen uusien Ardipithecusin jäännösten löytymistä fossiilirekisteri sisälsi vain vähän todisteita muista Australopithecusta vanhemmista hominideista.
Kallon, hampaiden, lantion, käsien, jalkojen ja muiden luiden analyysin avulla tutkijat ovat todenneet, että Ardipithecusilla oli sekoitus ”primitiivisiä” piirteitä, jotka se jakoi edeltäjiensä, mioseenikauden kädellisten kanssa, ja ”johdettuja” piirteitä, jotka se jakoi yksinomaan myöhempien hominidien kanssa.
Vanhuutensa vuoksi Ardipithecus vie meidät lähemmäs viimeistä yhteistä esi-isää, jota ei ole vielä löydetty. Monet sen piirteistä eivät kuitenkaan esiinny nykypäivän afrikkalaisilla apinoilla. Yksi yllättävä johtopäätös onkin, että afrikkalaiset apinat ovat todennäköisesti kehittyneet paljon sen jälkeen, kun meillä oli viimeinen yhteinen esi-isämme, mikä tekee elävistä simpansseista ja gorilloista huonoja malleja viimeiselle yhteiselle esi-isälle ja oman evoluutiomme ymmärtämiselle sen jälkeen.
”Ardipithecusissa meillä on erikoistumaton muoto, joka ei ole kehittynyt kovin pitkälle Australopithecusin suuntaan. Kun siis mennään päästä varpaisiin, näemme mosaiikkimaisen olennon, joka ei ole simpanssi eikä ihminen. Se on Ardipithecus”, sanoo Tim White Kalifornian Berkeleyn yliopistosta, joka on yksi tutkimuksen pääkirjoittajista.
”Näin täydellisen luurangon ja niin monen muun samaan lajiin kuuluvan yksilön kanssa samassa aikahorisontissa voimme todella ymmärtää tämän hominidin biologiaa”, sanoi Gen Suwa Tokion yliopistosta, projektipaleoantropologi Gen Suwa, joka on myös tieteen johtava kirjoittaja.
”Nämä artikkelit sisältävät valtavan määrän tietoa, joka on kerätty ja analysoitu suuren kansainvälisen tutkimustyön avulla. Ne avaavat ikkunan ihmisen evoluution ajanjaksoon, josta olemme tienneet vain vähän, kun varhaishominidit vakiinnuttivat asemansa Afrikassa pian sen jälkeen, kun ne olivat eronneet viimeisestä esi-isästään, jonka ne jakoivat afrikkalaisten apinoiden kanssa”, sanoo Brooks Hanson, Science-lehden fysikaalisten tieteiden apulaistoimittaja.
”Science on iloinen voidessaan julkaista tämän runsaan uuden tiedon, joka antaa meille tärkeää uutta tietoa hominidien evoluution juurista ja siitä, mikä tekee ihmisestä ainutlaatuisen kädellisten joukossa”, Hanson sanoi.
Science-artikkelien erikoiskokoelma alkaa yleiskatsausartikkelilla, jossa esitetään yhteenveto tämän tutkimustyön tärkeimmistä tuloksista. Artikkelissa White ja hänen työtoverinsa esittelevät löytämänsä yli 110 Ardipithecus-näytettä, mukaan lukien osittainen luuranko, jossa on paljon kalloa, käsiä, jalkoja, raajoja ja lantiota. Tämä yksilö, ”Ardi”, oli naaras, joka painoi noin 50 kiloa ja oli noin 120 senttimetriä pitkä.
Tähän asti tutkijat ovat yleensä olettaneet, että simpanssit, gorillat ja muut nykyaikaiset afrikkalaiset apinat ovat säilyttäneet monia sen viimeisen esi-isän piirteitä, jonka ne jakoivat ihmisen kanssa – toisin sanoen tämän oletetun esi-isän ajateltiin olevan paljon enemmän simpanssin kuin ihmisen kaltainen. Se olisi esimerkiksi sopeutunut keinumaan ja roikkumaan puiden oksilla ja kenties kävelemään rystysillään ollessaan maassa.
