W specjalnym wydaniu Science, międzynarodowy zespół naukowców po raz pierwszy dokładnie opisał Ardipithecus ramidus, gatunek hominida, który żył 4,4 mln lat temu na terenie dzisiejszej Etiopii. Badania te, w formie 11 szczegółowych prac i bardziej ogólnych podsumowań, ukażą się w numerze czasopisma z 2 października 2009 roku.
Ten pakiet badań oferuje pierwszy kompleksowy, recenzowany opis skamieniałości Ardipithecus, które obejmują częściowy szkielet samicy, o pseudonimie „Ardi”.
Uważa się, że ostatni wspólny przodek dzielony przez ludzi i szympansy żył sześć lub więcej milionów lat temu. Choć Ardipithecus nie jest sam w sobie tym ostatnim wspólnym przodkiem, prawdopodobnie dzielił wiele cech tego przodka. Dla porównania, Ardipithecus jest o ponad milion lat starszy od częściowego szkieletu samicy „Lucy” z Australopithecus afarensis. Do czasu odkrycia nowych szczątków Ardipithecus, zapis kopalny zawierał niewiele dowodów na istnienie innych hominidów starszych niż Australopithecus.
Poprzez analizę czaszki, zębów, miednicy, dłoni, stóp i innych kości, badacze ustalili, że Ardipithecus miał mieszankę cech „prymitywnych”, wspólnych z jego poprzednikami, naczelnymi z epoki miocenu, oraz cech „pochodnych”, które dzieli wyłącznie z późniejszymi hominidami.
Z powodu swojej starożytności, Ardipithecus przybliża nas do wciąż nieuchwytnego ostatniego wspólnego przodka. Jednak wiele z jego cech nie pojawiają się we współczesnych małp afrykańskich. Jeden zaskakujący wniosek, dlatego jest to, że jest prawdopodobne, że afrykańskie małpy ewoluowały szeroko od dzielimy, że ostatni wspólny przodek, co czyni żywe szympansy i goryle biednych modeli dla ostatniego wspólnego przodka i dla zrozumienia naszej własnej ewolucji od tego czasu.
„W Ardipithecus mamy niespecjalistyczną formę, która nie ewoluowała bardzo daleko w kierunku Australopithecus. Więc kiedy idziemy od stóp do głów, widzimy mozaikowe stworzenie, które nie jest ani szympansem, ani człowiekiem. Jest to Ardipithecus” – powiedział Tim White z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, który jest jednym z głównych autorów badań.
„Z takim kompletnym szkieletem, i z tak wieloma innymi osobnikami tego samego gatunku w tym samym horyzoncie czasowym, możemy naprawdę zrozumieć biologię tego hominida”, powiedział Gen Suwa z Uniwersytetu w Tokio, Projekt paleoantropolog i również główny autor Science.
„Artykuły te zawierają ogromną ilość danych zebranych i przeanalizowanych przez duży międzynarodowy wysiłek badawczy. Rzucają otwarte okno na okres ewolucji człowieka mamy niewiele wiadomo o, kiedy wczesne hominidy zostały ustanawiające się w Afryce, wkrótce po odróżnieniu od ostatniego przodka dzielili z małp afrykańskich,” powiedział Brooks Hanson, zastępca redaktora, nauk fizycznych, w Science.
„Science jest zachwycony, że publikuje to bogactwo nowych informacji, które daje nam ważne nowe spojrzenie na korzenie ewolucji hominidów i do tego, co sprawia, że ludzie są wyjątkowi wśród naczelnych”, powiedział Hanson.
Specjalna kolekcja artykułów Science rozpoczyna się od artykułu przeglądowego, który podsumowuje główne ustalenia tych badań. W tym artykule White i jego współautorzy przedstawiają swoje odkrycie ponad 110 okazów Ardipithecus, w tym częściowego szkieletu z dużą częścią czaszki, dłoni, stóp, kończyn i miednicy. Osobnik ten, „Ardi”, był samicą, która ważyła około 50 kilogramów i stała około 120 centymetrów wzrostu.
