A Föld bolygón jelenleg egyetlen hely sem mentes a Homo sapiens befolyásától: az esőerdők helyére mezőgazdasági területek kerülnek, a mélytengereket mikroműanyagok szennyezik, és az éghajlatot is alapvetően befolyásolja az emberi tevékenység. Ez nem is csoda, hiszen rengetegen vagyunk: tavaly novemberben a világ népessége elérte a nyolcmilliárdot. De bármennyire is mindenütt jelenlévő az ember, nem volt ez mindig így, és egy kutatócsoport azt állítja, hogy fajunk egy ponton nagyon közel járt ahhoz, hogy egyáltalán ne is alakuljon ki.
Kínai kutatók bizonyítékot találtak arra, hogy 930 ezer évvel ezelőtt a modern ember elődeit csaknem végzetes népességösszeomlás sújtotta. Az okot az éghajlat ebben az időszakban bekövetkezett drasztikus megváltozására vezetik vissza.
A szakértők szerint őseink alacsony létszámban, kevesebb mint 1280 szaporodó egyeddel maradtak fenn ebben a populációs palacknyaknak nevezett időszakban. Ez az aggasztó szakasz több mint 100 ezer évig tartott, mielőtt a populáció újra fellendült volna.
„Az emberi elődök mintegy 98,7 százaléka elveszett a kérdéses időszakban, így őseinket a kihalás fenyegette” – írják a kutatók a Science című folyóiratban megjelent tanulmányukban. Ha a kutatás eredményeit sikerül megerősíteni, annak messzemenő következményei lehetnek. Felmerül annak a lehetősége, hogy ez az éghajlatvezérelt palacknyak segített abban, hogy a korai emberek fejlődése két evolúciós ágra szakadjon: az egyikből végül a neandervölgyiek, a másikból pedig a modern emberek születtek.
A külső szakértők egy része ugyanakkor erősen szkeptikus azokkal a statisztikai módszerekkel kapcsolatban, amelyeket a kutatók a vizsgálat során használtak. „Kicsit olyan ez, mintha egy nagy tó közepébe hulló kő méretére csak a néhány perccel később a partra érkező hullámokból következtetnénk” – mondja Stephan Schiffels, a lipcsei Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet populációgenetikusa.
A DNS megfejtése
A szakértők évtizedek óta próbálják rekonstruálni fajunk történetét a jelenleg élő emberek génjeinek elemzésével. Az ilyen vizsgálatok biológiánk azon alapvető tényét használják ki, hogy minden gyerek több tucat új genetikai mutációval születik, és e mutációk némelyike évezredekig, sőt évmilliókig öröklődhet a populációban.
A DNS genetikai varianciáinak összehasonlításával a kutatók vissza tudják követni az emberek elődeit a világ különböző részein élt és keveredett ősi populációkig. Még arra is következtetni tudnak, hogy a különböző időszakokban mekkorák lehettek ezek a populációk. Ezek a vizsgálatok egyre kifinomultabbak lettek, ahogy a DNS-szekvenálási technológiák fejlődtek és olcsóbbá váltak. Mára a különböző populációkból származó emberek teljes genomjának összevetése is lehetségessé vált.
Minden emberi genom a genetikai ábécé több mint hárommilliárd „betűjét” (vagyis bázisát) tartalmazza, amelyek mindegyike több ezer vagy millió éven át öröklődött, az emberré válás és történelmünk fontos forrását alkotva. E múlt megfejtéséhez a kutatók egyre nagyobb teljesítményű számítógépeket használnak, amelyek képesek elvégezni az emberi evolúció reálisabb modelljeihez szükséges számításokat.
Haipeng Li, a sanghaji Kínai Tudományos Akadémia evolúciós genomikai kutatója és kollégái több mint egy évtizedet töltöttek azzal, hogy megalkossák saját módszerüket az emberi evolúció rekonstruálására.
A FitCoal nevű megoldás lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a múltat apró időszeletekre osszák fel, és így pár hónapos szakaszokra osztott, akár egymillió évre kiterjedő evolúciós modellt hozhatnak létre.
Népességösszeomlás
„Ezt az eszközt azért hoztuk létre, hogy feltárjuk az élőlények különböző csoportjainak történetét, az embertől a növényekig” – mondja Li. Eleinte kollégáival olyan jól ismert, kisebb genomú állatokra összpontosítottak, mint például az ecetmuslicák. De miután a saját fajunkból is elegendő genetikai adat állt rendelkezésre, az emberi múlt felé fordultak, és a világ 50 populációjából összesen 3154 ember genomját hasonlították össze.