Ardipithecus kuitenkin kyseenalaistaa nämä oletukset. Nämä hominidit näyttävät eläneen metsäisessä ympäristössä, jossa ne kiipeilivät nelinkontin pitkin puiden oksia – kuten jotkut mioseeniajan kädellisistä – ja kävelivät pystyasennossa kahdella jalalla maassa ollessaan. Ne eivät näytä olleen rystysillä käveleviä tai viettäneet paljon aikaa puiden oksilla heiluen ja roikkuen, kuten simpanssit tekevät. Kaiken kaikkiaan havainnot viittaavat siihen, että hominidit ja afrikkalaiset apinat ovat kulkeneet kumpikin eri evoluutiopolkuja, emmekä voi enää pitää simpansseja viimeisen yhteisen esi-isämme ”sijaisina”.
”Darwin oli hyvin viisas tässä asiassa”, White sanoi.
”Darwin sanoi, että meidän on oltava todella varovaisia. Ainoa tapa, jolla voimme todella tietää, miltä tämä viimeinen yhteinen esi-isä näytti, on mennä ja löytää se. No, 4,4 miljoonaa vuotta sitten löysimme jotain melko lähellä sitä. Ja aivan kuten Darwin arvosti, apinalinjojen ja ihmislinjojen evoluutio on jatkunut itsenäisesti siitä lähtien, kun nämä linjat erkanivat toisistaan, viimeisen yhteisen esi-isämme jälkeen”, White sanoi.
Tämä Science-lehden erikoisnumero sisältää yleiskatsausartikkelin, kolme artikkelia, joissa kuvataan Ardipithecusin asuttamaa ympäristöä, viisi artikkelia, joissa analysoidaan Ardipithecusin anatomian tiettyjä osia, ja kaksi artikkelia, joissa pohditaan, mitä tämä uusi tieteellinen tieto voi merkitä ihmisen evoluution kannalta.
Kokonaisuudessaan neljäkymmentäseitsemän eri kirjoittajaa eri puolilta maailmaa osallistui Ardipithecuksen ja sen ympäristön kokonaistutkimukseen. Päätekijät ovat Tim White Kalifornian yliopistosta Berkeleystä, Berhane Asfaw Rift Valley Research Servicestä Addis Abebasta, Giday WoldeGabriel Los Alamosin kansallisesta laboratoriosta, Gen Suwa Tokion yliopistosta ja C. Owen Lovejoy Kentin osavaltion yliopistosta.
”Nämä ovat syvälle afrikkalaiseen menneisyyteemme suuntautuneen tehtävän tuloksia”, sanoi WoldeGabriel, joka on myös hankkeen toinen johtaja ja geologi.
Esi-isiemme jäljillä
A Q&A paleoantropologi Leslea Hluskon kanssa
4,4 miljoonaa vuotta vanhan hominidilajin Ardipithecus ramiduksen osittaisen luurangon uraauurtava löytö on viimeisin UC Berkeleyn tutkijoiden pitkässä ketjussa, jolla he ovat edistäneet ihmisen esi-isäpuun selvittämistä. Joitakin maailman merkittävimpiä hominidifossiileja, kuten Ar. ramidus, on löydetty Etiopian Middle Awashin laaksosta, jossa edesmennyt J. Desmond Clark, merkittävä arkeologi ja UC Berkeleyn emeritusprofessori J. Desmond Clark perusti vuonna 1981 Middle Awash Research Projectin. Hankkeen tutkimusalue ulottuu nykyaikaisen Awash-joen molemmin puolin Etiopian Afar-jokilaaksossa, Gewanen kaupungin pohjoispuolella.
Etiopian hallituksen yhteistyöllä hanke kokoaa yhteen kansainvälisen paleoantropologien, geologien ja arkeologien ryhmän tutkimaan ihmisen alkuperää ja evoluutiota. Saadakseen lisätietoja siitä, millaista on olla hominidifossiilien metsästäjä, Sarah Yang UC Berkeleyn mediasuhteista haastatteli Leslea Hluskoa, integratiivisen biologian apulaisprofessoria ja UC Berkeleyn ihmisen evoluution tutkimuskeskuksen apulaisprofessoria. Hlusko on Science-lehden 2. lokakuuta ilmestyvässä numerossa julkaistavien uusien Ar. ramidus -tutkimusten toinen kirjoittaja.
