بازسازی چهره ۳.۸ میلیون ساله انسان اولیه؛ فسیل MRD چه چیزی درباره تکامل انسان آشکار کرد؟

بازسازی چهره ۳.۸ میلیون ساله انسان اولیه؛ فسیل MRD چه چیزی درباره تکامل انسان آشکار کرد؟

کشف یک جمجمه تقریباً کامل متعلق به ۳.۸ میلیون سال پیش در منطقه Woranso-Mille اتیوپی، یکی از یافته‌های مهم در مطالعه تکامل انسان (Human Evolution) محسوب می‌شود. این جمجمه که با نام MRD-VP-1/1 شناخته می‌شود، به گونه Australopithecus anamensis نسبت داده شده است؛ گونه‌ای از انسان‌تباران اولیه که پیش از این عمدتاً از روی قطعات فک، دندان‌ها و بخش‌های محدودی از اسکلت شناخته می‌شد.

اهمیت MRD فقط به قدمت آن محدود نمی‌شود. این فسیل به پژوهشگران اجازه داد برای نخستین بار تصویری بسیار کامل‌تر از ریخت‌شناسی جمجمه و صورت Australopithecus anamensis به دست آورند و درباره جایگاه این گونه در درخت تکاملی انسان با دقت بیشتری بحث کنند.

مطالعه اصلی این فسیل در سال ۲۰۱۹ در مجله معتبر Nature منتشر شد. پژوهشگران سن لایه‌های حاوی فسیل را حدود ۳.۸ میلیون سال تعیین کردند و بر اساس ویژگی‌های دندان نیش، فک بالا و استخوان تمپورال، MRD را به A. anamensis نسبت دادند. 

این کشف همچنین یک تصور قدیمی درباره تکامل انسان را به چالش کشید: اینکه Australopithecus anamensis به‌صورت خطی و بدون انشعاب، به Australopithecus afarensis ــ گونه‌ای که «لوسی» به آن تعلق دارد ــ تبدیل شده باشد.

فسیل MRD دقیقاً چیست؟

MRD نام مستعار فسیلی است که شماره مجموعه آن MRD-VP-1/1 است. این جمجمه در سال ۲۰۱۶ در منطقه Woranso-Mille در اتیوپی کشف شد و از نظر میزان حفظ‌شدگی، اهمیت بسیار زیادی دارد.

پیش از کشف MRD، اطلاعات دانشمندان درباره Australopithecus anamensis عمدتاً از نمونه‌های ناقص به دست آمده بود. بقایای این گونه در کنیا و اتیوپی پیدا شده و نمونه‌های شناخته‌شده آن به حدود ۴.۲ تا ۳.۹ میلیون سال پیش بازمی‌گردند. اما بسیاری از این یافته‌ها شامل فک‌ها، دندان‌های منفرد و بخش‌هایی از اندام‌ها بودند و اطلاعات محدودی درباره شکل واقعی صورت و جمجمه ارائه می‌کردند. 

MRD این خلأ را تا حد زیادی پر کرد.

این فسیل تقریباً امکان بررسی هم‌زمان بخش‌هایی از صورت، جعبه مغزی (Neurocranium)، استخوان‌های گونه، فک بالا و دیگر عناصر جمجمه را فراهم کرد؛ بنابراین پژوهشگران توانستند ویژگی‌هایی را مطالعه کنند که در نمونه‌های قبلی A. anamensis وجود نداشتند یا بسیار ناقص بودند. 

جمجمه ۳.۸ میلیون ساله MRD

Australopithecus anamensis چه نوع انسان‌تباری بود؟

Australopithecus anamensis یکی از گونه‌های قدیمی جنس Australopithecus است. نام گونه از واژه‌ای در زبان محلی منطقه گرفته شده که به «دریاچه» اشاره دارد؛ زیرا بسیاری از نخستین بقایای آن در رسوبات مرتبط با محیط‌های دریاچه‌ای کشف شدند.

این گونه از نظر زمانی میان انسان‌تباران قدیمی‌تر و گونه‌های جوان‌تر استرالوپیتکوس قرار می‌گیرد و به همین دلیل در بحث‌های مربوط به تکامل انسان‌تباران اولیه (Early Hominin Evolution) اهمیت ویژه‌ای دارد.

