Australopiteki: skąd się wzięły dwunożne małpy

Gdy 25-letni, przepełniony wątpliwościami Raymond Dart zaczynał w 1922 r. pracę na nowo utworzonym Uniwersytecie Witwatersrand w Johannesburgu, nie mógł nawet marzyć, że dwa lata później zapisze się w historii paleoantropologii. Dart miał za sobą studia przyrodnicze w Anglii, na których liznął geologii, a także studia medyczne w Australii. Do RPA wyjechał, by objąć stanowisko profesora anatomii. To nie miał być długi pobyt – nie chciał przebywać daleko od europejskich ośrodków naukowych.

Szybko się przekonał, że trudno mu będzie prowadzić zajęcia nie dysponując kolekcją szkieletów, której młoda uczelnia jeszcze się nie dorobiła. Zaproponował więc studentom, by szukali skamieniałości zwierząt. Każdego roku znalazca najciekawszego okazu miał dostać 5 funtów (równowartość dzisiejszych 400 dolarów).

Dzięki jednej ze studentek Dart poznał dyrektora kopalni z miejscowości Taung, który zgromadził w domu kolekcję skamieniałości wydobytych przez górników ze skruszonej skały wapiennej. Namówił go, by mu je przekazał. I tak pewnego dnia, gdy państwo Dartowie organizowali wesele swojego przyjaciela, do ich domu trafiła skrzynia ze skamieniałościami, która niemal zrujnowała przyjęcie, bo jej zawartość całkowicie pochłonęła uwagę Raymonda. Najważniejszy okaz, jaki znalazł się w tej skrzyni, znamy dziś pod nazwą Dziecka z Taung. To skamieniałości dużej części czaszki małpy człowiekowatej oraz pasujący do niej odcisk mózgu.

A jednak Afryka

W tym czasie nie znano żadnych innych afrykańskich skamieniałości, które reprezentowałyby przejściowe stadium ewolucji od małp człowiekowatych do człowieka. Wykopaliska prowadzone pod koniec XIX w. przez Eugène’a Dubois dostarczyły nam co prawda „małpoluda” (Pithecanthropus erectus) – dzisiaj klasyfikowanego jako Homo erectus – pitekantrop pochodził jednak z Indonezji. Gdy zatem Raymond Dart zaglądał do skrzyni przysłanej przez dyrektora kopalni wapienia, nim żona zaciągnęła go na ślub przyjaciela, wśród specjalistów panowało przekonanie, że kolebką ludzkości była Azja. Odkrycie dokonane przez Darta było pierwszym sygnałem świadczącym o tym, że wywodzimy się jednak z Afryki. Tak jak przypuszczał ­Karol Darwin.

W opublikowanym w 1925 r. artykule w „Nature” Dart nadał Dziecku z Taung nową nazwę gatunkową: ­Australopithecus africanus, czyli „małpa południowa z Afryki”. Szybko stwierdził, że stworzenie to musiało chodzić wyprostowane – co miało je plasować w gronie naszych przodków. Jak mógł to ustalić na podstawie samej czaszki, bez szkieletu? Kluczową kwestią jest położenie otworu potylicznego wielkiego, przez który mózg łączy się z rdzeniem kręgowym. U istot dwunożnych jest on ułożony centralnie u podstawy czaszki. U czworonogów jest przesunięty do tyłu.

Musiało jednak upłynąć jeszcze kilkanaście lat, by odkrycie Darta zostało powszechnie uznane.

Pięć tabliczek czekolady

W latach 30. i 40. w RPA, ok. 300 kilometrów w linii prostej od Taung – w miejscu nazwanym później Kolebką Ludzkości – badania prowadził lekarz i paleontolog Robert Broom. W 1938 r. opisał on nowy gatunek i nowy rodzaj małpy człowiekowatej – Paranthropus robustus („para­człowiek masywny”). W liście do „Nature” opowiedział historię tego znaleziska. Odkrywcą skamieniałości był 15-letni Gert Terblanche. W jednej z jaskiń chłopak zauważył skałę, w której tkwiła czaszka małpy. Gdy już przeszło 70-letni Broom się o tym dowiedział, popędził kilka kilometrów do szkoły Gerta i namówił go do współpracy. Ekspedycja po skamieniałości kosztowała Brooma pięć tabliczek czekolady.

Wprowadzona przez Brooma nazwa rodzajowa Paranthropus używana jest do dzisiaj, choć większość badaczy uznaje ją za synonim nazwy Australopithecus. W obrębie tego rodzaju wymienia się jeszcze dwa inne gatunki. Oba pochodzą ze wschodniej Afryki.

