W lecie 1963 roku, kiedy miałem sześć lat, moja rodzina pojechała z naszego domu w Filadelfii do Los Angeles, by odwiedzić krewnych ze strony matki. Znałem już dobrze moją babcię: pomagała mojej matce w opiece nad moimi braćmi bliźniakami, którzy byli tylko 18 miesięcy młodsi ode mnie, i nade mną. Kiedy nie było jej z nami, babcia mieszkała ze swoją matką, którą tamtego lata spotkałam po raz pierwszy. Pochodzę z długowiecznej rodziny. Moja babcia urodziła się w 1895 roku, a jej matka w latach 60-tych XIX wieku; obie żyły prawie 100 lat. Mieszkaliśmy z tymi dwiema matriarchiniami przez kilka tygodni. Dzięki ich opowieściom poznałam swoje korzenie i dowiedziałam się, gdzie jest moje miejsce w sieci społecznej obejmującej cztery pokolenia. Ich reminiscencje osobiście połączyły mnie z życiem pod koniec Wojny Secesyjnej i okresu Rekonstrukcji oraz z wyzwaniami, przed którymi stanęli moi przodkowie i sposobami, w jakie wytrwali.
Moja historia nie jest wyjątkowa. Starsi odgrywają kluczowe role w społeczeństwach ludzkich na całym świecie, przekazując mądrość i zapewniając wsparcie społeczne i ekonomiczne dla rodzin swoich dzieci i większych grup krewnych. W naszych czasach ludzie żyją wystarczająco długo, by zostać dziadkami. Ale nie zawsze tak było. Kiedy dziadkowie stali się powszechni i jak ich wszechobecność wpłynęła na ewolucję człowieka?
Badania, które prowadzę ja i moi koledzy, wskazują, że osoby w wieku dziadkowym stały się powszechne stosunkowo niedawno w ludzkiej prehistorii i że zmiana ta nastąpiła mniej więcej w tym samym czasie, co przesunięcia kulturowe w kierunku wyraźnie nowoczesnych zachowań – w tym zależności od wyrafinowanej komunikacji opartej na symbolach, która leży u podstaw sztuki i języka. Odkrycia te sugerują, że dożycie sędziwego wieku miało głęboki wpływ na wielkość populacji, interakcje społeczne i genetykę wczesnonowożytnych grup ludzkich i może wyjaśniać, dlaczego odnieśli oni większy sukces niż ludzie archaiczni, tacy jak neandertalczycy.
Żyj szybko, umieraj młodo
Pierwszym krokiem w ustaleniu, kiedy dziadkowie stali się stałym elementem społeczeństwa, jest ocena typowego podziału wiekowego dawnych populacji – jaki procent stanowiły dzieci, dorośli w wieku rozrodczym i rodzice tych młodszych dorosłych? Rekonstrukcja demografii starożytnych populacji to jednak trudna sprawa. Po pierwsze, w zapisie kopalnym nigdy nie zachowały się całe populacje. Raczej paleontolodzy mają tendencję do odzyskiwania fragmentów osobników. Po drugie, wcześni ludzie niekoniecznie dojrzewali w tym samym tempie, co ludzie współcześni. W rzeczywistości tempo dojrzewania różni się nawet między współczesnymi populacjami ludzkimi. Ale kilka miejsc przyniosło wystarczająco dużo skamielin ludzkich w tych samych warstwach osadów, że naukowcy mogą pewnie ocenić wiek w chwili śmierci szczątków – co jest kluczowe dla zrozumienia składu prehistorycznej grupy.
Schronisko skalne znajdujące się w mieście Krapina w Chorwacji, około 40 kilometrów na północny zachód od miasta Zagrzeb, jest jednym z takich miejsc. Ponad sto lat temu chorwacki paleontolog Dragutin Gorjanovic´-Kramberger wydobył i opisał tam fragmentaryczne szczątki być może aż 70 osobników neandertalskich, z których większość pochodziła z warstwy datowanej na około 130 000 lat temu. Duża liczba skamieniałości znalezionych blisko siebie, najwyraźniej szybka akumulacja osadów w tym miejscu oraz fakt, że niektóre ze szczątków posiadają charakterystyczne, genetycznie uwarunkowane cechy wskazują, że kości z Krapiny są zbliżone do szczątków jednej populacji Neandertalczyków. Jak to często bywa w zapisie kopalnym, najlepiej zachowanymi szczątkami z Krapiny są zęby, ponieważ wysoka zawartość minerałów w zębach chroni je przed degradacją. Na szczęście zęby są również jednym z najlepszych elementów szkieletu do określania wieku w chwili śmierci, co osiąga się poprzez analizę zużycia powierzchni i związanych z wiekiem zmian w ich wewnętrznej strukturze.