برای مدت طولانی، پژوهشگران تصور می‌کردند ویژگی‌های ابتدایی A. anamensis و سن قدیمی‌تر آن، همراه با شباهت‌های آن به A. afarensis، از یک رابطه اجدادی مستقیم پشتیبانی می‌کنند.

اما جمجمه MRD نشان داد داستان می‌تواند بسیار پیچیده‌تر باشد.

چهره بازسازی شده قدیمی‌ترین انسان‌های اولیه بر اساس فسیل (MRD)

چهره Australopithecus anamensis چگونه بود؟

بازسازی چهره MRD تصویری متفاوت از یک انسان‌تبار اولیه را در برابر ما قرار می‌دهد.

البته باید توجه داشت که بازسازی چهره فسیلی یک عکس واقعی از چهره فرد نیست. چنین بازسازی‌هایی بر اساس شکل استخوان‌های جمجمه، داده‌های تطبیقی، ضخامت احتمالی بافت نرم و روش‌های بازسازی انسان‌شناختی انجام می‌شوند و بنابراین باید به‌عنوان یک تقریب علمی تفسیر شوند.

ویژگی‌های جمجمه MRD نشان می‌دهد که صورت A. anamensis ترکیبی از ویژگی‌های ابتدایی و ویژگی‌هایی بوده است که در گونه‌های جوان‌تر نیز دیده می‌شوند.

یکی از نکات قابل توجه، شکل استخوان‌های گونه و ساختار صورت است. پژوهشگران در MRD ویژگی‌هایی مشاهده کردند که در برخی از انسان‌تباران متأخرتر نیز دیده می‌شوند؛ موضوعی که تفسیر ساده و خطی از تکامل صورت انسان را دشوارتر می‌کند.

MRD skull. Dale Omori, courtesy of the Cleveland Museum of Natural History

چرا جمجمه MRD برای علم تکامل انسان مهم است؟

اهمیت اصلی MRD در این نیست که صرفاً «چهره یک انسان اولیه را نشان داده است».

ارزش علمی آن بسیار عمیق‌تر است.

این فسیل به دانشمندان امکان داد ویژگی‌های جمجمه‌ای Australopithecus anamensis را مستقیماً با Australopithecus afarensis و دیگر انسان‌تباران مقایسه کنند.

پیش از این، بخش زیادی از استدلال‌ها درباره رابطه این دو گونه بر اساس فک‌ها و دندان‌ها انجام می‌شد. اما MRD اطلاعات جدیدی درباره شکل جمجمه و صورت فراهم کرد.

نتیجه این مقایسه این بود که تفاوت‌های A. anamensis و A. afarensis ممکن است بیشتر از چیزی باشد که پیش‌تر تصور می‌شد.

به همین دلیل، این کشف فقط یک قطعه جدید از فسیل‌های انسان‌تباران نیست؛ بلکه مدل ما درباره چگونگی شکل‌گیری گونه‌های مختلف در مسیر تکامل انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

لوسی و Australopithecus afarensis چه ارتباطی با MRD دارند؟

احتمالاً مشهورترین فسیل انسان‌تبار در جهان، «لوسی» است.

لوسی به گونه Australopithecus afarensis تعلق دارد و حدود ۳.۲ میلیون سال قدمت دارد. A. afarensis یکی از شناخته‌شده‌ترین گونه‌های انسان‌تباران آفریقایی است و بقایای آن در شرق آفریقا پیدا شده‌اند.

برای سال‌ها یک مدل نسبتاً ساده مطرح بود:

Australopithecus anamensis → Australopithecus afarensis → انسان‌های بعدی

بر اساس این دیدگاه، A. anamensis گونه قدیمی‌تر و A. afarensis شکل جوان‌تر و تکامل‌یافته‌تر همان مسیر بودند.

اما MRD این تصویر را پیچیده کرد.

Anagenesis vs cladogenesis.

آیا Australopithecus anamensis واقعاً جد مستقیم لوسی بود؟

پاسخ دقیق این است: نمی‌توان با قطعیت چنین ادعایی کرد.

یافته MRD نشان می‌دهد که A. anamensis و A. afarensis دست‌کم برای مدتی با یکدیگر هم‌زمان بوده‌اند.