Kolejny gatunek parantropa – dzisiaj najczęściej określany jako Paranthropus boisei – odnalazła w 1959 r. w wąwozie Olduvai w Tanzanii Mary Leakey, a jej mąż Louis Leakey parę miesięcy później opisał to znalezisko w „Nature”. Leakey odnotował, że znaleziona przez jego żonę czaszka przypomina okazy opisane już jako A. ­africanus i P. robustus, a on sam „nie jest zwolennikiem ­tworzenia zbyt wielu nowych nazw ­rodowych w linii ­hominidów”, ale i tak uważa, „iż byłoby ­pożądane, aby umieścić to nowe znalezisko w osobnym, specjalnie dla niego utworzonym rodzaju”. Dlatego zaproponował nazwę Zinjantropus boisei (od słowa „Zinj”, oznaczającego Afrykę Wschodnią, oraz nazwiska Charlesa Boise’a – amerykańskiego wynalazcy i geologa, który dorobił się na poszukiwaniach diamentów, a później finansował wyprawę Leakeyów). Sam okaz znaleziony przez Mary Leakey znany jest jako Zinj lub Dziadek do Orzechów. Takie skojarzenia rodziły jego potężne zęby trzonowe. Trzeci gatunek – P. aethiopicus – opisano w latach 80., a jego cechy wpisały się w ogólny obraz parantropów. Choć w detalach różnią się one od siebie, najważniejszą cechą wspólną są silne szczęki i „solidna” budowa ciała – stąd parantropy nazywa się też australopitekami masywnymi.

Drugim ważnym odkryciem Roberta Brooma z terenu Kolebki Ludzkości jest tzw. Pani Ples – dobrze zachowana czaszka, zaliczana dzisiaj do A. africanus (podobnie jak Dziecko z Taung), chociaż Broom, rzecz jasna, zaproponował nowy rodzaj hominida – ­Plesianthropus transvaalensis („niemal człowiek z ­Transwalu”). Prace Brooma ostatecznie przekonały środowisko naukowe, że człowiek wyewoluował w Afryce, tak jak przekonywał wcześniej Raymond Dart. Aż dotąd część badaczy sądziła bowiem, że australopiteki stanowią mało interesującą grupę małp, a naszych prawdziwych przodków należy szukać w Azji.

O Pani Ples robiło się głośno co jakiś czas, gdy różni uczeni próbowali potwierdzić bądź podważyć tezę, że właścicielką tej czaszki była właśnie samica, a nie samiec australopiteka. W zeszłym roku Pani Ples wywołała zamieszanie z innego powodu: zespół badaczy z Francji zapytał tę nobliwą damę o jej wiek przy użyciu nowych technik i uzyskał wynik pomiędzy 3,4–3,7 mln lat – to milion lat więcej, niż wskazywały wcześniejsze badania. Dowodzi to, że już 3,5 mln lat temu australopiteki masywne występowały na południu Afryki. W tym samym czasie wschodnią Afrykę przemierzali ich drobniejszej budowy kuzyni – m.in. słynna Lucy.

Imię od Beatlesów

Australopiteki wysmukłe – jak nazywana jest druga grupa tych małp – także można podzielić na kilka gatunków. Najdawniej – 3,8–4,2 mln lat temu – żył A. anamensis. Tę nazwę nadała skamieniałościom znalezionym w latach 90. XX w. nad jeziorem Turkana w Kenii kolejna badaczka z rodu Leakeyów – Meave­ ­Leakey. Drugi człon tej nazwy wywodzi się od słowa „anam”, które w języku turkana oznacza jezioro. A. anamensis to najprawdopodobniej bezpośredni przodek bardziej znanego gatunku – A. ­afarensis – który swoją nazwę zawdzięcza regionowi Afar w Etiopii. A swoją sławę – szkieletowi Lucy.

Świat dowiedział się o Lucy pod koniec 1974 r., gdy grupa archeologów pod kierunkiem Donalda Johansona prowadziła wykopaliska w regionie Afar. Znajduje się on w paśmie tzw. Wielkich Rowów Afrykańskich. To ciągnący się przez ponad 7 tys. kilometrów system dolin powstałych w wyniku rozsuwania się skorupy ziemskiej kontynentu afrykańskiego. Powstało tam sporo jezior – jak Tanganika czy Turkana – dlatego musiały to być atrakcyjne tereny do życia dla wczesnych hominidów. Liczne odkrycia, których dokonano w paśmie Rowów Afrykańskich, zawdzięczamy przede wszystkim działającym tam procesom geologicznym. Odsłoniły one położone głębiej warstwy skał, w których zachowały się skamieniałości.

