Az emberré válás hajnala

…korábban volt, mint valaha is gondoltuk. A molekuláris óra újrakalibrálásával jelentősen áthelyeződtek az emberi evolúció főbb fordulópontjai.

Az emberré válás hajnala

1. oldal

Az emberi evolúcióval kapcsolatban az egyik legnagyobb és legnehezebb kérdés, hogy pontosan mikor vált külön az ember és legközelebbi rokona, a csimpánz fejlődése. Biztosan tudjuk, hogy valamikor rendelkeztünk egy közös őssel, de hogy pontosan mikor, és hogyan is nézett ki ez az előd, azt nagyon nehéznek bizonyul meghatározni. A paleontológusok fosszilis maradványok után kutatva igyekeznek megoldani a rejtélyt, a genetikusok pedig az ember és a csimpánz DNS-ének vizsgálatával próbálják megtalálni a válaszokat. Mindkét oldal számos felfedezést tett az elmúlt évtizedek során, azonban valami miatt sehogy sem akart összeállni a kép.

Ennek most remélhetőleg vége. A főemlősök szétválásával kapcsolatos legújabb eredmények azt sugallják, hogy az eddigiek során felvetett elméletek egy része alapvetően téves. Ha igaznak bizonyulnak a legfrissebb teória részletei, akkor jelentősen átrajzolódhat az emberiség kialakulásáról alkotott képünket, egészen a kezdetektől a legutóbbi időkig.

De mikor is voltak ezek a kezdetek? A legcélszerűbb az lenne, ha a fosszilis maradványokhoz fordulhatnánk válaszért, azonban az emberré válás ezen korai időszakából sajnos csak nagyon kevés lelet áll rendelkezésünkre. A genetikusoknak ilyen szempontból könnyebb a dolguk, hiszen a DNS őrzi az adott faj múltjának nyomait, és információkat tartalmaz a fajok közti rokonságról és a fajképződés lépéseiről is. Elméletileg egyszerűen ki lehet számolni azt, hogy mikor történtek olyan jelentős genetikai változások, amelyek után már új fajnak tekintjük az adott populációt. Ahogy két faj fejlődése különválik közös ősüktől, DNS-ük egyre jobban különbözni fog egymástól, nagyrészt annak köszönhetően, hogy egyre több véletlenszerű mutáció halmozódik fel az immár külön fejlődő populációkban. A genetikai eltérések mennyisége tehát arányban van azzal, hogy a két faj mikor vált ketté az evolúció során, így az úgynevezett molekuláris óra alapján elvileg megmondható, hogy mikor történt meg a különválás.

Az egyetlen probléma, hogy a módszer alkalmazásához tisztában kell lenni azzal, hogy milyen gyorsan következtek be ezek a mutációk. Ennek megállapításához viszont esetünkben például tudni kellene, hogy fajunk mikor vált külön a csimpánzokétól, tehát visszakerültünk oda, ahonnan elindultunk. Az ördögi kör megszakításához a genetikusok az orangután genomját hívták segítségül. A fosszilis bizonyítékok alapján az orangután és az ember evolúciója 10‒20 millió éve vált el egymástól, ennek alapján az ember (és a csimpánz) genomjának mutációs rátáját generációnként 75 mutációban állapították meg.

Ez az eredmény azonban számos ingatag feltevésen alapul, többek közt azon, hogy a fosszilis bizonyítékok ez esetben megbízhatóak, amellyel kapcsolatban többeknek kétségei vannak. A kikövetkeztetett mutációs ráta alapján mindenesetre az jön ki, hogy az ember és a csimpánz fejlődése 4‒6 millió éve vált külön. A csontleletek azonban sehogy nem passzolnak ezekhez a számokhoz. A Hominina öregnem egyik legkorábbi képviselője, az Australopithecus afarensis már kifejezetten emberi vonásokkal rendelkezik, és a fosszilis leletek alapján 3,85 millió évvel ezelőtt biztosan létezett. A fogai kicsik voltak, és felegyenesedve járt, amely arra utal, hogy a csimpánzoktól való különválás után, már az emberi vonalon fejlődött ki. Ha mutációs ráta alapján kiszámított időpontokat vesszük alapul, akkor érthetetlen, hogyan fejlődhetett a különválást követő rövid idő alatt ennyire emberivé a faj.

