science >> Wetenschap >  >> anders

Wat we tot nu toe weten over waar mensen vandaan komen

Het verhaal van waar we vandaan komen evolueert bijna elk jaar. Krediet:Shutterstock/Eugenio Marongiu

De vraag waar wij mensen vandaan komen, is een vraag die veel mensen stellen, en het antwoord wordt steeds ingewikkelder omdat er steeds nieuwe bewijzen opduiken.

Het grootste deel van de opgetekende geschiedenis is de mensheid op een metaforische, en soms letterlijk voetstuk. Zeker wel, moderne mensen waren van vlees en bloed zoals andere dieren.

Maar ze werden als zo bijzonder beschouwd dat ze in de Linnaeaanse taxonomie die tot ver in de tweede helft van de 20e eeuw heerste, hun eigen familie kregen, de Hominidae.

Dit onderscheidde hen van de Pongidae, de aparte familie die werd gebruikt voor de drie Afrikaanse mensapen – de gewone chimpansee, bonobo en gorilla – plus de orang-oetan uit Zuidoost-Azië.

We realiseren ons nu dat de moderne mens slechts een van de Afrikaanse mensapen is.

Dus wanneer en hoe is deze radicaal veranderde perceptie tot stand gekomen?

vroege waarnemingen

In de 19e eeuw was het enige beschikbare bewijs om de hechte relatie tussen twee levende dieren te bepalen, hoe vergelijkbaar ze waren in termen van wat het blote oog kon zien aan hun botten, tanden, spieren en organen.

De eerste persoon die een systematische vergelijkende beoordeling van deze verschillen tussen moderne mensen en apen uitvoerde, was de Engelse bioloog Thomas Henry Huxley.

In het centrale deel van een klein boek dat hij in 1863 publiceerde, genaamd Bewijs met betrekking tot de plaats van de mens in de natuur, Huxley concludeerde dat de verschillen tussen moderne mensen en Afrikaanse apen kleiner waren dan die tussen Afrikaanse apen en orang-oetans.

Dit was het bewijs waarnaar de Engelse natuuronderzoeker Charles Darwin in 1871 verwees in The Descent of Man.

Hij speculeerde dat omdat Afrikaanse apen morfologisch dichter bij de moderne mens stonden dan de apen uit Azië, dan waren de voorouders van de moderne mens eerder in Afrika te vinden dan elders.

Een nadere inspectie

Ontwikkelingen in de biochemie en immunologie in de eerste helft van de 20e eeuw maakten het zoeken naar bewijs voor de relaties tussen moderne mensen en apen mogelijk om te verschuiven van macroscopische morfologie naar de morfologie van moleculen.

De resultaten van het toepassen van een nieuwe generatie analytische methoden op eiwitten werden begin jaren zestig gerapporteerd door de in Oostenrijk geboren Franse bioloog Emile Zuckerkandl en de Amerikaanse bioloog Morris Goodman.

Zuckerkandl gebruikte enzymen om de eiwitcomponent van hemoglobine op te splitsen in zijn peptidecomponenten. Hij toonde aan dat de patronen van de peptiden van moderne mensen, gorilla en chimpansee waren niet van elkaar te onderscheiden.

Goodman gebruikte een andere methode, immunodiffusie, om albumine te bestuderen, een serumeiwit. Hij toonde aan dat de patronen geproduceerd door de albuminen van de moderne mens en de chimpansee identiek waren. Hij concludeerde dat dit kwam omdat de albuminemoleculen, in alle opzichten, identiek.

Apen en mensen:verwant

Eiwitten zijn opgebouwd uit een reeks aminozuren en in veel gevallen kan het ene aminozuur door een ander worden vervangen zonder de functie van het eiwit te veranderen.

Eind jaren zestig, de Amerikaanse antropoloog Vince Sarich en de Nieuw-Zeelandse bioloog Allan Wilson maakten gebruik van deze kleine verschillen in eiwitstructuur en concludeerden dat de moderne mens en de Afrikaanse apen nauw verwant waren.

Ze leverden ook de eerste schatting van de moleculaire klok van de moderne mens-Afrikaanse aapdivergentie, daterend de splitsing tot slechts ongeveer vijf miljoen jaar geleden. Deze datum was minder dan de helft van de hedendaagse schattingen op basis van fossiel bewijs.

In 1975 toonden de Amerikaanse menselijke geneticus Mary-Claire King en Allan Wilson aan dat 99% van de aminozuursequenties van chimpansee en moderne menselijke bloedeiwitten identiek waren.

Voer DNA in

De ontdekking door James Watson en Francis Crick, met onwetende hulp van Rosalind Franklin, van de basisstructuur van DNA, en de daaropvolgende ontdekking door Crick en anderen van de aard van de genetische code, betekende dat de relaties tussen organismen op het niveau van het genoom konden worden nagestreefd.