W swoich wspomnieniach Donald Johanson odnotował, że wąwóz, w którym znaleziono szczątki Lucy, został już wcześniej kilka razy drobiazgowo sprawdzony. I żaden z badaczy niczego w nim nie znalazł. Wiedziony jakimś przeczuciem Johanson postanowił jednak upewnić się ostatni raz, że nie ma tam żadnych kości. Gdy już miał odchodzić, nagle zauważył brązowawe fragmenty szkieletu hominida.

Tego wieczoru cały obóz świętował, a z przenośnego magnetofonu co chwilę leciała piosenka Beatlesów „Lucy in the Sky with Diamonds”. Stąd wzięło się imię najsłynniejszej skamieniałości australopiteka.

W Etiopii to był burzliwy i krwawy czas. Niedawno władzę stracił cesarz Hajle Syllasje I, a wojskowi, którzy przeprowadzili zamach stanu, dzień przed odkryciem Lucy nakazali rozstrzelać dziesiątki byłych urzędników. Te kulturowo-historyczne konteksty miały wpływ na powstanie mitu, jakim stała się Lucy, ale sama wartość naukowa tego odkrycia była niepodważalna. Około 40 proc. odnalezionego szkieletu Lucy pozwoliło w końcu zweryfikować hipotezy dotyczące budowy fizycznej i sposobu życia australopiteków, znanych wcześniej niemal wyłącznie z fragmentów czaszek.

Splątane więzy pokrewieństwa

Mniej znany, choć bardziej kompletny szkielet australopiteka znaleziono pod koniec XX w. w RPA – to tzw. Mała Stopa. Półtorej dekady zajęło wydobycie go ze skały i dokładne przebadanie. Wyniki najnowszych datowań wskazują, że Mała Stopa żyła ok. 3,7 mln lat temu – teoretycznie mogłaby się więc nawet natknąć na Panią Ples. Te liczby są jednak przedmiotem sporów, podobnie jak gatunkowa przynależność Małej Stopy. Autorzy odkrycia twierdzą, że szkielet ten różni się od Pani Ples, Dziecka z Taung i innych przedstawicieli A. africanus, dlatego należy go przypisać do innego gatunku. Ich propozycja to A. prometheus. Nie jest to określenie całkowicie nowe. Po raz pierwszy użył go sam ojciec australopiteków – Raymond Dart – ale szybko się z niego wycofał, gdy zdał sobie sprawę, jak koszmarną pomyłkę popełnił: nazwał nim szkielet pawiana. Nazwa A. prometheus w czasach Darta nie była więc oficjalnie używana. Dzisiaj pewnie też się nie przebije, bo większość paleoantropologów ma opory przed nadmiernym mnożeniem gatunków. Oczywiście wtedy, gdy to nie oni są odkrywcami.

W ostatnim półwieczu liczba gatunków australopiteków znacznie się rozrosła. A. bahrelghazali to kolejna tajemnicza istota opisana na podstawie jednego fragmentu żuchwy. Jego nazwa wywodzi się od regionu Bahr el Ghazal. Sam ten okaz nazywany jest Ablem. Jednak to nie arbitralnie nadane imię jest w nim najciekawsze, ale fakt, że żył dość dawno – ok. 3,5 mln lat temu – i to w centralnej Afryce, na terenie dzisiejszego Czadu, a więc ponad 2 tys. kilometrów od stanowisk, na których znaleziono wschodnioafrykańskie australopiteki. Możemy więc sobie wyobrazić, że odkąd australo­piteki wyewoluowały – przeszło 4 mln lat temu – mogły się rozejść na swoich dwóch nogach właściwie po całym kontynencie.

Inny wysmukły gatunek – A. garhi – jest młodszy o przeszło milion lat. Reprezentują go kolejne skamieniałości znalezione w regionie Afar w Etopii, w latach 90. W tamtejszym języku słowo „garhi” oznacza niespodziankę. Prawdopodobnie mówimy o odległym potomku populacji, w której żyła Lucy.