A 4 millió évvel ezelőtti különválás tehát a régészeti bizonyítékok alapján rendkívül későinek tűnik, és a szakértők még a 6 millió éves felső határt is szkeptikusan fogadják. Ennek elsődleges oka, hogy három nemrégiben felfedezett afrikai lelet nagyjából ebből az időszakból való. Mindhárom maradvány korábbi az Australopithecusoknál, mégis jellegzetesen emberi vonásokat hordoznak, így a többség úgy véli, hogy a különválás utáni leletekről lehet szó. Úgy tűnik tehát, hogy a fosszilis bizonyítékok alapján az emberi nem idősebb, mint az a DNS alapján várható. 

2. oldal

Az elmúlt évek kutatásai a paleontológusokat igazolták. Az utóbbi időszakban a technológiai fejlődésnek köszönhetően először nyílt arra lehetőség, hogy egy emberi populációban a kutatók gyakorlatilag élőben kövessék nyomon a mutációk bekövetkezését. Fosszíliákból való tippelgetés helyett valós időben mérhették le, hogy milyen gyorsan ketyeg az a bizonyos molekuláris óra. „Amíg nem tudtuk összehasonlítani gyerekek és szüleik genomját, nem voltunk képesek pontosan meghatározni az emberre jellemző mutációs rátát” ‒ mondja Aylwyn Scally, a cambridge-i Wellcome Trust Sanger Intézet genetikusa.

Ez év szeptemberében egy rendkívüli jelentőségű tanulmány jelent meg a témában: Augustine Kong, a reykjavíki deCODE Genetics kutatója és kollégái 78 gyermek genomját hasonlította össze szülei genetikai állományával, és úgy találták, hogy a gyerekek átlagosan 36 új mutációt hordoznak. Ez pedig a fele akkora mutációs rátát jelent, mint a korábban kikövetkeztetett volt, vagyis a molekuláris óra jóval lassabban jár a vártnál. Ezzel jelentősen korábbra tolódott a csimpánzoktól való különválás ideje is.

Az időpont precíz meghatározásához még egy kulcsfontosságú adatra volt szükség, mégpedig arra, hogy hány évet kell számolni egy-egy generációra, vagyis mennyi az átlagos reprodukciós életkor. Az emberek esetében ezt elég pontosan tudjuk, a csimpánzokkal azonban már nem ennyire jó a helyzet, a becslések valahová 15‒25 éves kor közé teszik a kérdéses számot. Kevin Langergraber és bostoni kollégái 226 csimpánzkölyök és a nekik otthont adó nyolc vadon élő csimpánzközösség vizsgálata alapján jelentősen pontosítani tudtak ezen a tág intervallumon, és 24,5 évben állapították meg az átlagos szaporodási életkort. Az új adatok alapján az ember és a csimpánz evolúciós útja 7‒13 millió évvel ezelőtt ágazott ketté.

„Világosnak tűnik, hogy amennyiben mindez igaz, a fajunk történetével foglalkozó tankönyveket újra kell írni” ‒ mondja Klaus Zuberbühler, az angliai St Andrews Egyetem szakértője. Amerikai kollégája, John Hawks is egyetért: „Ezek az eredmények az emberré válás minden eseményének időpontját átrendezik, az eredeti különválástól kezdve az Afrikából való kirajzásig.”

Az új időpontok egyik legérdekesebb következménye, hogy a korábbi különválással olyan fajok is bekerülhetnek a Homininák közé, amelyek az Australopithecusnál korábban éltek, és eddig a korszakolás miatt nem számoltak velük. Az kilencvenes évek végének és a kétezres évek elejének időszaka a paleoantropológia aranykorának számított. Tíz év leforgása alatt három lehetséges új Homininát fedeztek fel Afrika sivatagaiban. A legteljesebb az Etiópia területén talált Ardipithecus ramidus volt, amelyet 4,4 millió évesre becsülnek, míg a később megtalált Sahelanthropus tchadensis korát 6‒7 millió évre, az Orrorin tugenensist pedig nagyjából 6 millió évesre teszik.

A leletek közül az Ardipithecus ramidus a legjobban ismert. A nagyjából csimpánz nagyságú egyed emberihez hasonló fogazattal, kis koponyával és felegyenesedett járásra alkalmas hátsó végtagokkal rendelkezett, ugyanakkor lábán még megfigyelhető a szembefordítható nagyujj, amely a faágakba kapaszkodást segítette. Egy potenciális rokon fajt is azonosítottak fogak és csonttöredékek alapján: az Ardipithecus kadabba 5,8 millió évvel ezelőtt élhetett.

