Ihmisen evoluutio: alkuperä, Homo sapiens ja fossiiliset todisteet

Vuoteen 1859 mennessä eläintieteilijät olivat jo pitkään tienneet, että ihminen muistuttaa anatomialtaan ihmisapinoita. Erojakin on: ihminen osaa esimerkiksi puhua. Mutta yhtäläisyydet ovat perustavampia kuin erot. Ihmisillä on myös piirteitä, joilla on paljon vanhempi historia, selkärankaisten varhaiselta ajalta.

Ajatus siitä, että lajit ovat evoluution aiheuttamia, oli esitetty jo ennen Darwinia, mutta hänen kirjansa sisälsi paljon todisteita, ja monet vakuuttuivat siitä. Kirja oli marraskuussa 1859 julkaistu teos Lajien synty luonnonvalinnan avulla. Tässä kirjassa Darwin kirjoitti evoluution ideasta yleensä eikä niinkään ihmisen evoluutiosta. Ihmisen alkuperää ja historiaa valaistaan, oli kaikki, mitä Darwin kirjoitti aiheesta. Teorian implikaatio oli kuitenkin lukijoille tuolloin selvä.

Useat ihmiset keskustelivat ihmisen evoluutiosta. Heidän joukossaan olivat Thomas Huxley ja Charles Lyell. Huxley osoitti vakuuttavasti monia ihmisten ja apinoiden välisiä yhtäläisyyksiä ja eroja vuonna 1863 ilmestyneessä kirjassaan Evidence as to Man's Place in Nature. Kun Darwin julkaisi aiheesta oman kirjansa The Descent of Man ja valikoituminen sukupuolen suhteen, ajatus ihmisen evoluutiosta oli jo tunnettu. Teoria oli kiistanalainen. Jopa jotkut Darwinin kannattajat (kuten Alfred Russel Wallace ja Charles Lyell) eivät pitäneet ajatuksesta, että ihminen olisi kehittänyt vaikuttavia henkisiä kykyjään ja moraalista herkkyyttään luonnonvalinnan avulla.

Tutkijat ovat 1700-luvulta lähtien pitäneet ihmisapinoita läheisinä sukulaisina ihmisille. 1800-luvulla he arvelivat, että ihmisen lähimmät elävät sukulaiset olivat joko simpansseja tai gorilloja. Molemmat elävät Keski-Afrikassa trooppisissa sademetsissä. Itse asiassa simpanssit ovat lähimpänä meitä. Biologit uskoivat, että ihmisillä on yhteinen esi-isä muiden afrikkalaisten ihmisapinoiden kanssa ja että näiden esi-isien fossiileja löytyisi Afrikasta, kuten onkin tapahtunut. Nykyään lähes kaikki biologit hyväksyvät, että ihminen ei ole vain samankaltainen kuin ihmisapinat, vaan itse asiassa ihminen on ihmisapina.

Asia vahvistettiin 1900-luvun lopun tutkimuksissa, jotka koskivat proteiinien ja geenien sekvenssejä apinoilla ja ihmisillä. Nämä tutkimukset osoittivat, että ihminen jakaa noin 95-98 prosenttia näistä rakenteista simpanssien kanssa. Tämä on paljon läheisempi sukulaisuus kuin minkään muun eläinlajin kanssa, ja se tukee täysin Darwinin ja Huxleyn 1800-luvulla esittämiä ajatuksia.

"Nykyisin saatavilla olevien geneettisten ja arkeologisten todisteiden tulkitaan yleisesti tukevan nykyihmisen viimeaikaista alkuperää Itä-Afrikassa. Tähän päättyy kuitenkin lähes yksimielisyys ihmisen asuttamishistoriasta, ja huomattava epävarmuus varjostaa kaikkia yksityiskohtaisempia näkökohtia ihmisen asuttamishistoriasta".