Do tej pory badacze ogólnie zakładali, że szympansy, goryle i inne nowoczesne małpy afrykańskie zachowały wiele cech ostatniego przodka, który dzielił się z ludźmi – innymi słowy, ten domniemany przodek był uważany za znacznie bardziej szympansi niż ludzki. Na przykład, byłby on przystosowany do huśtania się i zwisania z gałęzi drzew, i być może chodziłby na knykciach, kiedy stałby na ziemi.
Ardipithecus kwestionuje te założenia, jednak. Wydaje się, że te hominidy żyły w środowisku leśnym, gdzie wspinały się na czworakach po gałęziach drzew – tak jak niektóre z mioceńskich naczelnych – i chodziły wyprostowane, na dwóch nogach, podczas gdy na ziemi. Nie wydaje się, by były to zwierzęta chodzące na knykciach, ani by spędzały dużo czasu na huśtaniu się i zwisaniu z gałęzi drzew, tak jak to robią szympansy. Ogólnie rzecz biorąc, ustalenia sugerują, że hominidy i afrykańskie małpy poszły różne ścieżki ewolucyjne, a my nie możemy już uznać szympansy jako „proxy” dla naszego ostatniego wspólnego przodka.
„Darwin był bardzo mądry w tej sprawie”, powiedział White.
„Darwin powiedział, że musimy być naprawdę ostrożni. Jedynym sposobem, aby dowiedzieć się, jak wyglądał ostatni wspólny przodek, jest znalezienie go. Cóż, przy 4,4 miliona lat temu znaleźliśmy coś całkiem bliskiego temu. I tak jak Darwin to docenił, ewolucja linii małp i linii ludzkiej toczy się niezależnie od siebie od czasu, gdy te linie się rozdzieliły, od czasu tego ostatniego wspólnego przodka” – powiedział White.
Ten specjalny numer Science zawiera artykuł przeglądowy, trzy artykuły, które opisują środowisko zamieszkiwane przez Ardipithecus, pięć, które analizują konkretne części anatomii Ardipithecusa, oraz dwa, które omawiają to, co to nowe ciało informacji naukowych może oznaczać dla ewolucji człowieka.
W sumie, czterdziestu siedmiu różnych autorów z całego świata przyczyniły się do całkowitego badania Ardipithecus i jego środowiska. Głównymi autorami są Tim White z University of California, Berkeley, Berhane Asfaw z Rift Valley Research Service w Addis Abebie, Giday WoldeGabriel z Los Alamos National Laboratory, Gen Suwa z University of Tokyo i C. Owen Lovejoy z Kent State University.
„Są to wyniki misji do naszej głębokiej afrykańskiej przeszłości”, powiedział WoldeGabriel, który jest również współdyrektor projektu i geolog.
Na tropie naszych przodków
A Q&A z paleoantropologiem Leslea Hlusko
Przełomowe odkrycie częściowego szkieletu Ardipithecus ramidus, gatunku hominida datowanego na 4,4 mln lat, jest najnowszym w długiej linii wkładów badaczy UC Berkeley w kierunku wyjaśnienia drzewa przodków człowieka. Niektóre z najważniejszych na świecie skamieniałości hominidów, w tym Ar. ramidus, zostały odkopane w etiopskiej dolinie Middle Awash, na terenie Middle Awash Research Project, założonego w 1981 roku przez zmarłego J. Desmonda Clarka, wybitnego archeologa i emerytowanego profesora antropologii UC Berkeley. Obszar badań projektu rozciąga się wzdłuż obu stron współczesnej rzeki Awash w depresji Afar w Etiopii, na północ od miasta Gewane.
Wraz ze współpracą z rządem etiopskim, projekt skupia międzynarodowy zespół paleoantropologów, geologów i archeologów do badania pochodzenia człowieka i ewolucji. Aby dowiedzieć się więcej o tym, jak to jest być łowcą skamielin hominidów, Sarah Yang z UC Berkeley Media Relations przeprowadziła wywiad z Leslea Hlusko, profesorem nadzwyczajnym biologii integracyjnej i członkiem wydziału nadzwyczajnym Human Evolution Research Center na UC Berkeley. Hlusko jest współautorką nowych badań nad Ar. ramidus, opublikowanych w numerze Science z 2 października.