A Csádban talált Sahelanthropust csak koponyája alapján ismerjük. Fogai kicsik voltak, és arckoponyájának arányai is emberinek tűnnek. A koponyaalap és a gerinc találkozásának formájából a szakértők arra következtetnek, hogy talán felegyenesedve járhatott, de ezt többen vitatják. Az Orrorinból mindössze pár fog és néhány láb-, illetve ujjcsont maradt fenn, amelyek alapján úgy tűnik, hogy már képes volt felegyenesedett járásra, de még sok időt töltött a fákon is.

3. oldal

A két cipősdobozban bőven elférő leletek alaposan felforgatták a tudományos világot. Általános volt az a vélekedés, hogy egyszer sikerül rátalálni a legkorábbi Homininákra, azok leginkább a csimpánzokra hasonlítanak majd. Erre előkerült három olyan fosszília is, amely a különválás feltételezett időszakából vagy éppen az előttről való, mégis kifejezetten emberi jellegzetességekkel rendelkezik. A leleteket végül kudarcba fulladt evolúciós kísérletként írták le, egy olyan oldalágként, amelynek nem volt folytatása, így nincs jelentősége az emberi evolúció szempontjából.

Most azonban a molekuláris óra újrakalibrálásával ezek a leletek is visszakerültek a képbe, és az új korszakolás szerint már abszolút beférhetnek a Homininák közé. A Sahelanthropus kora és anatómiája alapján is a határra esik, de azt hogy emberősről, előemberről, netán az ember és a csimpánz közös ősének egyik kortársáról van-e szó, nem lehet megmondani. Ahogy azt sem, hogy közvetlen felmenőnknek tekinthetjük-e, hiszen ennek megállapításához nem áll a rendelkezésünkre elegendő lelet.

Egy héttel Kong és kollégáinak tanulmánya után egy másik kutatás végeredménye is napvilágot látott. A Harvard genetikusa, David Reich 85 ezer izlandi lakos DNS-ét vizsgálta meg munkatársai segítségével, elsődlegesen az úgynevezett mikroszatellit régiókra koncentrálva. Az általuk megállapított mutációs ráta némileg gyorsabbnak bizonyult Kongék eredményénél, így a különválás szerintük 7,5 millió évvel ezelőtt következhetett be.

Kong eredményével más gondok is akadnak. Az újonnan kalibrált mutációs óra egy kicsit túlságosan is lassúnak tűnik, az orangutánok különválását például nagyjából 30 millió évvel ezelőttre teszi, ami nem igazán konzisztens a fosszilis leletekkel, amelyek alapján ez legfeljebb 20 millió éve történhetett. Az egyik potenciális és egyéként is igen valószínű magyarázat az lehet a problémára, hogy a mutációs ráta nem egyenletes egy faj története során. A feltételezések szerint őseink kisebb testű állatokból fejlődtek nagyobbakká, ugyanakkor több emlősnél megfigyelték, hogy a nagyobb testtömeggel általában hosszabb élettartam is jár, ami megnyújtja az egy generációnyi időt, így összességében lassítja a mutációk felbukkanásának ütemét.

A fennmaradó kérdések ellenére biztosnak tűnik, hogy leszármazási vonalunk sokkal korábbra nyúlik vissza, mint azt valaha is gondoltuk. Ezzel pedig számos fontos esemény időpontja áthelyeződik, többek közt az Afrikából való kirajzás ideje is, amelyet korábban 50 ezer évvel ezelőttre tettek. Mivel Izraelben és Indiában 100 ezer éves emberi maradványokat is találtak, sejthető volt, hogy ez nem egészen stimmel. Az új molekuláris óra 90‒130 ezer évvel ezelőttre helyezi ugyanezt az eseményt, ami már konzisztens a régészeti leletekkel is.

Hasonló a helyzet a neandervölgyiektől való különválással is. Spanyolország területén 400‒600 ezer évesre datált Homo heidelbergensis leleteket találtak, amely fajt a neandervölgyiek lehetséges elődjének tekintik. A korábbi genetikai számítások szerint azonban a H. heidelbergensis ennél csak jóval később bukkant fel, az új molekuláris óra alapján azonban már 500 ezer évvel ezelőtt létezhetett.

Ha nem is vált minden világossá, egy dolog biztos: az újrakalibrált molekuláris óra sok korábbi ellentmondást felold a fosszilis és a genetikai bizonyítékok között. Minden jel arra mutat, hogy fajunk múltja a korábban sejtettnél sokkal régebbre nyúlik vissza. Szokásunk úgy tekinteni magunkra, mint az állatvilágtól különvált, eltávolodott fajra. Úgy tűnik, hogy még távolabb vagyunk, mint gondoltuk. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward