hypertexter.se
webbtidskrift
för
kultur
och
historia
Du är här: >> Avdelning >> Paleoantropologi

I kulturhistoriens gryning

Hur Homo heidelbegensis och Homo denisovensis bidrog till utvecklingen

En kulturhistorisk essä på tvärvetenskaplig grund av Sören G Lindgren

2. Klimatchocker födde Homo heidelbergensis

Östafrika utsattes för regelbundna drastiska omslag i klimatet under Homo ergasters tid där. Tjugotretusen år av regnigt och grönt klimat följdes av lika många år av torka och savannbildning för att åter slå om till vått. Homo heidelbergensis förfader Homo ergaster sökte sig till kusten under torrperioderna men återvände till slätterna under de regniga åren. Det påverkade deras utveckling av hjärnan och sannolikt också framväxten av ett fonologiskt språk hos de sena individerna av denna antropologiska typ.
Essän om Homo heidelbergensis är uppdelad i fyra filer:
Foto av Alfred Russel_Wallace

Alfred Russel Wallace fotograferad på gamla dagar då han slagit sig ned i London för gott. Han försökte aldrig konkurrera med Darwin utan ställde sig alltid stöttande till och solidarisk med denne. Först under senare år har han fått erkännande som självständig tänkare. Foto "Alfred-Russel-Wallace-c1895" by London Stereoscopic & Photographic Company (aktivt 1855-1922).

Foto av Charles_Darwin

Charles Darwin publicerade sin banbrytande bok ”Om arternas uppkomst” år 1859 (senaste svenska översättning år 1980). Bild från Wikipedia.

Homo heidelbergensis ställning på evolutionstrappan är beklagligt omstridd, som vi såg i föregående fil. Men hon utgjorde ett viktigt steg eftersom det fonologiska språket, d v s ljud som förenas till meningsbärande ord, introducerades med henne (mera i nästa fil). Hur kom det sig?

För att hitta ett svar på frågan måste vi gå till Alfred Russel Wallaces tolkning av evolutionshypotesen. Wallace (1823-1913) var verksam samtidigt med Charles Darwin (1809-1882). Sedan slutet på 1700-talet hade den tanken börjat slå rot att inte bara bergen och över huvud landskapen utan även allt levande haft en lång utveckling bakom sig. Men ingen kom på hur detta kunde ha skett. Wallace tänkte på egen hand fram en förklaring under sin verksamhet i den indonesiska övärlden. Han menade ungefär att det var miljön, som inte bara drev på utan även kontrollerade och styrde evolutionen (Wallace 1858). Darwin var inte främmande för tanken på miljöns inflytande men viktigare var hans förslag om konkurrens mellan individer av en art om föda och sexualpartners, ty det förklarade processen mera i detalj genom att tilldela individerna ett eget spelrum (Darwin 1859).

De flesta paleoantropologer betygar sin vördnad för Darwin i något sammanhang. Men i praktiken är det Wallace tankar om miljöinflytandets avgörande roll som kommit att ta överhanden under senare år. Till denna utveckling bidrog den framstående finländska paleontologen Björn Kurtén (1924-88), som öppnade för ett ekologiskt tänkande inom paleontologin på 1960- och -70-talen.

Ty numera vet vi att generna på en mängd olika sätt håller sig underrättade om vad som händer i miljön. Viktigast är kanske de enzym som kallas protein kinases (Lai et al 2016) och som bl a förmedlar information mellan cellens olika delar men också uppgifter till och från andra celler och därmed även från miljön. Även om cellen inte har ett medvetande som vårt, som kan göra bedömningar av vädret en given dag och därmed få oss att välja klädsel, så svarar generna på den inkomna informationen, men troligen på ett ganska stelt, mekaniskt sätt. Det gör att genomet får problem när miljön snabbt förändras (i fallet med Lucys ättlingar ledde det till utdöd, detsamma drabbade Paranthroperna). Ännu värre blir det när klimatomslagen kommer tätt.