Dankzij technologische vooruitgang kunnen tegenwoordig hele genomen worden gesequenced. In de afgelopen tien jaar hebben onderzoekers goede conceptsequenties van de nucleaire genomen van de chimpansee gepubliceerd, orangoetan, gorilla en de bonobo.

Steeds meer en betere gegevens worden verzameld, en in 2013 werd een overzicht van aap-DNA gepubliceerd op basis van de genomen van 79 mensapen.

Deze nieuwe genoomsequenties van apen ondersteunen de resultaten van eerdere analyses van zowel nucleair als mitochondriaal DNA die suggereerden dat moderne mensen en chimpansees nauwer aan elkaar verwant zijn dan aan de gorilla.

Wanneer DNA-verschillen tussen moderne mensen en de mensapen worden gekalibreerd met behulp van het beste paleontologische bewijs voor de splitsing tussen de mensapen en de oude wereldapen, die verschillen voorspellen dat de hypothetische gemeenschappelijke voorouder van de moderne mens, chimpansees en bonobo's leefden ongeveer 8 miljoen jaar geleden.

De opkomst van de mensachtigen

De meeste onderzoekers erkennen nu de moderne mens als mensachtigen.

Nog altijd, de vraag "waar komen we vandaan" kan vanuit wetenschappelijk oogpunt moeilijk te vatten zijn voor iemand buiten het vakgebied. Voor een deel komt dit omdat het fossielenbestand voor de menselijke evolutie exponentieel lijkt te groeien, waarbij de auteur van elke nieuwe ontdekking vaak beweert dat de leerboeken moeten worden herschreven.

Het interdisciplinaire karakter van paleoantropologie betekent ook dat nieuw bewijs dat ons helpt onze voorouders te begrijpen, niet altijd in de vorm van nieuwe fossielen komt.

Het komt voort uit vooruitgang in een reeks disciplines, waaronder archeologie, vergelijkende anatomie, aardwetenschappen, evolutionaire biologie, genomica en primatologie.

Hoe dichtbij? Een chimpansee (linksboven), een orang-oetan (rechtsboven), een gorilla (linksonder) en een bonobo (rechtsonder). Credits:Shutterstock/Sergey Uryadnikov/Petr Masek/Sergey Uryadnikov/Eric Gevaert

Een andere complicerende factor is dat het menselijke fossielenbestand niet alleen bestaat uit het fossielenmateriaal van onze directe voorouders.

Veel van de fossielen behoren tot geslachten die het oppervlak van de Boom des Levens niet halen. Ze behoren tot uitgestorven naaste verwanten, en de taak om naaste verwanten van voorouders te scheiden, is er een waarmee we nu pas beginnen te worstelen.

Er is een afstamming die leidt tot de huidige Homo sapiens, maar er zijn ook tal van nevenexperimenten die even belangrijk zijn om te begrijpen. Ze vertegenwoordigen enkele van de meest interessante hoofdstukken in de menselijke evolutie.

Oorsprong van het geslacht Homo

Het begrijpen van de oorsprong van ons eigen geslacht Homo betekent vaststellen welke fossielen we herkennen als de eerste vroege mensen.

Ergens voor 4 miljoen jaar geleden zien we het eerste bewijs van het geslacht Australopithecus. Deze fossielen bemonsteren het soort wezen dat hoogstwaarschijnlijk de voorouder was van het geslacht Homo.

Ongeveer 2,5 miljoen jaar geleden zien we het eerste fossiele bewijs van soorten in Afrika waarvan velen beweren dat ze tot onze eigen afstamming behoren. Een van deze, homo habilis, vrijwel zeker stenen werktuigen gemaakt, had een iets grotere hersenen dan Australopithecus, stond rechtop en liep regelmatig op twee benen.

Sommigen herkennen een tweede soort, Homo rudolfensis, waar we nog minder van weten.

Deze mogelijke menselijke voorouders leefden naast naaste verwanten die vrijwel zeker niet onze voorouders waren. Deze soorten worden Paranthropus of robuuste australopiths genoemd - ze hadden kleine hersenen, grote kaakbeenderen, grote platte gezichten, en enorme kauwtanden.

Ze duurden minstens een miljoen jaar, dus wat ze ook aten (wat nog steeds een mysterie is), ze waren succesvol in de zin dat ze net zo lang in het fossielenarchief aanwezig waren als het gemiddelde zoogdier.

Maar sommige onderzoekers denken dat Homo habilis en Homo rudolfensis niet genoeg verschillen van de australopieten die eraan voorafgingen om opname in het geslacht Homo te rechtvaardigen.

Ze beweren dat de grootte en vorm van hun lichaam en de grootte van hun tanden en kaken weinig verschilden van die van de australopiths. Dit betekent dat hun voortbeweging en dieet niet ver genoeg in de richting van premoderne Homo-soorten zoals Homo erectus waren verschoven om opname in Homo te rechtvaardigen.

