W jaskini zwanej „jamą kości”, w górach Atapuerca w Hiszpanii, kolekcja 430 000-letnich zębów jest zadziwiająco mniejsza niż można by się spodziewać po czaszkach, z którymi zostały znalezione. Anomalia ma jednego naukowca sugerującego, że linie współczesnych ludzi i neandertalczyków podzieliły się około 800 000 lat temu, dziesiątki tysięcy lat wcześniej, niż szacowały badania genetyczne.
Aida Gómez-Robles, antropolog z University College London, bada, jak zęby starożytnego gatunku hominin ewoluowały na przestrzeni wieków. Uważa, że ponieważ pradawne zęby wyglądają zbyt nowocześnie jak na ich epokę, musiały ewoluować niezwykle szybko lub, jak jest bardziej prawdopodobne, miały więcej czasu na ewolucję, niż się powszechnie uważa. Nowe badania zostały opublikowane dzisiaj w Science Advances .
W miarę ewolucji różnych gatunków hominin ich zęby zmieniły się w znaczący sposób, ogólnie z czasem zmniejszając się. Badanie zębów różnych wczesnych ludzkich przodków jest jednym z najczęstszych sposobów różnicowania gatunków, a nawet identyfikowania nowych. Poprzednie badania Gómez-Roblesa sugerują, że zęby ewoluują w stosunkowo standardowym tempie w całej historii homininów. Jeśli to prawda, trzonowce i przedtrzonowce wydobyte z hiszpańskiej jaskini są mniejsze niż można by się spodziewać po ich wieku.
„Kiedy patrzymy na te zęby, są one bardzo podobne do zębów późniejszych neandertalczyków, mimo że są znacznie starsze”, mówi Gómez-Robles. „W tym badaniu próbowaliśmy zbadać ilość czasu, którą ci wczesni neandertalczycy potrzebowali, aby rozwinąć ten dentystyczny kształt [który] jest bardzo podobny do dentystycznego kształtu neandertalczyków, który jest znacznie później”.
Neandertalczycy i Homo sapiens mają wspólnego przodka, ale to, kim dokładnie był ten gatunek, a kiedy oddzieliły się od niego późniejsze linie, trudno jest rozwiązać. Są jednak wskazówki, a nowe badanie zębów jest dalekie od pierwszych dowodów, które pojawiają się nawet w Sima de los Huesos, bogatej w skamieliny jaskini w hiszpańskich górach Atapuerca. Mieszkający tu hominini, około 30 osobników, które przez lata były dobrze badane, z morfologii i DNA wydają się być wczesnymi neandertalczykami - w rzeczywistości pozostałości reprezentują jednych z najstarszych znanych neandertalczyków. Ale jak blisko byli do wspólnego przodka zarówno gatunku, który zniknął, jak i naszego?
Genetyka pomogła nam spojrzeć w przeszłość i naszkicować starożytne gałęzie drzewa genealogicznego hominin. Badanie z 2016 r. Dotyczące 430-000-letnich szczątków neandertalczyka ze stanowiska Sima de los Huesos szacuje czas podziału neandertalczyka z linii Homo sapiens na 550 000 do 765 000 lat temu. Inne badania genetyczne podobnie sugerują czasy dywergencji, które są krótsze niż 800 000 lat temu.
Paleoantropolog Rick Potts, dyrektor Smithsonian's Human Origins Program, twierdzi, że chociaż Gómez-Robles podnosi pewne prawdopodobne pomysły, nie jest on wcale przekonany, że tempo ewolucji zębów jest tak standardowe lub przewidywalne, jak sugeruje to artykuł. „Odgryzła tutaj ciekawy temat, ale po prostu nie widzę argumentu, że tempo ewolucji zębów jest absolutnie znane do tego stopnia, że możemy powiedzieć, że dla niektórych neandertalsko-współczesna ludzka dywergencja musiała być wcześniejsza niż 800 000 lat temu ”- mówi Potts. „Różnorodne molekularne badania genetyczne sugerują, że są one nowsze”.