I Adenviken, vattnen mellan Jemen på Arabiska halvön och Norra Somaliland i Afrika, har gjorts borrningar i havsbottnet. Borrkärnorna har avslöjat att Östafrika växlade mellan torrt och vått klimat i en regelbunden takt av 23 000 år (deMenocal 2014) sedan åtminstone 1,4 miljonerna år tillbaka. Enligt den amerikanska maringeologen Peter de Menocal vid Columbiauniversitet i New York, som var med om borrningarna i Adenviken, skulle takten ha samband med jordens precession, d v s att jordaxeln lutar lite extra, en lutning som gör ett varv på en tid av 25 800 år (nordpolen pekar åt olika håll under denna tid). Men tidspannen är inte helt identiska, varför man kan misstänka att även väderfenomenet El Niña var inblandat. Men de häftiga kasten mellan våta och torra perioder var en del av en process som ledde till att savannen bredde ut sig alltmer på de tidigare skogarnas bekostnad i Östafrika.

deMenocal framhåller att under två perioder var savannens framryckning särskilt framträdande: Den ena inträffade för mellan 2,9-2,6 miljoner år sedan, den andra för mellan 1,9-1,6 miljoner år tillbaka (de Menocal 2011). Vid den första försvann Australopithecus afariensis och i stället dök Paranthropus bosei och robustus upp. Den berömda Lucy tillhörde A afarensis och levde till stor del i träd och på dess mångahanda blad och frukter. Och när träden försvann, dog hon ut. Till det nya savannlandskapet anpassade sig Paranthopustyperna som en ny, marklevande australopitecin. Paranthroperna hade kraftiga käkar och effektivt malande tänder, som därmed kunde utnyttja savannens svårtuggade vegetabila näringsresurser (ibid). Vid den andra uppenbarade sig Homo erectus/ergaster. Även hon var marklevande men hade den dittills största hjärnan av homininerna. Hon kunde eller lärde sig springa och levde i mera komplicerade grupper än australopitecinerna. Framförallt kunde hon vid sidan om växtföda konsumera kött från slagna eller självdöda djur (ibid). Hon var också den första homininen som lämnade Afrika (och kallas H erectus i Eurasien). I Afrika uppfann den kvarvarande H ergaster stensmidet av acheuléentyp.

Klimatchockernas roll

Men även under Homo ergasters fortsatta liv på savannen fortsatte svängningarna mellan vått och torrt. Varje plötsligt omslag efter stabilt klimat i 23 000 år gav sannolikt upphov till en klimatchock hos henne. Varje gång chocken kom, alltid efter ett så stort antal generationer att förra chocken glömts bort, hade arvsanlagen svårt att hänga med. Långsamt tvingades de släppa den hårda styrning, som de sannolikt hade i fråga om paranthroperna (vilket småningom ledde till deras död). Men i fråga om H ergaster (och förmodligen också H erectus utanför Afrika) ledde klimatchockerna att genomet släppte något av sitt grepp. Hur det gick till vet vi inte. Men en indikation är att åldern för vuxenvardandet långsamt försköts. Australopitecinerna blev troligen fullvuxna i tolvårsåldern som schimpanserna blir det än i dag. Med Homo erectus/ergaster kan åldern ha börjat förskjutas till 15 år. Ett tredje steg inleddes med Homo heidelbergensis, som medförde att individerna småningom blev fullvuxna vid 18 årsålder. Fram till dess hade det individuella spelrummet varit genetiskt ganska begränsat, kanske stod 10-15 procent av beteendet utanför genernas kontroll. Med heidelbergarna började det öka så att hos de moderna människorna 27-28 procent är fritt.

Visualisering av språkets gensystemet hos människa och schimpans

Visualisering av de genetiska moduler i kromosom 7, där språkgenen FOXP2 hos människan och FOXP2CHIMP hos schimpansen finns. På bilden visas 250 gener och hur de är relaterade till andra gener. Samma gener hos människa och schimpans är tecknade i rött, de som endast utmärker människan i blått. De gener som spelar rollen av styrande center har fet stil. Schema efter Konopka et al 2008.