W 1979 roku, zanim rozpocząłem badania nad ewolucją dziadków, Milford H. Wolpoff z Uniwersytetu Michigan opublikował pracę, opartą na szczątkach zębowych, w której ocenił, ile lat mieli Neandertalczycy z Krapiny w chwili śmierci. Zęby trzonowe wyrastają sekwencyjnie. Używając jednego z najszybszych harmonogramów erupcji zaobserwowanych u współczesnych ludzi jako przewodnika, Wolpoff oszacował, że pierwszy, drugi i trzeci trzonowiec u neandertalczyków wyrzynał się w wieku, który zaokrąglił się odpowiednio do sześciu, 12 i 15 lat. Zużycie spowodowane żuciem kumuluje się w stałym tempie przez całe życie jednostki, więc kiedy pojawia się drugi trzonowiec, pierwszy ma już sześć lat zużycia, a kiedy pojawia się trzeci, drugi ma już trzy lata zużycia.
Pracując wstecz, można wywnioskować, na przykład, że pierwszy trzonowiec z 15 lat zużycia na nim należał do 21-letniego Neandertal, drugi trzonowiec z 15 lat zużycia na nim należał do 27-latka i trzeci trzonowiec z 15 lat zużycia na nim należał do 30-latka. (Te szacunki mają niepewność plus lub minus jednego roku.) Ta oparta na zużyciu metoda seryjnego określania wieku w chwili śmierci, zaadaptowana z techniki opracowanej przez badacza stomatologii A.E.W. Milesa w 1963 roku, działa najlepiej na próbkach z dużą liczbą młodych osobników, których Krapina ma pod dostatkiem. Metoda traci dokładność, gdy jest stosowana do zębów starszych osobników, których korony zębów mogą być zbyt zużyte, aby ocenić wiarygodnie, a w niektórych przypadkach mogą być nawet całkowicie erodowane.
Praca Wolpoffa wskazała, że Neandertalczycy z Krapiny umarli młodo. W 2005 roku, kilka lat po rozpoczęciu badań nad ewolucją długowieczności, postanowiłem ponownie przyjrzeć się tej próbce, stosując nowatorskie podejście. Chciałem się upewnić, że nie pominęliśmy starszych osobników w wyniku nieodłącznych ograniczeń seryjności opartej na zużyciu. Wraz z Jakovem Radovemˇcic´em z Chorwackiego Muzeum Historii Naturalnej w Zagrzebiu, Stevenem A. Goldsteinem, Jeffreyem A. Meganckiem i Daną L. Begun, pracującymi wówczas w Michigan, oraz studentami z Central Michigan University, pracowałem nad stworzeniem nowej, nieniszczącej metody – wykorzystującej trójwymiarową tomografię mikrokomputerową o wysokiej rozdzielczości (μCT) – by ponownie ocenić, ile lat miały osobniki z Krapiny w chwili śmierci. W szczególności, przyjrzeliśmy się stopniowi rozwoju rodzaju tkanki w zębie zwanej zębiną wtórną; objętość zębiny wtórnej wzrasta wraz z wiekiem i zapewnia sposób oceny, ile lat miał osobnik w chwili śmierci, gdy korona zęba jest zbyt zużyta, aby być dobrym wskaźnikiem.
Nasze wstępne ustalenia, uzupełnione skanami dostarczonymi przez Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology w Lipsku, potwierdziły wyniki Wolpoffa i potwierdziły metodę seryjną opartą na zużyciu: Neandertalczycy z Krapiny mieli niezwykle wysoki wskaźnik śmiertelności; nikt nie przeżył powyżej 30 roku życia. (Nie znaczy to, że Neandertalczycy w ogóle nie żyli dłużej niż 30 lat. Kilka osób z miejsc innych niż Krapina były około 40, kiedy zmarł.)