Erityispiirteet

Kädelliset ovat monipuolistuneet elinympäristöissä, kuten puissa ja pensaissa. Niillä on monia ominaisuuksia, jotka ovat sopeutumista ympäristöönsä. Seuraavassa on joitakin näistä piirteistä:

• Olkanivelet, jotka mahdollistavat suuren liikelaajuuden kaikkiin suuntiin.
• Etu- ja takaraajoissa on viisi sormenpäätä, ja niillä on vastakkain asetettavat peukalot ja isovarpaat; kädet pystyvät tarttumaan, ja yleensä myös isovarpaat.
• Sormien ja varpaiden kynnet (useimmilla lajeilla).
• Herkät tuntopalat numeroiden päissä.
• Silmäkuopat, jotka on ympäröity luulla.
• Suuntaus kohti pienempää kuonoa ja litteämpiä kasvoja, mikä johtuu siitä, että eläimet luottavat näköön hajun kustannuksella.
• Monimutkainen näköjärjestelmä, jossa on binokulaarinen (stereoskooppinen) näkö, korkea näöntarkkuus ja värinäkö.
• Aivot, joissa on hyvin kehittyneet pikkuaivot, jotka takaavat hyvän tasapainon.
• Aivot ovat suuret kehon kokoon nähden, erityisesti apinoilla (vanhan maailman apinat ja apinat).
• Suurentunut aivokuori (aivot): oppiminen, ongelmanratkaisu.
• Vähentynyt hampaiden määrä verrattuna alkukantaisiin nisäkkäisiin;.
• Hyvin kehittynyt umpisuoli: kasvisten ruoansulatus.
• Kaksi rintarauhasta.
• Tyypillisesti yksi poikanen per tiineys.
• Riippuvainen penis ja kivespussin kivekset.
• Pitkä raskausaika ja kehitysvaihe. ja
• Suuntaus kohti vartalon pystyssä pitämistä, joka johtaa kaksijalkaisuuteen.

Kaikilla kädellisillä ei ole näitä anatomisia piirteitä, eivätkä kaikki piirteet ole ainutlaatuisia kädellisille. Kädelliset ovat usein hyvin sosiaalisia, ja ne elävät ryhmissä, joissa on joustava valta-asemahierarkia.

Muut samankaltaisuudet

Läheisesti sukua olevilla eläimillä on lähes aina läheisesti sukua olevia loisia. Tämä johtuu yleensä siitä, että loiset kehittyvät isäntänsä mukana, ja kun isäntäpopulaatiot jakautuvat, myös niiden loiset jakautuvat. On myös mahdollista, että loiset siirtyvät lajista toiseen. Kaksi vakavinta afrikkalaisten ihmisten loistartuntaa on peräisin apinoilta. Kumpikin niistä on saattanut siirtyä ihmisiin yhden lajin rajat ylittävän tapahtuman kautta.

Hyttysiä on useita lajeja ja malarialoisen Plasmodium-loisen lajeja. Vakavin laji, P. falciparum, joka tappaa vuosittain miljoonia ihmisiä, on peräisin gorilloista. Nyt on lähes varmaa, että simpanssit ovat AIDSin tärkeimmän aiheuttajan HIV-1:n lähde. Tämä tieto on saatu apinoiden ja ihmisten virusten sekvenssianalyysin avulla.

Evoluution kannalta tämä merkitsee sitä, että fysiologiamme on niin lähellä apinoiden fysiologiaa, että niiden loiset pystyivät siirtymään ihmisiin hyvin menestyksekkäästi. Ihmisillä on paljon vähemmän vastustuskykyä näitä loisia vastaan, jotka ovat alkuperältään ikivanhoja mutta lajillemme verrattain uusia.