Około 3,5 mln lat mają skamieniałości, którym w 2001 r. wspomniana już Meave Leakey nadała nazwę ­Kenyanthropus platyops, co można przetłumaczyć jako „człowiek o płaskiej twarzy pochodzący z Kenii”. Na drzewach rodowych hominidów ­Kenyanthropus czasem pojawia się jako oddzielna gałąź ewolucyjna, występująca między nami a australopitekami, czasem traktowany jest jako lokalny wariant A. afarensis, ale bywa też sadzany na gałęzi prowadzącej do rodzaju Homo.

Trudno zresztą znaleźć dwóch paleo­antropologów, którzy tak samo rozrysowaliby więzy pokrewieństwa między wszystkimi gatunkami australopiteków i parantropów. Niektórzy wyróżniają jeszcze jeden rodzaj dwunożnych małp – Praeanthropus („przedczłowiek”) – który miałby zastąpić australopiteki wysmukłe, podczas gdy australopiteki masywne (a więc przede wszystkim parantropy) miałyby stać się „zwykłymi” australopitekami. To jednak spory dla koneserów. Najważniejsze pytanie, jakie w tym miejscu powinniśmy zadać, dotyczy tego, która z tych grup – i gdzie – mogła dać początek naszemu rodzajowi.

Kilkanaście lat temu większość paleo­antropologów obstawiałaby wschodnią Afrykę oraz A. afarensis (moglibyśmy więc być potomkami Lucy). Ale od 2010 r. znamy jeszcze jeden interesujący gatunek – i to wywodzący się z południowej Afryki. Zespół Lee Bergera opisał wówczas skamieniałości dwóch pechowych małp – dorosłej samicy i młodego osobnika – które najprawdopodobniej wpadły do rozpadliny na terenie Kolebki Ludzkości i zabiły się na miejscu. Nadano im nazwę gatunkową A. sediba (co w języku sotho oznacza fontannę lub źródło). Z zachowanych fragmentów udało się odtworzyć niemal kompletny szkielet. Wyłania się z niego mozaikowy obraz: wydaje się, że te osobniki poruszały się identycznie jak my, a ich zęby trzonowe miały całkiem „ludzką” budowę, ale rozmiarami ciała i mózgu najbardziej przypominają australopiteki.

Skamieniałości A. sediba mają ok. 2 mln lat. W tym samym czasie we wschodniej Afryce występują już Homo habilis – czyli (odkryty przez Louisa ­Leakeya) pierwszy gatunek tradycyjnie zaliczany do człowieka. Niedługo później w tym samym miejscu pojawia się także masywniejszy H. erectus. Które zatem linie rozwojowe australopiteków są najbliższe człowiekowi? I gdzie żyli nasi ostatni wspólni przodkowie?

Nikt dziś nie wie, jak odpowiedzieć na te pytania, a zadania nie ułatwiają fragmentaryczne szczątki, częste problemy z ich datowaniem i ogrom Afryki, gdzie przebadane zostały jedynie najbardziej dostępne jej regiony. I pewnie nie ­ukończymy układania tych puzzli, dopóki nie zbadamy genów tych wszystkich istot. Na razie takie próby się nie powiodły, jednak paleogenetyka rozwija się błyskawicznie i następne lata mogą wywrócić wiedzę na temat naszych małpich przodków do góry nogami.

Szukając przodków

Spróbujmy na koniec tchnąć w nagie kości australopiteków choć trochę życia.

Ich dalecy przodkowie byli szanującymi się małpami człowiekowatymi, które potrafiły poruszać się na dwóch nogach, choć pewnie robiły to niezgrabnie, tak jak dzisiejsze szympansy czy goryle – ale większość czasu rozsądnie spędzały na drzewach. Zamieszkiwały lasy tropikalne, które porastały większość kontynentu.

Jednak ok. 10 mln lat temu Afryka zaczęła się zmieniać. Na wschodzie skorupa ziemska pękała i wykształcał się system Wielkich Rowów Afrykańskich. Tym procesom towarzyszyły zjawiska wulkaniczne. Lawa i pyły zasypywały okolice, a potem tereny te porastały sawanny. Jednocześnie wypiętrzyły się wschodnie pasma górskie, które wpłynęły na cyrkulację powietrza – na całym kontynencie klimat się osuszył.

Niedobór opadów przerzedził lasy tropikalne. Część małp człowiekowatych odżywiających się liśćmi, gałązkami czy owocami została pozbawiona naturalnych terenów. Znalazły się na sawannie, gdzie musiały zmienić swój styl życia. Wyewoluowała u nich dwunożność, a dietę oparły na podziemnych bulwach i korzeniach roślin. Stąd wzięły się ich duże zęby trzonowe i masywne czaszki – te adaptacje ułatwiały rozcieranie i żucie pokarmu. W tym momencie mówimy już o australopitekach. Ich bezpośrednimi przodkami mogły być ardipiteki – bardziej prymitywne małpy człowiekowate przeszło 4 mln lat temu zamieszkujące wschodnią Afrykę. Australopiteki szybko rozchodzą się na swoich dwóch nogach we wszystkie strony, docierają nawet do terenów dzisiejszej RPA.