Q. Afarin masennus on valtava paikka työskennellä. Miten löydät sieltä fossiileja ja miten erotat luun kivestä?
A. Kun olet ensimmäisen kerran oppilaana paljastumalla, et voi olla huolehtimatta siitä, ettet näe fossiileja maanpinnalla. Opit kuitenkin nopeasti, että kaikki osteologiakoulutuksesi auttaa valtavasti – etsit kiviä, jotka ovat eläinten luurankojen palasten muotoisia. Sitten kuitenkin huomaat myös, että fossiilisen luun rakenne eroaa kivistä huomattavasti. Fossiilien löytäminen voi kuitenkin olla melko haastavaa, varsinkin kun ne ovat matriisin peitossa ja osittain hautautuneet. Jotkut ihmiset ovat siinä varmasti parempia kuin toiset. Kaikki, jotka ovat joskus työskennelleet alalla, ihailevat suuria fossiilien löytäjiä.
Q. Ensimmäinen fossiili tästä hominidista, lempinimeltään ”Ardi”, löydettiin vuonna 1992. Miksi kesti 17 vuotta ennen kuin löydöstä ilmoitettiin julkisesti?
A. Tämä projekti oli kuin Polaroid-valokuva. Löytöpaikka oli kameran ensimmäinen napsahdus, ja sen jälkeen meillä oli paljon työtä valmiin kuvan kehittämiseksi. Koska Aramisin löytöpaikalta, josta Ardi löydettiin, saatiin talteen valtava määrä tietoja, mukaan otettiin 47 asiantuntijaa analysoimaan niitä kaikista mahdollisista näkökulmista. Näiden monien tutkimuslähestymistapojen toteuttaminen kestää kauan, ja sitten palaset oli koottava uudelleen yhdeksi yhtenäiseksi kuvaksi. Prosessi muistutti Polaroidin kehittymisen odottamista – jokainen pala tarkentui yksi kerrallaan, ja lopulta tuloksena oli uskomaton tilannekuva Ardin elämästä ja ajasta.
Q. Kuvittelen, että fossiilit ovat äärimmäisen hauraita. Miten irrotat ne kalliosta, ja miten säilytät yksilöt ehjinä sitä tehdessäsi?
A. Tutkimme ensin sedimenttiä selvittääksemme, onko siellä fossiileja erkaantumassa ulos – monet siinä vaiheessa pinnalta löytyvät luut ovat varsin sitkeitä. Ne ovat selvinneet ihmisestä ja monien vuosien sateista. Tämä johtaa kuitenkin usein siihen, että löydämme sedimentteihin upotettuja fossiileja, jotka ovat erittäin hauraita ja jotka tuhoutuisivat, kun ne pääsevät pintaan. Ardin luuranko oli ehdottomasti yksi näistä. En ollut kentällä niinä vuosina, kun luurankoa kaivettiin, mutta minua hämmästyttää se, että ryhmä pystyi ottamaan talteen luita, jotka olivat niin hauraita, että pelkkä hengittäminen niiden päälle aiheuttaisi niiden hajoamisen. Olen nähnyt tuollaisia luita kentällä, ja ne ovat vakava haaste. Se on ensin tunnistettava luuksi, ennen kuin siitä paljastuu liikaa, ja sen jälkeen on heti käytettävä säilöntäainetta luun ja sitä ympäröivän matriisin kovettamiseksi. Sitten luun ympäriltä kaivetaan kaivauksia, jolloin luun ympärille jätetään tilaa, jotta kiinteytetty matriisi pitää luun edelleen kasassa. Käytämme kipsisiteitä, jollaisia lääkärit käyttivät murtuneiden käsien kiinnittämiseen. Nämä siteet kiedotaan matriisilohkon ympärille. Kun se on kovettunut, irrotamme lohkon varovasti ja pakkaamme sen pitkää matkaa varten takaisin Addis Abebaan, jossa se sijoitetaan kansallismuseon kokoelmiin. Laboratorion mukavassa ja valvotussa ympäristössä matriisi irrotetaan hyvin varovasti jyvä kerrallaan fossiilisesta luusta. Se vaatii paljon kärsivällisyyttä ja on uskomattoman aikaa vievää. Tämä on ehdottomasti myös taidetta, ja professori Tim White on tässä maailman paras. Hän teki kaikki Ardin luurangon valmistustyöt.
Q. Ardin kappaleet olivat löytyessään murskattuja ja vaurioituneita. Miten kaikista näistä sirpaleista voi mitenkään rekonstruoida luurangon, erityisesti kallon?