Vasta 1920-luvulla Afrikasta löydettiin hominidien fossiileja. Vuonna 1924 Raymond Dart kuvasi Australopithecus africanuksen. Kyseessä oli Taungin lapsi, australopithecinen pikkulapsi, joka löydettiin betonia varten louhitusta luolastosta Taungissa, Etelä-Afrikassa. Jäännöksiä olivat hämmästyttävän hyvin säilynyt pieni kallo ja yksilön kallon sisäpuolen valukappale. Vaikka aivot olivat pienet (410 cm³), ne olivat muodoltaan pyöreät, toisin kuin simpansseilla ja gorilloilla, ja muistuttivat enemmän nykyihmisen aivoja. Lisäksi yksilöllä oli lyhyet kulmahampaat, ja foramen magnumin sijainti osoitti kaksijalkaista liikkumista. Kaikki nämä piirteet vakuuttivat Dartin siitä, että Taung-vauva oli kaksijalkaisen ihmisen esi-isä, siirtymämuoto apinoiden ja ihmisten välillä.

Kesti vielä 20 vuotta ennen kuin Tikan väitteet otettiin vakavasti. Tämä tapahtui sen jälkeen, kun muita samanlaisia luurankoja oli löydetty. Yleisin näkemys tuolloin oli, että suuret aivot kehittyivät ennen kaksijalkaisuutta eli kykyä kävellä kahdella jalalla enemmän tai vähemmän pystyssä. Katsottiin, että nykyihmisen älykkyyttä vastaava älykkyys oli välttämätön kaksijalkaisuuteen. Tämä osoittautui vääräksi: kaksijalkaisuus tuli ensin.

Australopithecinejä pidetään nykyään Homo-suvun, johon nykyihmiset kuuluvat, välittömänä esi-isänä. Sekä australopitheciinit että Homo sapiens kuuluvat heimoon Hominini, mutta viimeaikaiset tiedot ovat asettaneet kyseenalaiseksi A. africanuksen aseman nykyihmisen suorana esi-isänä; se on saattanut hyvinkin olla serkku. Australopitheciinit luokiteltiin alun perin joko gracileiksi tai robustoiksi. Australopithecuksen robusti laji on sittemmin luokiteltu uudelleen Paranthropusiksi, vaikka jotkut kirjoittajat pitävät sitä edelleen Australopithecuksen alasukuna.

1930-luvulla, kun vankat yksilöt kuvattiin ensimmäisen kerran, käytettiin Paranthropus-sukua. 1960-luvulla vankka laji siirrettiin Australopithecus-sukuun. Viimeaikainen suuntaus on ollut paluu alkuperäiseen luokitteluun omana suvunaan.

Carolus Linnaeus valitsi nimen Homo. Nykyään suvussa on vain yksi laji: Homo sapiens. Oli muitakin lajeja, mutta ne kuolivat sukupuuttoon.

Kuvassa näkyy, missä osa heistä asui ja mihin aikaan. Jotkut muista lajeista ovat saattaneet olla H. sapiensin esi-isiä. Monet olivat todennäköisesti "serkkujamme", jotka kehittyivät pois esi-isiemme linjasta.

Antropologit tutkivat yhä tarkkaa polveutumislinjaa. Yhteisymmärrystä siitä, mitkä lajit olisi katsottava erillisiksi lajeiksi ja mitkä alalajeiksi, ei ole vielä saavutettu. Joissakin tapauksissa tämä johtuu siitä, että fossiileja on hyvin vähän, ja toisissa tapauksissa se johtuu pienistä eroista, joita käytetään Homo-suvun lajien luokittelussa.

Homo-suvun evoluutio tapahtui pääasiassa pleistoseenin aikana. Koko suvulle on ominaista kivityökalujen käyttö, joka oli aluksi karkeaa ja muuttui yhä kehittyneemmäksi. Arkeologiassa ja antropologiassa pleistoseenia kutsutaankin yleensä paleoliittiseksi eli kivikaudeksi.