بر اساس مقاله Nature، A. anamensis در بازه‌ای حدود ۴.۲ تا ۳.۸ میلیون سال پیش شناخته شده است، در حالی که شواهد موجود برای A. afarensis از حدود ۳.۹ میلیون سال پیش به بعد را شامل می‌شود. بنابراین دست‌کم حدود ۱۰۰ هزار سال هم‌پوشانی زمانی میان این دو گونه وجود داشته است. 

این موضوع با یک مدل ساده از تکامل خطی (Anagenesis) سازگاری ندارد.

اگر یک گونه به‌طور کامل و بدون انشعاب به گونه دیگری تبدیل شود، انتظار نداریم دو گونه مادر و دختر برای مدت قابل توجهی هم‌زمان در یک بازه زمانی وجود داشته باشند.

در مقابل، یافته‌های MRD با سناریویی سازگار هستند که در آن یک جمعیت اجدادی می‌تواند دچار انشعاب تکاملی شود.

این فرایند را کلادوژنز (Cladogenesis) می‌نامند.

آنژنز و کلادوژنز؛ دو مفهوم مهم در تکامل انسان

برای درک اهمیت MRD، تفاوت دو مفهوم Anagenesis و Cladogenesis بسیار مهم است.

در آنژنز، یک دودمان تکاملی بدون ایجاد شاخه جدید به‌تدریج تغییر می‌کند و جمعیت قبلی در طول زمان به شکل جدیدی تبدیل می‌شود.

اما در کلادوژنز، یک جمعیت اجدادی به شاخه‌های متفاوت تقسیم می‌شود و چند دودمان تکاملی از یک نیای مشترک شکل می‌گیرند.

داده‌های MRD نشان می‌دهند که رابطه A. anamensis و A. afarensis را نمی‌توان به سادگی با یک خط مستقیم از گونه قدیمی‌تر به گونه جوان‌تر توضیح داد. البته این به معنای آن نیست که تمام جزئیات رابطه تبارشناختی این دو گونه حل شده است؛ خود پژوهشگران نیز بر پیچیدگی درخت تکاملی انسان‌تباران تأکید کرده‌اند. 

MRD. Jennifer Taylor, courtesy of the Cleveland Museum of Natural History. Photography by Dale Omori and Liz Russell

یک جمجمه چگونه می‌تواند درک ما از تکامل مغز را تغییر دهد؟

از دیدگاه علوم اعصاب (Neuroscience)، جمجمه فقط یک ساختار استخوانی نیست.

شکل داخلی جمجمه اطلاعاتی درباره فضای اشغال‌شده توسط مغز و شکل کلی جعبه مغزی (Braincase) ارائه می‌کند. در دیرین‌انسان‌شناسی، از این اطلاعات برای مطالعه روند تغییرات مغزی در انسان‌تباران استفاده می‌شود.

البته نباید از یک جمجمه فسیلی انتظار داشت که مستقیماً درباره عملکرد شناختی، زبان، حافظه یا سازمان شبکه‌های عصبی آن موجود اطلاعات دقیقی ارائه کند. چنین نتیجه‌گیری‌هایی بسیار فراتر از شواهد موجود خواهد بود.

آنچه می‌توان با اطمینان بیشتری بررسی کرد، مورفولوژی جمجمه، اندازه نسبی جعبه مغزی، ساختار صورت و ارتباط فضایی بخش‌های مختلف اسکلت جمجمه‌ای است.

به همین دلیل، MRD برای حوزه‌هایی مانند پالئوآنتروپولوژی (Paleoanthropology)، تکامل عصبی (Neural Evolution) و مطالعه تاریخچه تکاملی ساختار جمجمه اهمیت دارد.

آیا MRD نشان می‌دهد مغز این انسان‌تبار چقدر بوده است؟

جمجمه MRD امکان مطالعه بهتر جعبه مغزی را فراهم کرده است؛ اما باید میان اندازه جعبه مغزی و توانایی شناختی تفاوت اساسی قائل شد.

اندازه مغز به‌تنهایی شاخصی مستقیم برای هوش نیست.

در تکامل مغز، عواملی مانند سازمان قشری، ارتباطات نورونی، تخصص‌یافتگی نواحی مغزی و تغییرات رفتاری اهمیت دارند؛ بسیاری از این ویژگی‌ها در فسیل‌ها به‌طور مستقیم قابل مشاهده نیستند.