En annan indikation kan sannolikt vara det fonologiska språkets framväxt. Den neurologiska evolution, som krävdes för att åstadkomma de serier av ljud, som kan sammanställas till ord, måste ha krävt en förhållandevis lång tid. Som Genevieve Konopka och hennes team från Texasuniversitets sydvästra medicinska center, där man forskar om autism, visade i en artikel år 2009, är den genetiska komplikationen avsevärd. Inte mindre än 107 gener måste koppplas in innan den mänskliga talapparaten fungerar (Konopka et al 2009). Central är därvid FOXP2-genen i kromosom 7 (se bilden ovan).

För att ett sådant genetiska kopplingssystem ska växa fram krävs tid. Det är därför mycket möjligt att det faktum att Homo ergaster verkar ha försvunnit kring för 1,4 miljoner år sedan och de första lämningarna av Homo heidelbergensis dyker upp kring 1 miljon år tillbaka har ett samband. Vi kan misstänka att isolerade grupper av H ergaster i Östafrika vandrade från kusten inåt land under varje 23 000 år långa våtperiod för att sedan tvingas söka sig till kusten när det torra skedet kom tillbaka. Dessa återkommande miljöbyten kan ha drivit fram de omfattande förändringar av gener och nervsystem (se nästa fil), som ledde till det fonologiska språket uppkomst. Utvecklingen skulle ha varit fullbordad med H heidelbergensis framträdande.

Som vi såg i förra filen, så inträffade en liknande klimatologisk process i Nordafrika. Men där var Sahara vattenrik och grönskande under de varma och våta perioderna. Under de torra och kalla tiderna förvandlades den åter till öken. Även om inga bevis ännu föreligger där det fullt möjligt att H ergaster kunde spridas ut över Sahara under de förstnämnda perioderna för att drivas ut mot kusterna i nordväst och mot söder under de senare.

Det var som sagt i Afrika som H heidelbergensis lämnade fossila spår. Detta förhållande öppnar för nya frågor. Var det enbart hos den sena H ergaster som det fonologiska språket steg för steg växte fram? Om det var fallet var H erectus, som hade hunnit sprida ut sig över Eurasien, visserligen inte stum, men skulle bara ha haft ett enkelt språk sammansatt av olika slag av varningsrop? Kan det ha förhållit sig så att när H heidelbergensis för cirka 900 000 år sedan kom till Europa spred hon sina gener för fonologiskt språk till H antecessor? Hon började då först tala på ett modernt sätt. Eller hade den hittills okända antropologiska typ som H erectus/ergaster växte fram ur, redan anlag för tidiga former av ett enkelt fonologiskt språk? Det är onekligen spännande att vi kan börja ställa sådana frågor!

Hjärnans och kroppens storlek

Som synes är alla detaljer i den process som ledde till att fonologiskt språk uppstod ännu inte helt förstådda. I det följande ska jag ta fram en del infallsvinklar som bidrar att synliggöra sammanhanget. Det finns en aspekt på evolutionen som är förvånansvärt upplysande, nämligen förhållandet mellan hjärnvolym och kroppsstorlek. Av landdjuren har elefanterna de största hjärnorna men också den största kroppsvolymen. Hur är det med de tidiga homininerna i jämförelse med schimpanserna? Tack vare ett samarbete mellan universiteten i Cambridge i England och Tübingen i Tyskland har utarbetats en metod för mätande av längd och vikt, alltså kroppsvolymen, på de tidiga homininerna. Man har t o m kunnat utnyttja så små fossiliserade benbitar som tår. Resultatet visar att australopitecinerna och de tidiga homo var alla småväxta. Det var sedan med H ergaster som en långsam ökning av längd och kroppsvikt skedde (Will & Stock 2015). Tabellen går kronologiskt nerifrån uppåt.