Przez dzisiejszych standardów, Krapina wzór śmierci jest niewyobrażalne. Po tym wszystkim, dla większości ludzi wiek 30 lat jest szczytem życia. I łowcy-zbieracze żyli ponad 30 w niedawnej przeszłości. Neandertalczycy z Krapiny nie są jednak wyjątkowi wśród wczesnych ludzi. Nieliczne inne ludzkie stanowiska kopalne z dużą liczbą zachowanych osobników, takie jak liczące około 600 000 lat stanowisko Sima de los Huesos w Atapuerca w Hiszpanii, wykazują podobne wzorce. Ludzie z Sima de los Huesos mieli bardzo wysoki poziom śmiertelności wśród młodocianych i młodych dorosłych, nikt nie przeżył 35 lat, a bardzo niewielu żyło nawet tak długo. Możliwe, że katastroficzne wydarzenia lub szczególne warunki, w jakich skamieniały szczątki, w jakiś sposób uniemożliwiły zachowanie starszych osobników w tych miejscach. Ale szerokie badania ludzkiego zapisu kopalnego – w tym materiału z tych niezwykle bogatych stanowisk i innych miejsc zawierających mniejszą liczbę osobników – które przeprowadzili moi koledzy i ja, wskazują, że młoda śmierć była regułą, a nie wyjątkiem. Parafrazując słowa przypisywane brytyjskiemu filozofowi Thomasowi Hobbesowi, prehistoryczne życie naprawdę było paskudne, brutalne i krótkie.
Rise of the Grandparents
To nowe podejście μct ma potencjał, by zapewnić wysokiej rozdzielczości obraz wieku starszych osobników w innych kopalnych populacjach ludzkich. Ale kilka lat temu, zanim trafiliśmy na tę technikę, Sang-Hee Lee z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside i ja byliśmy gotowi, by zacząć szukać dowodów na zmiany w długowieczności w toku ewolucji człowieka. Zwróciliśmy się do najlepszego podejścia dostępnego w tamtym czasie: seriowania opartego na zużyciu.
Stanęliśmy jednak przed zniechęcającym wyzwaniem. Większość ludzkich skamieniałości nie pochodzi z miejsc, takich jak Krapina, które zachowują tak wiele osobników, że szczątki można uznać za odzwierciedlenie ich większych populacji. A im mniejsza liczba współczesnych osobników znalezionych w miejscu, tym trudniej jest wiarygodnie oszacować, ile lat mieli członkowie, kiedy umarli, z powodu niepewności statystycznych związanych z małymi próbkami.
Zrozumieliśmy jednak, że możemy dostać się do pytania, kiedy dziadkowie zaczęli stawać się powszechni w inny sposób. Zamiast pytać, jak długo żyły poszczególne osoby, zapytaliśmy, ile z nich dożyło sędziwego wieku. To znaczy, zamiast skupiać się na wieku bezwzględnym, obliczyliśmy wiek względny i zapytaliśmy, jaka część dorosłych przeżyła do wieku, w którym po raz pierwszy można było zostać dziadkiem. Naszym celem była ocena zmian zachodzących w czasie ewolucji w proporcji starszych do młodszych osobników dorosłych – tak zwanej proporcji OY. Wśród naczelnych, w tym ludzi do niedawna, trzeci ząb trzonowy wyrzyna się mniej więcej w tym samym czasie, gdy osobnik staje się dorosły i osiąga wiek rozrodczy. Na podstawie danych pochodzących od neandertalczyków i współczesnych populacji łowców-zbieraczy wywnioskowaliśmy, że ludzie kopalniani uzyskali trzecie zęby trzonowe i mieli pierwsze dziecko w wieku około 15 lat. I uznaliśmy, że podwojenie tego wieku wyznacza początek dziadkowania – tak jak niektóre dzisiejsze kobiety mogą potencjalnie rodzić dzieci w wieku 15 lat, a te kobiety mogą zostać babciami, gdy ich własne dzieci osiągną wiek 15 lat i będą się rozmnażać.
Dla naszych celów każdy archaiczny osobnik oceniony na 30 lat lub więcej kwalifikował się jako starszy dorosły – wystarczająco stary, by zostać dziadkiem. Ale piękno podejścia opartego na współczynniku OY polega na tym, że niezależnie od tego, czy dojrzewanie nastąpiło w wieku 10, 15 czy 20 lat, liczba starszych i młodszych osobników w próbce pozostałaby bez zmian, ponieważ początek starszej dorosłości zmieniłby się odpowiednio. A ponieważ szukaliśmy tylko miejsca dla skamieniałości w tych dwóch szerokich kategoriach, mogliśmy włączyć do naszej analizy dużą liczbę mniejszych próbek kopalnych, nie martwiąc się o niepewność co do wieku bezwzględnego.
Obliczyliśmy współczynniki OY dla czterech dużych agregatów próbek kopalnych, liczących łącznie 768 osobników, obejmujących okres trzech milionów lat. Jeden agregat obejmował późniejsze australopiteki – tych prymitywnych krewnych „Lucy”, którzy żyli w Afryce Wschodniej i Południowej Afryki od trzech milionów do 1,5 miliona lat temu. Inna grupa składała się z wczesnych przedstawicieli naszego rodzaju, Homo, z całego świata, którzy żyli między 2 milionami a 500 000 lat temu. Trzecią grupę stanowili europejscy neandertalczycy żyjący od 130 000 do 30 000 lat temu. A ostatnia składała się z nowoczesnych Europejczyków z wczesnego górnego paleolitu, którzy żyli między około 30 000 a 20 000 lat temu i pozostawili po sobie wyrafinowane pozostałości kulturowe.