A kutatók különböző modelleket vizsgáltak, hogy megtalálják azt, amelyik a legjobban magyarázza a mai genetikai sokféleséget az emberiség körében. Végül egy olyan forgatókönyvhöz jutottak, amely tartalmazott egy csaknem kihaláshoz vezető eseményt 930 ezer évvel ezelőtti. „Rájöttünk, hogy valami fontosat fedeztünk fel az emberi múlttal kapcsolatban” - mondta Wangjie Hu, a New York-i Icahn Orvostudományi Egyetem komputációs biológusa, az eredményekről beszámoló tanulmány egyik szerzője.
A palacknyak időszaka előtt őseink populációja körülbelül 98 ezer szaporodó egyedet számlált. Ez aztán kevesebb mint 1280-ra zsugorodott, és 117 ezer éven át nagyjából hasonlóam kicsi maradt. Ezután a populáció újra elkezdett gyarapodni. Hu és kollégái tanulmányukban azzal érvelnek, hogy ez a palacknyak összhangban áll a fosszilis adatokkal is.
Az evolúció során saját águnk körülbelül hétmillió évvel ezelőtt vált külön a többi emberszabású majom fejlődésétől, valahol Afrikában. Őseink körülbelül egymillió évvel ezelőtt már felegyenesedve jártak és nagy aggyal rendelkeztek. Ezután a korai emberek bizonyos fajai (vagy alfajai), a neandervölgyiek és a gyenyiszovaiak Európában és Ázsiában is elterjedtek. A mi águnk pedig közben Afrikában fejlődött tovább a modern emberré.
Az ősi emberi felmenőkre vonatkozó fosszilis adatok több évtizedes vadászat után is meglehetősen szűkösek. Különösen ami Afrikát illeti a 650–950 ezer évvel ezelőtti időszakból.
Az új kutatás erre is lehetséges magyarázatot kínál: ebben az időszakban egyszerűen nem volt elég ember ahhoz, hogy sok maradványt hagyjanak hátra.
Hu és kollégái szerint a 930 ezer évvel ezelőtti népességösszeomlást egy globális klímaváltozás okozhatta. A geológiai bizonyítékra alapján a bolygó hidegebbé és szárazabbá vált ebben az időszakban, ami megnehezíthette őseink számára a táplálékszerzést.
Alternatív magyarázatok
Brenna Henn, a Kaliforniai Egyetem genetikusa, aki nem vett részt az új kutatásban, azt mondja, hogy a palacknyak elég hihető értelmezés, de a mai genetikai sokféleséget egy másik evolúciós forgatókönyv is előidézhette. Például az emberek különálló populációkra válhattak szét, majd újra összeállhattak. Szerinte a munka meggyőzőbb lenne, ha több alternatív modellt teszteltek volna.
Nick Ashton, a British Museum régésze azt is megjegyezte, hogy az állítólagos palacknyak időszakából számos ősi emberi rokon maradványait találták meg Afrikán kívül. Ha egy világméretű katasztrófa okozta az emberi populáció összeomlását Afrikában, akkor ezt az emberi rokonoknak a világ minden részén meg kellett volna érezniük. „Az Afrikában és Eurázsiában található, erre az időszakra datált lelőhelyek száma arra utal, hogy ez csak egy korlátozott populációt érintett, akik talán a modern ember ősei lehettek” – mondja Ashton.
Li és kollégái még egy érdekességre következtettek az adatokból: szerintük a modern ember fejlődése a népességösszeomlás után vált külön a neandervölgyiekétől és a gyenyiszovai emberétől. Feltételezésük szerint a két esemény ráadásul összefügg. A legtöbb emberszabású fajnak 24 pár kromoszómája van, az embereknek csak 23, köszönhetően két készlet összeolvadásának. Ez az összeolvadás az összeomlás után történhetett, és terjedhetett el a kis méretű populációban.
„A 24 kromoszómapárral rendelkező összes ember kihalt, míg egy 23 kromoszómapárral rendelkező, kis elszigetelt populáció szerencsére túlélte és nemzedékről nemzedékre örökítette ezt a jelleget”
– mondta Ziqian Hao, a Shandong First Medical University bioinformatikusa, a tanulmány egyik szerzője.
Hogy valóban globális összeomlásról lehetett szó, vagy lokálisabb eseményről, azt majd a további vizsgálatok dönthetik el, de az új teória kétségkívül érdekes adalékokkal gazdagítja az emberiség múltjával kapcsolatos elképzeléseket, ráadásul új eszközöket is ad a területen kutatók kezébe.