بنابراین عبارت‌هایی مانند «این فسیل ثابت کرد که انسان اولیه هوش بسیار بالایی داشته است» از نظر علمی قابل دفاع نیستند.

ارزش MRD در این است که یک داده آناتومیک بسیار ارزشمند به مجموعه شواهد مربوط به تکامل انسان اضافه می‌کند.

Facial reconstruction of MRD. Matt Crow, courtesy of the Cleveland Museum of Natural History. Facial reconstruction by John Gurche made possible through generous contribution by Susan and George Klein

رژیم غذایی انسان‌های اولیه چه ارتباطی با جمجمه دارد؟

دندان‌ها و فک‌ها یکی از مهم‌ترین منابع اطلاعاتی درباره زیست‌شناسی انسان‌تباران هستند.

شکل دندان‌ها، ضخامت مینای دندان، اندازه دندان‌های نیش و ساختار فک می‌توانند سرنخ‌هایی درباره رژیم غذایی، نیروهای جویدن و سازگاری‌های تغذیه‌ای ارائه کنند.

در مورد Australopithecus anamensis نیز دندان‌ها و فک‌ها نقش مهمی در شناسایی و طبقه‌بندی این گونه داشته‌اند.

با این حال، نمی‌توان تنها با مشاهده یک جمجمه با قطعیت گفت فرد مورد نظر دقیقاً چه غذاهایی مصرف می‌کرده است. برای چنین استنباط‌هایی باید مجموعه‌ای از شواهد، از جمله ریزسایش دندانی (Dental Microwear)، ایزوتوپ‌های پایدار، فسیل‌های گیاهی و جانوری و ویژگی‌های آناتومیک بررسی شوند.

ویژگی‌های چهره MRD چه نکته شگفت‌انگیزی داشت؟

یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های MRD این است که برخی ویژگی‌های صورت آن چیزی نیستند که از یک «گونه بسیار قدیمی» انتظار ساده‌ای داشته باشیم.

برای مثال، پژوهشگران به ویژگی‌هایی در ساختار صورت و استخوان‌های گونه اشاره کرده‌اند که در مدل‌های قدیمی‌تر، بیشتر با گونه‌های جوان‌تر مرتبط دانسته می‌شدند.

همین مسئله نشان می‌دهد که تکامل الزاماً فرایندی مرحله‌به‌مرحله و منظم نیست که در آن همه ویژگی‌ها هم‌زمان از حالت ابتدایی به پیشرفته تغییر کنند.

ممکن است یک گونه ویژگی خاصی را داشته باشد که میلیون‌ها سال بعد نیز در گونه دیگری مشاهده شود، در حالی که برخی ویژگی‌های دیگر آن همچنان ابتدایی باقی مانده باشند.

این موضوع یکی از دلایل اصلی پیچیدگی درخت تکاملی انسان (Human Evolutionary Tree) است.

تکامل انسان یک نردبان نیست؛ یک درخت پیچیده است

یکی از تصورات رایج اما نادرست درباره تکامل انسان، تصویر یک نردبان است:

میمون ← انسان اولیه ← انسان مدرن

اما تکامل انسان چنین ساختاری ندارد.

تاریخ تکاملی انسان‌تباران بیشتر شبیه یک درخت منشعب است که در آن گونه‌های مختلف در زمان‌ها و مکان‌های متفاوت پدید آمده‌اند، برخی منقرض شده‌اند و برخی دودمان‌ها به نسل‌های بعدی رسیده‌اند.

کشف MRD این مفهوم را به‌خوبی نشان می‌دهد.

در دوره میانی پلیوسن (Pliocene)، یعنی میلیون‌ها سال پیش، گونه‌های مختلف انسان‌تبار در شرق آفریقا زندگی می‌کردند و ممکن است در زمان و حتی در برخی مناطق جغرافیایی با یکدیگر هم‌پوشانی داشته باشند.

بنابراین نمی‌توان هر فسیل جدید را به‌عنوان «مرحله بعدی انسان» در یک خط مستقیم قرار داد.

چرا اتیوپی در مطالعه تکامل انسان اهمیت دارد؟

شرق آفریقا یکی از مهم‌ترین مناطق جهان برای مطالعه تکامل انسان‌تباران است.

