Походження нашого виду, Homo sapiens, спантеличило палеоантропологів протягом багатьох поколінь — і пошуки відповіді лише ускладнилися з відкриттям величезних скам’янілостей і появою генетичного аналізу. Тож де і коли вперше з’явилися наші предки?

Наразі відповідь все ще залишається предметом дебатів: дослідники наразі знайшли скам’янілості віком 300 000 років, які приписують нашому виду, а деякі вчені відстежують походження сучасних людей 1 мільйон років тому. Однією з причин відсутності ясності є саме визначення виду: що ми маємо на увазі під Homo sapiens ?

Що таке вид?

Концепція біологічного виду є найвідомішою — члени популяції, які можуть схрещуватися, вважаються одним видом. Завдяки аналізу ДНК у 2010 році вчені виявили, що неандертальці та люди схрещувалися в Європі та на Близькому Сході, а новіші дослідження припускають, що вони з’єдналися ще 250 000 років тому. Інший близький родич, денисовці з Азії, також схрещувався з людьми принаймні 50 000 років тому. Деякі антропологи тепер вважають неандертальців і денисовців тим самим біологічним видом, що й ми — Homo sapiens, — але інші стверджують, що кожен є окремим видом у межах роду Homo.

Але оскільки вченим не вдалося витягти ДНК зі старих екземплярів в Африці, де ДНК не зберігається приблизно 20 000 років, палеоантропологи використовують додаткову концепцію, щоб спробувати зрозуміти еволюцію нашого виду. У філогенетичній концепції, або концепції генеалогічного дерева видів, певна група фізичних ознак, таких як округла мозкова коробка, високе чоло та помітне підборіддя у людей, використовується для ідентифікації представників виду. Це основний спосіб, за яким палеоантропологи класифікують і розуміють скам’янілості наших предків-гомінідів. Додаткові докази, такі як тип кам’яного знаряддя, знайдений разом із скам’янілостями, можуть припустити, до якого виду належала особина.

Сучасний виклик палеоантропології полягає в тому, щоб з’ясувати, як скам’янілості, археологічні дані та докази ДНК можна об’єднати, щоб зрозуміти, звідки ми прийшли.

Тож яка найдавніша з відомих скам’янілостей належить сучасній людині? Кріс Стрінгер, керівник дослідження еволюції людини в Музеї природознавства у Великій Британії, повідомив Live Science в електронному листі, що «на мій погляд, найдавнішою відомою скам’янілістю, яка демонструє морфологічний малюнок, подібний до існуючого H. sapiens, є скелет Омо Кібіш 1 з Ефіопії, [якій] близько 230 000 років». Цей викопний череп має високу голову у формі кулі та підборіддя, схоже на людське, що змусило дослідників назвати його найдавнішим відомим Homo sapiens зі Східної Африки.

Але Стрінгер також зазначив, що багато дослідників визнають скам’янілості з Південної Африки під назвою Флорісбад, які датуються 260 000 років тому, і скам’янілості з Марокко як приклади раннього Homo sapiens.

«Найстарішими формами, які приписують нашому виду, є скам’янілості з Джебель-Ірхуд у Марокко, датовані приблизно 300 000 років тому», — повідомив Live Science в електронному листі Жан-Жак Хюблін, палеоантрополог із Колеж де Франс, який датував скам’янілості. Скам’янілості з цього місця включали кілька черепів з довгими мозковими оболонками та важкими надбрівними хребтами — ознаками наших старших предків — але з обличчями, щелепами та зубами, схожими на Homo sapiens.

«Слід підкреслити, — сказав Хублін, — що ці люди суттєво відрізнялися від сучасних людей. Еволюція ніколи не зупинялася».

«Скам’янілість Джебель Ірхуд багато хто — хоча й не всі — вважають прикладом дуже раннього Homo sapiens », — сказала Елеонора Скеррі, керівник Панафриканської дослідницької групи еволюції в Інституті геоантропології Макса Планка в Німеччині. Але дуже важко визначити, як повинні виглядати ранні представники нашого виду, сказав Скеррі Live Science в електронному листі, тому що різні особливості, ймовірно, виникли в різний час у різних групах, а потім, зрештою, об’єдналися через потік генів.

Оскільки існують археологічні приклади сучасного пізнання, такі як знаряддя праці та мистецтво, які з’явилися приблизно в той же час, що й Джебель Ірхуд, «важливо дивитися на різні джерела інформації, а не лише на скам’янілості», коли класифікувати стародавніх гомінінів на види, сказав Скеррі. .

Чи передбачає сучасна африканська генетика більш раннє походження?

Навіть якщо прийняти за чисту монету найдавніші скам’янілі рештки та найдавніші поведінкові свідчення, дата походження нашого виду приблизно 300 000 років тому може бути надто новою.