Fyndplatser Medel
längd
Mini-
längd
Maxi-
längd
Medel
vikt
Mini-
vikt
Maxi-
vikt
Hjärnvolym
Kobi Fora
(Kenya) mindre än
1,7 milj år sedan
166,2 cm 156,7 cm 178 cm 71 kilo 60 kilo 81 kilo Homo ergaster:
700-900 cm3
Sydafrikanska
grottor,
1,8-1,4
milj år sedan
149,1 cm 135,8 cm 159,4 cm 45,5 kg 32 kg 62 kg Australopithecus
sediba:
420-450 cm3
Olduvai
(Tanzania) 1,75
milj år sedan
146,9 cm 133,8 cm 161,7 cm 50 kg 38 kg 65 kg Australoptihecus
boisei:
500-550 cm3
Dmanisi
(Georgien) 1,8
milj år sedan
149,7 cm 146,7 cm 152,7 cm 49,5 kg 46 kg 50 kg Dmanisi 5:
546 cm3
Kobi Fora
(Kenya) mer än
1,8 milj år sedan
154,7 cm 147,9 cm 168,1 cm 56,4 kg 39 kg 69 kg Homo habilis:
550-687 cm3
Källor: Will & Stock 2015, hjärnvolymerna från Wikipedia på respektive uppslagsord.

Schimpanserna har en genomsnittlig längd på 1,7 m och väger omkring 70 kg. Hjärnvolymen spänner över 282-500 cm3 (källa Wikipedia 2015-03-18). De tidiga homininerna var kortare och lättare än dagens schimpanser. Men de hade större hjärnor. Det är först med H ergaster som en hominin når en kroppslängd och -vikt jämförbar med schimpansernas. Men då är hjärnvolymen den dubbla hos henne. Att döma av dessa skillnader skulle de sena australopitecinerna och de tidiga homo ha varit klart intelligentare – eller i varje fall propotionellt hade större hjärnor – än schimpanserna.

Australopitecinernas större hjärnor kan förklaras med den tvåbenta gången, bipedalismen. Den kräver ett omfattande neurologiskt maskineri för att fungera. Men frågan är vilka andra inslag kan ha stimulerat hjärnutvecklingen.

Ett förslag till förklaring kom i maj 2015 i en artikel i vetenskapstidskriften Nature. Där beskrevs fynd av stenverktyg – vässade skärstenar, hammarstenar och stenar som använts som städen –, som gjorts på västra stranden av Turkanasjön i norra Kenya. Men det anmärkningsvärda med dessa verktyg var deras ålder: 3,3 miljoner år (Harmand et al 2015). Detta smide är 700 000 år äldre än Olduwan-smidet, som anses ha uppfunnits av Homo habilis. Det har döpts till Lomekwian-smide (ibid). Det är ett smide som någon australopitecin-art har utvecklat. Det sägs påminna om schimpansernas sätt att tillverka verktyg, men är lite mera avancerat (ibid) – något som man kunde vänta sig av en större hjärna!

Nära till orangutangerna

Ett annat nytt perspektiv på den moderna människans utveckling kom år 2011 tack vare en stor undersökning av orangutangernas genom, utförd av den medicinska fakulteten vid Washington-universitetet i Washington, USA, under ledning av Devin P Locke. Den visade sensationellt att 97 procent av vårt DNA är identiskt med orangutangernas (Locke et al 2011). Människans och orangutangernas DNA står de facto närmare den tradition av apor, som förlorade sin svans för kanske 20 miljoner år sedan, än gorillor och schimpanser. Deras DNA har utvecklats i samband med den anpassning till de nischer, som de lever i än i dag.

Det märkliga förhållandet att gibboner och människor kan sjunga och orangutanghannar bär skägg som männen gör, två drag som hittills varit oförklarliga och därför nonchalerade, har med undersökningen från Washington-universitetet äntligen fått en förklaring: Människan har bevarat ”ålderdomliga” drag därför att de inte sorterats bort av utvecklingen genom en anpassning till en särskild nisch.