Zęby są jedną z najczęściej używanych pozostałości ludzkich przodków w celu rozróżnienia gatunków. (Aida Gomez-Robles / Ana Muela / Jose Maria Bermudez de Castro) Gómez-Robles twierdzi, że możliwe jest, że zęby ewoluowały w niezwykle szybkim tempie z powodu silnej selekcji zmian genetycznych. Ta przyspieszona zmiana mogłaby nastąpić, gdyby oddalona populacja żyła w izolacji od innych neandertalczyków w Europie. Ale Gómez-Robles uważa, że zęby po prostu ewoluowały w dłuższym okresie czasu, co według jej osi czasu ewolucji zębów spowodowałoby rozłam między Homo sapiens i linią neandertalską sprzed 800 000 lat lub starszych.
„Wszystko inne, takie jak twarz [i] anatomia tych homininów, wygląda na coś pośredniego”, mówi Gómez-Robles. „Wyglądają tak, jakbyśmy oczekiwali homininów w tym wieku. Ale zęby wyglądają bardzo, bardzo inaczej. Wyglądają bardzo neandertalsko, a jedyne, co różni się, to zęby. … Gdyby istniał wybór, spodziewalibyśmy się, że wpłynie to na coś innego, na przykład na twarz, a nie tylko na zęby. ”
Potts wskazuje również na kilka możliwych przyczyn błędnej interpretacji, w tym zmienną zwaną „czasem generacji”, która może znacznie wpłynąć na oś czasu ewolucji zębów przez wiele tysięcy lat. „Jeśli masz szybsze lub wolniejsze tempo rozwoju zębów, wzrostu, wpłynęłoby to na twoje oszacowanie tempa ewolucji”, mówi.
Naukowcy mają dowody na to, że prędkość rozwoju zębów zmieniała się w czasie ewolucji. Mikroskopowe badania warstw szkliwa zębów pozwalają naukowcom obliczyć dni między narodzinami kopalnego hominina a erupcją jego pierwszego zęba trzonowego, co pokazuje, że 1, 5 miliona lat temu młody Homo erectus otrzymał swój pierwszy trzonowiec w wieku około 4, 5 lat. Około 200 000 lat temu neandertalczycy dostali ten sam ząb w wieku około 6 lat, tak jak my, ludzie do dzisiaj. „Nie wiemy, kiedy od 1, 5 miliona lat temu do 200 000 lat temu tempo to zmieniło się na znacznie wolniejsze tempo rozwoju zębów”, mówi Potts. „Więc to dużo miejsca do poruszania się.”
Kolejnym możliwym powikłaniem jest hybrydyzacja między różnymi gatunkami, która wydaje się być powszechna w epoce. (Krycie między współczesnym gatunkiem ludzkim a neandertalskim miało miejsce jeszcze 50 000 lat temu.) „W tym okresie czasowym rozpęta się piekło w Europie, gdzie populacje oddzielają się od siebie na pewien czas, prawdopodobnie przechodząc szybką ewolucję, wracają razem tysiące do dziesiątek tysięcy lat później ”, mówi Potts. „Nie wiemy, jaki wpływ historia tej ewolucyjnej populacji, dzielenie się i nawracanie w czasie epoki lodowcowej i interglacjału w Europie, miałaby wpływ na mechanizmy ewolucji zębów”.
Biorąc pod uwagę trudności w rozplątywaniu różnych linii starożytnych dowodów oraz stosunkowo niewielkie różnice między szacunkami ewolucji genetycznej i ewolucji zębów współczesnego podziału między człowiekiem a neandertalczykiem, można się zastanawiać, dlaczego odkrycie prawdziwej linii czasu jest tak ważne. Ale wypełnienie takich pustych miejsc jest jedynym sposobem, w jaki możemy dokładnie przedstawić wiele ewolucyjnych pędów i gałęzi naszego drzewa genealogicznego - i dowiedzieć się, jak staliśmy się tym, kim jesteśmy.
„Nawet gdy różnica nie jest ogromna”, mówi Gómez-Robles, „implikacje tych różnic mogą być bardzo ważne z punktu widzenia zrozumienia zależności między różnymi gatunkami i tego, które z nich są przodkami”.