Q. Depresja Afar jest ogromnym miejscem do pracy. Jak znajdujesz tam skamieniałości i jak odróżniasz kość od skały?
A. Kiedy po raz pierwszy znajdujesz się na odkrywce jako student, nie możesz się powstrzymać od obaw, że nie będziesz w stanie zobaczyć skamieniałości na ziemi. Szybko jednak okazuje się, że całe szkolenie z osteologii jest bardzo pomocne – szukasz skał, które kształtem przypominają fragmenty szkieletów zwierząt. Ale potem zdajesz sobie sprawę, że tekstura skamieniałej kości jest zupełnie inna niż skał. Odnajdywanie skamieniałości może być jednak dość trudne, zwłaszcza gdy są one pokryte macierzą i częściowo zakopane. Niektórzy ludzie są w tym zdecydowanie lepsi od innych. Każdy, kto kiedykolwiek pracował w tej dziedzinie stoi w podziwie dla wielkich odkrywców skamieniałości.
Q. Pierwsza skamielina tego hominida, o pseudonimie „Ardi”, została znaleziona w 1992 roku. Dlaczego dopiero po 17 latach ogłoszono publicznie to odkrycie?
A. Ten projekt był jak zdjęcie Polaroida. Odkrycie miejsca było początkowym kliknięciem aparatu, a potem mieliśmy dużo pracy do wykonania, aby rozwinąć ostateczny obraz. Biorąc pod uwagę ogromną ilość danych odzyskanych z terenu Aramis, gdzie znaleziono Ardiego, sprowadzono 47 specjalistów, aby przeanalizowali je pod każdym możliwym kątem. Takie wielokrotne badania zajmują dużo czasu, a następnie wszystkie elementy muszą zostać ponownie złożone w jeden spójny obraz. Proces ten był podobny do czekania na wywołanie Polaroida – każdy kawałek po kolei nabierał ostrości, co ostatecznie zaowocowało niesamowitą migawką z życia i czasów Ardiego.
Q. Wyobrażam sobie, że skamieniałości są niezwykle delikatne. W jaki sposób wydobywasz je ze skały i jak zachowujesz okazy w nienaruszonym stanie, gdy to robisz?
A. Najpierw badamy osady, aby ustalić, czy nie ma tam skamieniałości, które uległy erozji – wiele z kości znalezionych na powierzchni na tym etapie jest dość odpornych. Przetrwały one człowieka i wiele lat deszczu. To jednak często prowadzi nas do znalezienia skamieniałości osadzonych w osadach, które są niezwykle kruche i które uległyby zniszczeniu po dotarciu na powierzchnię. Szkielet Ardi był zdecydowanie jedną z nich. Nie było mnie w terenie w latach, kiedy wydobywano szkielet, ale jestem zaskoczony faktem, że zespół był w stanie odzyskać kości, które były tak kruche, że samo oddychanie na nich spowodowałoby rozpad. Widziałem już takie kości w terenie i stanowią one poważne wyzwanie. Trzeba je najpierw zidentyfikować jako kości, zanim zbyt wiele z nich zostanie odsłoniętych, a następnie natychmiast użyć środka konserwującego, by utwardzić kość i otaczającą ją matrycę. Następnie kopie się wokół kości, omijając ją szerokim łukiem, aby utwardzona matryca nadal trzymała wszystko razem. Używamy bandaży gipsowych, takich, jakich lekarze używają do nastawiania złamanych rąk. Bandaże te owija się wokół bloku matrycy. Po związaniu, ostrożnie usuwamy blok i pakujemy go na długą podróż powrotną do Addis Abeby, aby umieścić go w kolekcji Muzeum Narodowego. W komfortowych i kontrolowanych warunkach laboratorium, matryca jest bardzo ostrożnie, ziarnko po ziarnku usuwana ze skamieniałej kości. Wymaga to wiele cierpliwości i jest niewiarygodnie czasochłonne. Zdecydowanie jest w tym również sztuka, a profesor Tim White jest w tym najlepszy na świecie. To właśnie on wykonał wszystkie prace przygotowawcze dla szkieletu Ardi.