اتیوپی، کنیا و تانزانیا مجموعه‌ای بسیار ارزشمند از فسیل‌های انسان‌تباران را در خود جای داده‌اند. محیط‌های رسوبی، فعالیت‌های زمین‌شناختی و شرایط خاص حفظ فسیل‌ها باعث شده‌اند بقایای بسیار مهمی از میلیون‌ها سال پیش در این منطقه باقی بمانند.

Woranso-Mille نیز یکی از همین مناطق مهم است.

مطالعه محیط باستانی محل کشف MRD نشان داده است که فسیل در رسوبات مرتبط با محیط یک سامانه دریاچه‌ای قدیمی قرار داشته و شواهد گیاهی و جانوری نیز اطلاعاتی درباره چشم‌انداز زیست‌محیطی آن دوره ارائه می‌کنند. سن لایه‌های مربوط به فسیل حدود ۳.۸ میلیون سال برآورد شده است.

آیا می‌توان گفت این «قدیمی‌ترین انسان» است؟

خیر.

این عبارت از نظر علمی دقیق نیست.

Australopithecus anamensis یکی از قدیمی‌ترین گونه‌های شناخته‌شده در جنس Australopithecus است، اما اصطلاح «قدیمی‌ترین انسان» می‌تواند گمراه‌کننده باشد.

واژه انسان‌تبار (Hominin) دامنه وسیع‌تری دارد و گونه‌ها و جنس‌های متعددی را در بر می‌گیرد. همچنین فسیل‌های قدیمی‌تری از برخی انسان‌تباران اولیه وجود دارند.

بنابراین عنوانی مانند «چهره یکی از قدیمی‌ترین انسان‌تباران شناخته‌شده» از نظر علمی دقیق‌تر از «چهره قدیمی‌ترین انسان جهان» است.

چرا بازسازی چهره انسان‌های فسیلی تا این اندازه جذاب است؟

انسان‌شناسی فسیلی معمولاً با استخوان‌های خشک و قطعات پراکنده سر و کار دارد. بازسازی چهره این امکان را فراهم می‌کند که داده‌های آناتومیک به تصویری قابل درک برای عموم تبدیل شوند.

اما پشت این تصویر، مجموعه‌ای از داده‌های علمی قرار دارد.

استخوان پیشانی، استخوان گونه، فک بالا، دندان‌ها، جعبه مغزی و محل اتصال ساختارهای مختلف جمجمه هر کدام بخشی از اطلاعات لازم را فراهم می‌کنند.

بازسازی چهره MRD نیز بر پایه چنین داده‌هایی انجام شده است و بنابراین نباید آن را با یک تصویر هنری کاملاً تخیلی یکسان دانست.

در عین حال، بخش‌هایی از ظاهر نرم صورت ــ مانند ضخامت دقیق عضلات و بافت نرم ــ مستقیماً در فسیل حفظ نشده‌اند. ازاین‌رو بازسازی نهایی همواره دارای درجه‌ای از عدم قطعیت است.

یک کشف، چندین پرسش جدید

شاید بزرگ‌ترین درس MRD این باشد که کشف یک فسیل مهم الزاماً به معنای پایان یک بحث علمی نیست.

گاهی یک فسیل، به جای اینکه یک سؤال را برای همیشه پاسخ دهد، ده‌ها سؤال جدید ایجاد می‌کند.

آیا Australopithecus anamensis واقعاً نیای مستقیم A. afarensis بود؟

اگر چنین بود، چگونه هم‌زمانی حداقل ۱۰۰ هزار ساله این دو گونه را توضیح دهیم؟

آیا برخی ویژگی‌های ظاهری که زمانی «جدید» تصور می‌شدند، بسیار زودتر در تکامل پدید آمده بودند؟

آیا برخی فسیل‌هایی که قبلاً به یک گونه نسبت داده شده‌اند، در آینده نیازمند بازطبقه‌بندی خواهند بود؟

و مهم‌تر از همه، کدام یک از این انسان‌تباران واقعاً در مسیر مستقیم منتهی به Homo sapiens قرار داشته‌اند؟

پاسخ بسیاری از این پرسش‌ها هنوز قطعی نیست.