Att vi har så mycket mera orangutang i våra gener än någon tidigare tänkt sig, har än så länge inte riktigt absorberats av paleoantropologerna. Men det visar Russell Wallaces tankar att orangutangerna och människorna står nära varandra inte är helt fel. Människan växte fram i Afrika, som Darwin föreslog, men inte nödvändigtvis med gorillor och schimpanser som mellanstationer. Kanske Björn Kurtén rentav får sina kätterska tankar om att människan inte utvecklades från aporna utan följde en egen linje, framlagd i boken Inte från aporna (Kurtén 1971), också får en revansch, åtminstone delvis.

Det ser nämligen i dagens kunskapsläge inte bättre ut än att människans utveckling började med en svanslös apa för mer än 20 miljoner år sedan. Från den växte fram en utdöd apart som levde i Europa och Västasien, Pliobates cataloniae, som skulle ha varit förfader till både gibboner och dagens högre apor (Alba et al 2015). Den skulle ha förblivit liten och trädlevande, men kom att avsätta, större marklevande arter. En av dem var Ankarapithecus, som levde för 18 miljoner år tillbaka (Alpapgut et al 1996). I södra Asien växte åter fram en annan marklevande typ, nämligen Sivapithecus för 14 miljoner år sedan. Den kom småningom att bli orangutang (Pilbeam 1982). Men den lilla och trädlevande versionen skulle ha vandrat till Afrika över en landbro från Arabiska halvön till Etiopien (Röda havet var då ännu en vik av Medelhavet). Där utvecklades hon till tidiga, trädlevande australopiteciner, som emellertid gick på marken mellan träden på två ben (som gibboner och delvis orangutanger). Gorillor och schimpanser är marklevande och stora avvikelser från denna huvudlinje för 10 respektive 7 miljoner år tillbaka. Vi får emellertid se hur bilden kommer att framträda när Washington-universitetets forskningsresultat diskuterats färdigt bland fackmännen.

Evolutionens ”experiment”

Men vad föranledde Homo ergasters hjärntillväxt? Var det klimatchocker, som tvingade fram en ökad förmåga till anpassning, bl a att kunna tillgodogöra sig vad havet kunde erbjuda i matväg?

Det kan ha samband med att utvecklingen tycks ha drivits fram som ett alternativ av evolutionen själv genom ”experiment”. Detta föreslogs i en tolkning av evolutionen, som presenterades i vetenskapstidskriften Science år 2014 av Susan C Antón från New York-universitetet i New York, USA. När klimatchockerna gjorde miljön oförutsägbar, tog evolutionen fram olika lösningar, alltså begick ”experiment” (Antón et al 2014). Den typ av australopitecin som kunde tillgodogöra sig så många matkällor som möjligt, som alltså var bredast i sin diet, kom att bli Homo ergaster (ibid). I sitt svar på klimatchockerna skulle redan australopitecinerna ha börjat en utveckling mot optimal adaptabilitet (alltså bästa möjliga förmåga till anpassning).

Nu har t o m preciserats ett förslag var evolutionens ”verkstad” skulle ha legat, nämligen Turkana-bassängen i Kenya. Professorn i evolutionär paleontologi vid Helsingfors universitet, Mikael Fortelius, har med ett team undersökt alla fynd av fossiliserade tänder från växtätande djur som gjorts i bassängområdet. Han har kunnat följa kasten mellan vått och torrt klimat ända upp till för 8 miljoner år sedan. Han presenterade resultaten från undersökningen i ett föredrag, som han höll vid ett möte i oktober 2015 vid Royal Society i London, en sammankomst till ära för paleoantropologen Richard Leakey på dennes 70-årsdag. Enlig Fortelius skulle området kring Turkana-bassängen genom tiderna ha tenderat reagera först vid klimatomslag. De djur som anpassade sig till det nya torra klimatet kunde sedan spridas över större områden när torkan bredde ut sig över vidare områden. Bassängen skulle ha varit en ”fabrik för nya arter” (Wong 2015).

Men om de sena H ergaster levde i bassängen, stannade de inte kvar när torkan började kännas av. De bröt upp och flyttade till kusten. Där behövde de varje gång de nya ord för att beskriva sin nya miljö. Det kan ha drivit på uppkomsten av det fonologiska språket.