Q. Kawałki Ardi były rozbite i uszkodzone w momencie znalezienia. Jak można zrekonstruować szkielet, zwłaszcza czaszkę, na podstawie tych wszystkich fragmentów?
A. Na szczęście, nowoczesna technologia znacznie poprawiła nasze możliwości rozwiązania tego problemu. Profesor Gen Suwa w Tokio założył laboratorium mikro-CT, w którym skanowano zmiażdżone kości. Na podstawie tych skanów, poszczególne fragmenty kości zostały cyfrowo ustawione z powrotem w anatomicznej pozycji. Praca ta wymagała niesamowitej dbałości o szczegóły, a osiągnięcie konsensusu wśród zespołu zajmującego się hominidami zajęło lata. (Studiowałem skamieniałości małp, więc obserwowałem tę część analizy z boku). Równolegle do badań mikro-CT, profesor White pracował z gipsowymi odlewami zgniecionego okazu, rozcinając gipsowe kawałki, a następnie sklejając je z powrotem w anatomicznej pozycji. Po latach tej drobiazgowej pracy, White i Suwa porównali swoje dwie rekonstrukcje i stwierdzili, że osiągnęli tę samą konfigurację. Był to miły sposób na niezależne sprawdzenie ich zdolności do rekonstrukcji tak zniszczonych skamieniałości.
Q. Ilu ludzi pracuje na stanowisku i skąd pochodzą?
A. Setki osób pracowało w Aramis w trakcie trwania projektu, w tym wielu lokalnych Afarów, studentów studiów magisterskich i licencjackich, naukowców z wielu różnych krajów oraz urzędników rządowych Etiopii. Przeprowadzono tu nie tylko wiele badań, ale także wiele szkoleń. Większość moich umiejętności w zakresie paleontologii terenowej zdobyłem podczas lat pracy nad projektem Middle Awash, a teraz współkieruję projektem w Tanzanii z Jacksonem Njau, który jest również autorem pracy na temat taponomii Aramis i który pracował w terenie w Etiopii.
Q. Czy te wykopaliska są prowadzone przez cały rok, czy pada deszcz czy świeci słońce? Jakie są największe przeszkody, które napotkałeś w tej pracy?
A. Jeździmy w teren w porze suchej, aby uniknąć konieczności przekraczania rzek z płynącą wodą. Jest to jednak sztuka balansowania – przyjeżdżamy zaraz po zakończeniu deszczów, ale nie za późno, ponieważ w lutym robi się bardzo, bardzo gorąco. Sezon w terenie trwał zazwyczaj od października do stycznia każdego roku. Zespół spędził w Afarach wiele świąt żydowskich i chrześcijańskich (Afarowie są muzułmanami). Na szczęście wszyscy w projekcie uwielbiają dobre świętowanie, bez względu na powód.
Q. Jakich rad mógłbyś udzielić początkującym paleoantropologom? Jakie umiejętności i cechy najlepiej nadają się do tej pracy?
A. Badania opublikowane w tym tygodniu w pakiecie Ardipithecus są wspaniałym przykładem inter- i multidyscyplinarnej natury współczesnej paleontologii. Projekt ten opierał się na zestawach umiejętności 47 naukowców. Nikt z osobna nie byłby w stanie samodzielnie opanować wszystkich tych obszarów badawczych; pracujemy w zespołach. Dobra paleontologia nie jest uprawiana przez samotnego paleontologa ukrywającego się na swoim strychu. Tak więc, jako początkujący paleontolog, niezwykle istotne jest podejście do tej dziedziny, w której buduje się współpracę na wielu poziomach: z zespołem naukowym, z rządami krajów goszczących, z miejscową ludnością itd.
Pamiętając o tym, powinieneś również budować swoją bazę wiedzy, tak aby była ona jak najszersza. Zdecydowanie potrzebujesz silnego zrozumienia geologii, anatomii, teorii ewolucji i genetyki, aby wymienić tylko kilka z nich. Będziesz także chciał wiedzieć, jak prowadzić samochód z automatyczną skrzynią biegów, zmienić oponę, używać łopaty, brać prysznic przy użyciu tylko 1 litra wody – kiedy możesz ją dostać – i, oczywiście, rozpoznawać jadowite węże.