MRD چه چیزی درباره تکامل انسان به ما می‌آموزد؟

مهم‌ترین پیام این فسیل شاید یک اصل بنیادی در علم باشد:

تکامل انسان ساده، خطی و قابل نمایش با یک نردبان نیست.

فسیل MRD نشان داد که یکی از قدیمی‌ترین گونه‌های Australopithecus دارای ترکیبی پیچیده از ویژگی‌های ریخت‌شناختی بوده و احتمالاً رابطه میان A. anamensis و A. afarensis پیچیده‌تر از مدل سنتی «یک گونه به‌تدریج جایگزین گونه دیگر شد» است.

مطالعه منتشرشده در Nature صراحتاً گزارش کرد که MRD نخستین فرصت برای مشاهده تقریباً کامل مورفولوژی جمجمه‌ای ــ صورتی A. anamensis فراهم کرده و شواهد به‌دست‌آمده با هم‌پوشانی زمانی این گونه و A. afarensis سازگار است. 

از این منظر، MRD فقط یک «جمجمه ۳.۸ میلیون ساله» نیست.

این فسیل بخشی از یک داستان بسیار بزرگ‌تر است؛ داستانی درباره اینکه چگونه تغییرات کوچک در ساختار بدن، مغز، صورت، دندان‌ها و رفتار در طول میلیون‌ها سال با یکدیگر ترکیب شدند تا تاریخ پیچیده انسان‌تباران را رقم بزنند.

از جمجمه MRD تا انسان امروزی

میان Australopithecus anamensis و Homo sapiens فاصله‌ای عظیم از نظر زمانی، زیستی و تکاملی وجود دارد.

نباید این فاصله را با یک زنجیره ساده از «میمون تا انسان» توضیح داد.

انسان امروزی حاصل یک مسیر طولانی و منشعب از تکامل است که در آن گونه‌های متعددی ظهور کردند و از میان رفتند. برخی احتمالاً اجداد مستقیم یا نزدیک انسان بودند و برخی دیگر شاخه‌هایی جانبی از درخت تکاملی محسوب می‌شدند.

هر فسیل جدید می‌تواند جای شاخه‌ها را تغییر دهد.

MRD یکی از نمونه‌های برجسته همین موضوع است.

این جمجمه نشان داد که حتی وقتی دانشمندان تصور می‌کنند رابطه دو گونه نسبتاً روشن است، یک کشف جدید می‌تواند شواهد تازه‌ای ارائه کند و مدل موجود را وادار به بازنگری کند.

جمع‌بندی؛ چهره‌ای که تاریخ تکامل انسان را پیچیده‌تر کرد

کشف جمجمه ۳.۸ میلیون ساله MRD-VP-1/1 در اتیوپی، نخستین نگاه نسبتاً کامل به ساختار جمجمه و صورت Australopithecus anamensis را در اختیار پژوهشگران قرار داد.

این فسیل نشان داد که این گونه تنها مجموعه‌ای از دندان‌ها و قطعات فک نیست، بلکه دارای مجموعه‌ای پیچیده از ویژگی‌های ریخت‌شناختی جمجمه‌ای بوده است.

مهم‌تر از آن، قدمت MRD و شواهد مربوط به Australopithecus afarensis نشان می‌دهد که این دو گونه دست‌کم برای بخشی از تاریخ خود هم‌زمان بوده‌اند. این یافته، مدل ساده‌ای را که در آن A. anamensis به‌صورت خطی و بدون انشعاب به A. afarensis تبدیل شده بود، به چالش کشید. 

بنابراین بازسازی چهره MRD را نباید صرفاً تصویری از «یک انسان اولیه» دانست.

این چهره، پنجره‌ای به دوره‌ای از تاریخ زمین است که در آن چندین انسان‌تبار با ویژگی‌های متفاوت در کنار یکدیگر زندگی می‌کردند و درخت تکامل انسان هنوز بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی بود که از روی شواهد ناقص گذشته تصور می‌کردیم.

و شاید همین مهم‌ترین پیام دیرین‌انسان‌شناسی مدرن باشد: هر فسیل جدید فقط گذشته را روشن نمی‌کند؛ گاهی ما را مجبور می‌کند تصویرمان از گذشته را از نو ترسیم کنیم.