I nästa fil ska vi försöka kartlägga hur detta språk kan ha sett ut hos H heidelbergensis.

Läs även essäns tredje fil om heidelbergarnas språkförmåga.
Till historiemenyn.




Källor till denna fil:

Alba et al 2015: David M. Alba1, Sergio Almécija, Daniel DeMiguel, Josep Fortuny, Miriam Pérez de los Ríos, Marta Pina, Josep M. Robles, Salvador Moyà-Solà: Miocene small-bodied ape from Eurasia sheds light on hominoid evolution. Science 30 October 2015, vol. 350, no. 6260.
Alpagut et al 1996: Berna Alpagut, Peter Andrews, Mikael Fortelius, John Kappelman, Ilhan Temizsoy, Hürkan Çelebi & William Lindsay: A new specimen of Ankarapithecus meteai from the Sinap Formation of central Anatolia. Nature 382 (25 July 1996).
Antón et al 2014: Susan C. Antón, Richard Potts, Leslie C. Aiello: Evolution of early Homo: An integrated biological perspective. Science 4 July 2014, vol. 345, no. 6192.
deMenocal 2011: Peter B. deMenocal: Climate and Human Evolution. Science, 4 february 2011, vol 331.
deMenocal 2014: Peter B. deMenocal: Klimatshocks. Scientific American, September 2014.
Darwin 1859: Charles Darwin: Om arternas uppkomst. Svensk översättning av Roland Adlerbert och Lars-Ove Skeppsholm. Bonniers 1980. Orginalets titel On the Origin of Species by Means of Natural Selection, utgiven 1859.
Harmand et al 2015: Sonia Harmand, Jason E. Lewis, Craig S. Feibel, Christopher J. Lepre, Sandrine Prat, Arnaud Lenoble, Xavier Boës, Rhonda L. Quinn, Michel Brenet, Adrian Arroyo, Nicholas Taylor, Sophie Clément, Guillaume Daver, Jean-Philip Brugal, Louise Leakey, Richard A. Mortlock, James D. Wright, Sammy Lokorodi, Christopher Kirwa, Dennis V. Kent & Hélène Roche: 3.3-million-year-old stone tools from Lomekwi 3, West Turkana, Kenya. Nature 521, 310-315 (21 May 2015).
Konopka et al 2009: Genevieve Konopka, Jamee M. Bomar, Kellen Winden, Giovanni Coppola, Zophonias O. Jonsson, Fuying Gao, Sophia Peng, Todd M. Preuss, James A. Wohlschlegel, and Daniel H. Geschwind: Human-specific transcriptional regulation of CNS development genes by FOXP2. Nature 462, 12 November 2009.
Kurtén 1971: Björn Kurtén: Inte från aporna.
Lai et al 2016; Shenshen Lai, Javad Safaei, Steven Pelech: Evolutionary ancestry of eukaryotic protein kinases and choline kinases. Journal of Biological Chemistry, 2016; jbc.M115.691428 DOI: 10.1074/jbc.M115.691428
Locke et al 2011: Devin P. Locke och inte mindre än 99 medarbetare: Comparative and demographic analysis of orangutan genomes. Nature Vol. 469, 27 January 2011.
Pilbeam 1982: David Pilbeam: New hominoid skull material from the Miocene of Pakistan. Nature 295 (21 January 1982).
Ravila 1967: Paavo Ravila: Totuus ja metodi - Kielitieteellisiä esseitä. (Sanningen och metoden - språkvetenskapliga essäer). WSOY.
Will & Stock 2015: Manuel Will and T. Stock: Spatial and temporal variation of body size among early Homo. Journal of Human Evolution, 2015 DOI: 10.1016/j.jhevol.2015.02.009
Wong 2015: Sam Wong: Did climate change jump-start human evolution in East Africa? New Scientist, 4 November 2015.


Publiceringshistoria: Utlagd 151030. Omarbetad och uppdaterad 160404.


Sänd en kommentar till essän!



© 2016 hypertexter.se.
Bilder och texter får inte lånas utan tillstånd. Citat ur texter är tillåtet med angivande av källan.