Gereedschap maken is niet genoeg

Ook, omdat het duidelijk wordt dat australopieten mogelijk eerder gereedschap maakten dan Homo habilis, betekent dit dat het maken van gereedschap niet langer kan worden gezien als het enige voorrecht van Homo.

Er is een groeiende consensus dat de versoepeling van de criteria meer dan 50 jaar geleden die de opname van Homo habilis in het geslacht Homo zagen, moet worden heroverwogen.

Soorten die iets later uit Afrika komen, zoals Homo ergaster, veel duidelijker passen binnen wat we onder het geslacht Homo verstaan. Die soort verliet Afrika waarschijnlijk ongeveer 2 miljoen jaar geleden en migreerde uiteindelijk naar het verre oosten als China en Indonesië, waar het evolueerde, eventueel, in Homo erectus.

Een aantal verdere migraties uit Afrika vonden waarschijnlijk plaats na de eerste Homo ergaster-migratie, een daarvan, Homo heidelbergensis, wordt door veel paleoantropologen beschouwd als de voorouder van zowel de Neanderthalers (Homo neanderthalensis) als de moderne mens (Homo sapiens).

Zo ver we weten, Neanderthalers evolueerden buiten Afrika, misschien als reactie op de ijstijden van Europa. Onze voorouders bleven in Afrika, waar misschien al in 300, 000 jaar geleden, zoals blijkt uit de recente herziening van de Marokkaanse site van Jebel Irhoud, waren goed op weg om zich te ontwikkelen tot de moderne mens.

Dus de oorsprong van 'ons'

Zodra we bij de oorsprong van onze eigen soort Homo sapiens komen, hebben we het extra voordeel dat we nu de volgende generatie sequencing-methoden kunnen gebruiken om oud DNA (aDNA) te herstellen.

Terwijl genetici oude genomen van verschillende uitgestorven mensachtigen herstellen, ze genereren inzichten die niet mogelijk zijn door alleen de anatomie van de fossielen te vergelijken.

Er is nu fossiel bewijs van tanden dat suggereert dat: Homo sapiens misschien 120 jaar in China geweest, 000 jaar geleden en in Zuidoost-Azië tegen 67, 000 jaar.

De ontdekking van een onderscheidend modern menselijk DNA in het DNA dat is teruggevonden uit een Neanderthaler-fossiel suggereert dat er tegen 100 jaar een bescheiden kruising plaatsvond tussen Neanderthalers en moderne mensen in Centraal-Azië, 000 jaar geleden.

De moderne mens heeft de planeet al tienduizenden jaren niet meer gedeeld met een andere mensachtigen. Maar voor dat, in de afgelopen 300, 000 jaar of zo, er is fossiel en DNA-bewijs van verschillende soorten mensachtigen, waaronder de recent gerapporteerde archaïsche mensachtige Homo naledi

Eerst en vooral was er Homo neanderthalensis, waarvan het bereik overlapt met de moderne mens in het Nabije Oosten. Neanderthalers stierven hoogstwaarschijnlijk uit als gevolg van directe concurrentie met de meer technologisch geavanceerde Homo sapiens.

Het bewijs van DNA laat zien dat er kruisingen waren tussen onze soort en premoderne mensen, inclusief de Neanderthalers en de andere raadselachtige mensachtigen die de Denisovans worden genoemd.

We weten nog niet hoe en wanneer Homo erectus is uitgestorven. Het lijkt erop dat een ander onverwacht nevenexperiment in de evolutie van mensachtigen, bekend van het eiland Flores en Homo floresiensis genoemd, is hoogstwaarschijnlijk ergens na 60 uitgestorven, 000 jaar geleden.

Deze mensachtige kan inderdaad iets veel belangrijkers vertegenwoordigen dan alleen een interessant nevenexperiment, met veel vooraanstaande paleoantropologen die beweren dat de Hobbit een pre-ergaster-migratie uit Afrika kan vertegenwoordigen.

Wat nu?

Hoewel er nu duizenden mensachtige fossielen zijn teruggevonden en beschreven, is er nog veel werk aan de winkel.

Was er een mensachtigen die vóór Homo ergaster met succes uit Afrika migreerde? Vond het grootste deel van de menselijke evolutie plaats in Afrika? Hebben zich enkele belangrijke transities buiten Afrika voorgedaan?

Wanneer is Homo erectus uitgestorven, en was er genetische uitwisseling tussen erectus, sapiens en misschien andere mensachtigen?

Zoals zo vaak in de wetenschap, met het herstellen van aanvullende gegevens, in dit geval fossielen en DNA gewonnen uit fossielen, we genereren meer vragen dan antwoorden.

Maar uiteindelijk zal al dit nieuwe bewijs resulteren in een veel verfijndere waardering van niet alleen onze evolutie, maar ook de evolutie van onze uitgestorven fossiele neven.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.