A. Onneksi nykytekniikka on parantanut huomattavasti mahdollisuuksiamme ratkaista tämä ongelma. Tokiossa professori Gen Suwa perusti mikro-CT-laboratorion, jossa murskatut luut skannattiin. Skannausten perusteella yksittäiset luunpalaset asetettiin digitaalisesti takaisin anatomiselle paikalleen. Työ vaati hämmästyttävää tarkkuutta yksityiskohtiin, ja kesti vuosia päästä yhteisymmärrykseen hominidiryhmän kesken. (Tutkin apinafossiileja, joten seurasin tätä analyysin osaa sivusta). Samanaikaisesti mikro-CT-tutkimuksen kanssa professori White työskenteli litistyneen yksilön kipsivalujen parissa leikkaamalla kipsikappaleet erilleen ja liimaamalla ne sitten takaisin yhteen anatomiseen asentoon. Vuosien pikkutarkan työn jälkeen White ja Suwa vertasivat kahta rekonstruktiotaan ja totesivat, että ne olivat päässeet samaan kokoonpanoon. Se oli mukava tapa testata itsenäisesti heidän kykyjään rekonstruoida näin vaurioituneita fossiileja.
Q. Kuinka monta ihmistä työskentelee kohteessa, ja mistä he ovat kotoisin?
A. Aramisissa on työskennellyt projektin aikana satoja ihmisiä, mukaan lukien monia paikallisia afarilaisia, jatko- ja perusopiskelijoita, tutkijoita monista eri maista ja Etiopian hallituksen virkamiehiä. Täällä ei ole tehty vain paljon tutkimusta, vaan myös paljon koulutusta. Olen oppinut suurimman osan kenttäpaleontologisista taidoistani niiden vuosien aikana, jotka olen työskennellyt Middle Awash -hankkeessa, ja nyt johdan Tansaniassa toteutettavaa hanketta yhdessä Jackson Njaun kanssa, joka on myös Aramisin taphonomia-artikkelin kirjoittaja ja joka on työskennellyt kenttätyössä Etiopiassa.
Q. Tehdäänkö näitä kaivauksia ympäri vuoden, satoi tai paistoi? Mitkä ovat suurimmat esteet, joita olette kohdanneet tässä työssä?
A. Menemme kentälle kuivana vuodenaikana, jotta emme joudu ylittämään jokia, joissa virtaa vettä. Mutta se on tasapainoilua – saavumme pian sateiden päätyttyä, mutta emme liian myöhään, koska helmikuussa on hyvin, hyvin kuuma. Kenttäkaudet kestivät yleensä lokakuusta tammikuuhun joka vuosi. Ryhmä on viettänyt paljon juutalaisten ja kristittyjen juhlapyhiä Afarissa (afarit ovat muslimeja). Onneksi kaikki projektissa työskentelevät rakastavat kunnon juhlia, oli syy mikä tahansa.
Q. Mitä neuvoja voit antaa aloitteleville paleoantropologeille? Mitkä taidot ja ominaisuudet sopivat parhaiten tälle alalle?
A. Ardipithecus-paketissa tällä viikolla julkaistu tutkimus on hieno esimerkki nykyaikaisen paleontologian poikki- ja monitieteellisyydestä. Tässä hankkeessa käytettiin 47 tutkijan taitoja. Kukaan yksittäinen henkilö ei voisi koskaan toivoa hallitsevansa kaikkia näitä tutkimusalueita yksin, vaan työskentelemme tiimeissä. Hyvää paleontologiaa ei tee yksinäinen paleontologi, joka piileskelee ullakollaan. Aloittelevana paleontologina on siis ratkaisevan tärkeää lähestyä alaa siten, että rakennat yhteistyötä useilla tasoilla: tieteellisen ryhmän kanssa, isäntävaltion hallitusten kanssa, paikallisten asukkaiden kanssa ja niin edelleen.
Tämän sanottuasi sinun pitäisi myös rakentaa tietopohjasi niin, että se on mahdollisimman laaja. Tarvitset ehdottomasti vahvaa ymmärrystä geologiasta, anatomiasta, evoluutioteoriasta ja genetiikasta, vain muutamia mainitakseni. Ja haluat myös osata ajaa keppivaihteella, vaihtaa renkaan, käyttää lapiota, käydä suihkussa vain yhdellä litralla vettä – kun sitä saa – ja tietysti tunnistaa myrkkykäärmeet.