Część z nich zjada na sawannie co popadnie, ale niektóre zaczynają się bardziej specjalizować żywieniowo – stąd ich coraz większe zróżnicowanie i zmiany przede wszystkim w obrębie kości czaszki. Dziś łatwo się zżymać, gdy paleoantropolodzy dla każdej kości znalezionej w nowym miejscu tworzą nową nazwę gatunkową, ale można sobie wyobrazić, że zróżnicowanie wśród australopiteków mogło być duże. Być może między 4 a 2 mln lat temu Afryka roiła się od dwunożnych małp przemierzających sawannę, a może nawet żyjących na granicy lasów tropikalnych. Australopiteki potrafiły w końcu wspinać się po drzewach, o czym świadczą ich dość „małpie” ramiona i obręcze barkowe.

Żaden z tych gatunków nie miał dużych kłów, więc w ich diecie jeszcze nie mogło być zbyt dużo mięsa. Choć mogły okazjonalnie polować na mniejsze zwierzęta albo podkradać groźniejszym drapieżnikom padlinę. Żadna z grup ­australopiteków nie wyróżnia się wielkością mózgu – wynosi ona między 400 a 500 cm3, czyli tyle, ile u współczesnych szympansów czy goryli (i niewiele mniej niż u H. habilis). Występuje u nich duży dymorfizm płciowy – samce są wyraźnie większe niż samice – co zresztą utrudnia klasyfikowanie znalezionych okazów. Różnice płciowe świadczą też o tym, że samce silnie rywalizowały między sobą o dostęp do partnerek. Wyzwaniem dla tych małp musiały być drapieżniki – choćby Dziecko z Taung padło ofiarą jakiegoś prehistorycznego orła. Na jego oczodole znajdują się ślady szponów, a skamieniałość została wydobyta w miejscu, w którym później odkryto pozostałości orlego gniazda.

Z jakiejś grupy wysmukłych australo­piteków ok. 2-3 mln lat temu wyłania się jedna lub kilka populacji, które jeszcze silniej przerzucają się na padlinożerstwo, a może nawet zaczynają polować na większe zwierzęta – i to z nich wywodzi się nasz rodzaj. Najbardziej niezwykłą zmianą anatomiczną, która w nim zachodzi, jest zwiększanie się rozmiarów mózgu – niemal trzykrotne w ciągu 1,5 mln lat, do obecnych 1300-1400 cm3. Jednak przez przynajmniej milion lat wcześni ludzie i australopiteki żyli obok siebie – i być może się krzyżowali. Nie znamy skamieniałości australopiteków młodszych niż milion lat, choć nie jest to jedno­znaczny dowód, że małpy te miałyby wówczas wyginąć.

Kości, rogi i zęby

Raymond Dart był wprawdzie niezwykle dumny ze swojego ukochanego Dziecka z Taung, ale miał dość ponure wyobrażenie o sposobie jego życia. Uważał, że było przepełnione agresją. Świadczyć o tym miały znalezione w sąsiedztwie szczątków australopiteków fragmenty roztrzaskanych kości innych zwierząt. Dart wyobrażał sobie, że zanim nastąpiła epoka kamienia, australopiteki stworzyły własną kulturę materialną (tzw. osteodontokeratyczną) – z kości, rogów i zębów innych zwierząt wytwarzały broń, która służyła im zarówno do polowań, jak i wewnętrznych rozgrywek o władzę. Tę wizję przełożył na ekran w słynnej scenie „2001: Odysei kosmicznej” Stanley ­Kubrick.

Dziś wiemy, że rumowiska kości, które Dart wziął za przejaw kultury australopiteków, powstały wskutek działania czynników naturalnych – nie ma więc żadnych dowodów na istnienie kultury osteodontokeratycznej. Ale to nie znaczy, że Dart przecenił intelektualne zdolności tych małp. Najstarsze odkryte narzędzia wykonane z kamienia mają przeszło 3,3 mln lat. Nie znamy żadnego gatunku Homo, który występowałby już w tym czasie. Możemy więc założyć, że epokę kamienia zawdzięczamy australopitekom. ©℗