Ale spodziewaliśmy się znaleźć wzrosty długowieczności w czasie, nie byliśmy przygotowani na to, jak uderzające okażą się nasze wyniki. Zaobserwowaliśmy niewielki trend zwiększonej długowieczności w czasie wśród wszystkich próbek, ale różnica między wcześniejszymi ludźmi a współczesnymi ludźmi z górnego paleolitu była dramatyczna pięciokrotny wzrost wskaźnika OY. Tak więc na każdych 10 młodych dorosłych Neandertalczyków, którzy zmarli w wieku od 15 do 30 lat, przypadało tylko czterech starszych dorosłych, którzy przeżyli po 30 roku życia; dla kontrastu, na każdych 10 młodych dorosłych w europejskim rozkładzie śmierci z górnego paleolitu przypadało 20 potencjalnych dziadków. Zastanawiając się, czy większa liczba pochówków na stanowiskach z górnego paleolitu może odpowiadać za wysoką liczbę starszych dorosłych w tej próbie, ponownie przeanalizowaliśmy naszą próbkę z górnego paleolitu, używając tylko tych szczątków, które nie zostały pochowane. Ale otrzymaliśmy podobne wyniki. Wniosek był nieuchronny: przeżywalność dorosłych wzrosła bardzo późno w ewolucji człowieka.
Biologia czy kultura?
Teraz, gdy Lee i ja ustaliliśmy, że liczba potencjalnych dziadków wzrosła w pewnym momencie ewolucji anatomicznie współczesnych ludzi, mieliśmy kolejne pytanie: Co spowodowało tę zmianę? Istniały dwie możliwości. Albo długowieczność była jedną z konstelacji genetycznie kontrolowanych cech, które biologicznie odróżniały anatomicznie nowoczesnych ludzi od ich poprzedników, albo nie pojawiła się wraz z pojawieniem się nowoczesnej anatomii i była wynikiem późniejszej zmiany w zachowaniu. Anatomicznie nowożytni ludzie nie wkroczyli na ewolucyjną scenę, tworząc sztukę i zaawansowaną broń, które definiują kulturę górnego paleolitu. Powstali na długo przed tymi górnopaleolitycznymi Europejczykami, ponad 100 000 lat temu, i przez większość tego czasu oni i ich anatomicznie archaiczni rówieśnicy Neandertalczycy używali tej samej, prostszej technologii ze środkowego paleolitu. (Wydaje się, że członkowie obu grup parali się tworzeniem sztuki i wyrafinowanej broni przed górnym paleolitem, ale te tradycje były efemeryczne w porównaniu z wszechobecnymi i trwałymi, które charakteryzują ten późniejszy okres). Chociaż nasze badanie wskazało, że duży wzrost liczby dziadków był unikalny dla anatomicznie nowoczesnych ludzi, samo w sobie nie mogło odróżnić biologicznego wyjaśnienia od kulturowego, ponieważ nowocześni ludzie, na których patrzyliśmy, byli zarówno anatomicznie, jak i behawioralnie nowocześni. Czy moglibyśmy prześledzić długowieczność z powrotem do wcześniejszych anatomicznie nowoczesnych ludzi, którzy nie byli jeszcze behawioralnie nowocześni?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, Lee i ja przeanalizowaliśmy ludzi środkowego paleolitu z miejsc w zachodniej Azji datowanych na około 110,000 do 40,000 lat temu. Nasza próbka obejmowała zarówno Neandertalczyków, jak i ludzi współczesnych, wszystkich związanych z tymi samymi, stosunkowo prostymi artefaktami. Takie podejście pozwoliło nam porównać współczynniki OY dwóch biologicznie odrębnych grup (wielu badaczy uważa je za odrębne gatunki), które żyły w tym samym regionie i miały tę samą złożoność kulturową. Stwierdziliśmy, że Neandertalczycy i współcześni ludzie z zachodniej Azji mieli statystycznie identyczne współczynniki OY, co wyklucza możliwość, że zmiana biologiczna odpowiadała za wzrost przeżywalności dorosłych obserwowany u Europejczyków z górnego paleolitu. Obie grupy zachodnioazjatyckie miały mniej więcej równe proporcje starszych i młodszych dorosłych, co plasuje ich współczynniki OY pomiędzy tymi u neandertalczyków i wczesnych współczesnych ludzi z Europy.