«Для мене Homo sapiens еволюціонував від 1 мільйона до 700 000 років тому в Африці», — сказав в електронному листі Live Science Джон Хоукс, палеоантрополог з Університету Вісконсіна-Медісон. «Ми знаємо, що генетична відмінність африканських предків від неандертальців-денисовців відбулася приблизно 700 000 років тому», — сказав Хоукс, і є додаткові генетичні дослідження, які свідчать про диференціацію предків африканських груп приблизно 1 мільйон років тому.

Це дослідження 2023 року, яке було опубліковано в Nature, працювало у зворотному напрямку на основі генів майже 300 сучасних людей з Африки, моделюючи сценарій еволюції та безперервного потоку генів навколо континенту. По суті, їхня «модель фрагментації та злиття населення» припускає, що приблизно 1 мільйон років тому в Африці існувала популяція предків людини, яка розділилася на групи Південної, Західної та Східної Африки, зберігаючи при цьому свої генетичні зв’язки одна з одною.

Якщо ця глибока генетична модель правильна, наші предки, можливо, не виникли в одному конкретному місці та часі, а повільно еволюціонували по всій Африці протягом 1 мільйона років.

Неповна відповідь

На питання про те, коли розвинувся наш вид, навряд чи найближчим часом буде чітка відповідь.

«Кожна окрема частина цього питання ставиться під сумнів», — сказав Live Science в електронному листі палеоантрополог Санг-Хі Лі з Каліфорнійського університету в Ріверсайді, включаючи «визначення Homo sapiens, визначення «першого» та визначення “зовнішній вигляд”. Це хвилюючі часи».

Скеррі зазначив, що необхідно більше скам’янілостей, археології та стародавньої ДНК з різних регіонів, щоб «зрозуміти, які регіони в Африці відіграли роль у нашому виникненні, яка була ця роль, чи різні регіони відігравали більшу роль, ніж інші, чи всі вони були приблизно рівними. , які екосистеми були залучені, і навіть чи були території, які просто залишилися поза увагою».

Стрінгер погодився. «Нам потрібно набагато більше доказів кращої якості», щоб просувати питання про походження нашого виду, сказав Стрінгер. «Навіть в Африці є докази скам’янілостей менш ніж на 10% її території».

У статті, опублікованій в Nature, міжнародна дослідницька група під керівництвом Університету Макгілла та Університету Каліфорнії в Девісі припускає, що на основі сучасних геномних даних з усього континенту люди жили в різних регіонах Африки, мігруючи з одного регіону. до іншого та змішування один з одним протягом сотень тисяч років. Ця точка зору суперечить деяким домінуючим теоріям про походження людини в Африці.

Конкуруючі теорії про походження людини в Африці

Одна теорія стверджує, що приблизно 150 000 років тому в Африці існувала єдина центральна предкова популяція, від якої відійшли інші популяції. Інший припускає, що ця центральна предкова популяція була результатом змішування сучасних людей із гомінідами (людиноподібними істотами), подібними до неандертальців, що призвело до стрибка вперед в еволюції людини, який, як припускають, мав місце в Євразії.

«У різні часи люди, які прийняли класичну модель єдиного походження Homo sapiens, припускали, що люди вперше з’явилися або в Східній, або в Південній Африці», — каже Бренна Хенн, популяційний генетик Департаменту антропології та Геномного центру при Університет Каліфорнії, Девіс та співавтор дослідження.

«Але було важко узгодити ці теорії з обмеженими скам’янілостями та археологічними даними про поселення людини з таких віддалених місць, як Марокко, Ефіопія та Південна Африка, які показують, що Homo sapiens можна було знайти на всьому континенті ще в давнину. принаймні 300 000 років тому».

Отже, дослідницька група застосувала інший підхід.

Сучасні геномні дані говорять про інше

Під час першого систематичного тестування цих конкуруючих антропологічних моделей на генетичних даних команда працювала у зворотному напрямку з сучасного геномного матеріалу 290 осіб із чотирьох географічно та генетично різноманітних африканських груп, щоб відстежити подібності та відмінності між популяціями за останні мільйони років і отримати розуміння у генетичні взаємозв’язки та еволюцію людини на всьому континенті.

Ці групи були: Нама (Хое-Сан з Південної Африки); Менде (із Сьєрра-Леоне); гумузи (недавні нащадки групи мисливців-збирачів з Ефіопії); а також амхара та оромо (землеробів зі східної Африки). Дослідники також включили деякий євразійський генетичний матеріал, щоб включити сліди колоніальних вторгнень і змішування Африки.

«Ми використали новий алгоритм для швидкого тестування сотень можливих сценаріїв. Ті, у яких гени переміщувалися туди-сюди між популяціями в різних частинах континенту протягом сотень тисяч років, дали набагато краще пояснення генетичних варіацій, які ми бачимо сьогодні. “, – додає Саймон Гравел, доцент кафедри генетики людини Університету Макгілла та співавтор статті.

«Ми написали цей алгоритм, щоб зрозуміти, як ризик генетичних захворювань різниться в різних популяціях, і це привело нас до глибокого занурення в походження людини. Це було справді цікаво поєднати прикладні та фундаментальні дослідження таким чином».