W porównaniu z europejskimi neandertalczykami, znacznie większy odsetek zachodnioazjatyckich neandertalczyków (i współczesnych ludzi) dożył wieku dziadków. Nie jest to nieoczekiwane – bardziej umiarkowane środowisko zachodniej Azji byłoby o wiele łatwiejsze do przetrwania niż surowe warunki ekologiczne Europy epoki lodowcowej. Jeśli jednak bardziej umiarkowane środowisko zachodniej Azji tłumaczy wysoką przeżywalność dorosłych w tamtejszych populacjach środkowego paleolitu, to długowieczność Europejczyków z górnego paleolitu jest jeszcze bardziej imponująca. Pomimo życia w znacznie trudniejszych warunkach, Europejczycy z górnego paleolitu mieli wskaźnik OY ponad dwukrotnie wyższy niż ludzie współcześni ze środkowego paleolitu.
Senior Moments
Nie wiemy dokładnie, co ci Europejczycy z górnego paleolitu zaczęli robić kulturowo, co pozwoliło tak wielu z nich dożyć sędziwego wieku. Nie ulega jednak wątpliwości, że zwiększona przeżywalność dorosłych miała daleko idące skutki. Jak wykazali Kristen Hawkes z University of Utah, Hillard Kaplan z University of New Mexico i inni w swoich badaniach kilku współczesnych grup łowiecko-zbierackich, dziadkowie rutynowo przekazują zasoby ekonomiczne i społeczne swoim potomkom, zwiększając zarówno liczbę potomstwa, które mogą mieć ich dzieci, jak i przeżywalność wnuków. Dziadkowie wzmacniają również złożone powiązania społeczne – tak jak to robiła moja babcia, opowiadając historie o przodkach, które połączyły mnie z innymi krewnymi w moim pokoleniu.
Starsi przekazują również inne rodzaje wiedzy kulturowej – od środowiskowej (jakie rodzaje roślin są trujące lub gdzie znaleźć wodę w czasie suszy, na przykład) do technologicznej (jak wyplatać koszyk lub uderzać kamiennym nożem, być może). Wielopokoleniowe rodziny mają więcej członków, którzy mogą wbijać do głowy ważne lekcje. Tak więc długowieczność przypuszczalnie sprzyjała międzypokoleniowemu gromadzeniu i przekazywaniu informacji, które zachęcały do tworzenia zawiłych systemów pokrewieństwa i innych sieci społecznych.
Wzrost długowieczności przełożyłby się również na wzrost wielkości populacji poprzez dodanie grupy wiekowej, której nie było w przeszłości i która wciąż była płodna. I duży populacja być główny kierowca nowy zachowanie. W 2009 roku Adam Powell z University College London i jego koledzy opublikowali w Science artykuł pokazujący, że gęstość zaludnienia odgrywa ważną rolę w utrzymaniu złożoności kulturowej. Oni i wielu innych badaczy twierdzą, że większe populacje promowały rozwój rozległych sieci handlowych, złożonych systemów współpracy i materialnych przejawów tożsamości indywidualnej i grupowej (biżuteria, farby do ciała i tak dalej). Patrząc w tym świetle, charakterystyczne cechy górnego paleolitu wyglądają tak, jakby mogły być konsekwencją rosnącej liczebności populacji.
Rosnąca liczebność populacji mogła wpłynąć na naszych przodków również w inny sposób: poprzez przyspieszenie tempa ewolucji. Jak podkreślił John Hawks z University of Wisconsin-Madison, więcej ludzi oznacza więcej mutacji i możliwości dla korzystnych mutacji, by przetoczyć się przez populacje, gdy ich członkowie się rozmnażają. Trend ten mógł mieć nawet bardziej uderzający wpływ na ostatnich ludzi niż na górnopaleolitycznych, potęgując dramatyczny wzrost populacji, który towarzyszył udomowieniu roślin 10 000 lat temu.
Związek między przeżyciem dorosłych a pojawieniem się wyrafinowanych nowych tradycji kulturowych był prawie na pewno procesem pozytywnego sprzężenia zwrotnego. Początkowo jako produkt uboczny jakiejś zmiany kulturowej, długowieczność stała się warunkiem koniecznym dla złożonych zachowań, które sygnalizują nowoczesność. Te innowacje z kolei promowały znaczenie i przeżywalność starszych dorosłych, co doprowadziło do ekspansji populacji, która miała tak głęboki kulturowy i genetyczny wpływ na naszych poprzedników. Starsi i mądrzejsi, w rzeczy samej.