Homo habilis

Homo habilils oli todennäköisesti ensimmäinen Homo-laji. Se kehittyi Australopithecuksesta noin 2,5 miljoonaa vuotta sitten. Se eli noin 1,4 miljoonaa vuotta sitten. Sillä oli pienemmät poskihampaat (takahampaat) ja suuremmat aivot kuin australopithecineillä.

Kohti Homo erectusta

On ehdotettu kahta lajia, jotka elivät 1,9-1,6 miljoonaa vuotta sitten. Niiden suhdetta ei ole selvitetty. Toisen niistä nimi on Homo rudolfensis. Se tunnetaan yhdestä epätäydellisestä kallosta Keniasta. Tutkijat ovat esittäneet, että kyseessä olisi ollut vain toinen habilis, mutta tätä ei ole vahvistettu. Toista kutsutaan nykyisin Homo georgicukseksi. Se on kotoisin Georgiasta, ja se saattaa olla H. habiliksen ja H. erectuksen välimuoto tai H. erectuksen alalaji.

Homo ergaster ja Homo erectus

Homo erectus löydettiin ensimmäisen kerran Jaavan saarelta Indonesiasta vuonna 1891. Löytäjä Eugene Dubois kutsui sitä alun perin nimellä Pithecanthropus erectus sen morfologian perusteella, jota hän piti ihmisen ja apinan morfologian välimuotona. Homo erectus eli noin 1,8 miljoonaa-70 000 vuotta sitten. Aikaisempia yksilöitä (1,8-1,2 miljoonaa vuotta sitten) pidetään joskus eri lajina tai alalajina. nimellä Homo ergaster tai Homo erectus ergaster.

Pleistoseenin alkupuolella, 1,5-1 mya, Afrikassa, Aasiassa ja Euroopassa, oletettavasti joillakin Homo habilis -populaatioilla kehittyivät suuremmat aivot ja ne valmistivat kehittyneempiä kivityökaluja; nämä ja muut erot riittävät antropologeille luokittelemaan ne uudeksi lajiksi, H. erectukseksi. Lisäksi H. erectus oli ensimmäinen ihmisen esi-isä, joka käveli todella pystyssä. Tämän mahdollisti lukkiutuvien polvien kehittyminen ja foramen magnumin (kallon reikä, josta selkäranka tulee sisään) erilainen sijainti. Ne saattoivat käyttää tulta lihan kypsentämiseen.

Kuuluisa esimerkki Homo erectuksesta on Pekingin ihminen; muita on löydetty Aasiasta (erityisesti Indonesiasta), Afrikasta ja Euroopasta. Monet paleoantropologit käyttävät nykyään termiä Homo ergaster tämän ryhmän muista kuin aasialaisista muodoista. He varaavat H. erectus -nimityksen vain niille Aasian alueelta löydetyille fossiileille, jotka täyttävät tietyt vaatimukset (luuston ja kallon osalta), jotka poikkeavat hieman ergasterista.

Neandertalin ihminen

Homo neaderthalensis (jota yleensä kutsutaan neandertalinihmiseksi) eli noin 250 000-30 000 vuotta sitten. Vähemmän tavallisesti myös nimellä Homo sapiens neanderthalensis: vieläkin käydään keskustelua siitä, oliko kyseessä erillinen laji Homo neanderthalensis vai H. sapiensin alalaji. Vaikka keskustelu on edelleen ratkaisematta, mitokondriaalisen DNA:n ja Y-kromosomaalisen DNA:n sekvensoinnista saadut todisteet viittaavat siihen, että H. neanderthalensiksen ja H. sapiensin välillä oli vain vähän tai ei lainkaan geenivirtaa ja että nämä kaksi olivat näin ollen erillisiä lajeja. Vuonna 1997 tohtori Mark Stoneking, joka oli tuolloin Pennsylvanian valtionyliopiston antropologian apulaisprofessori, totesi seuraavaa:

"Nämä tulokset [jotka perustuvat neandertalinihmisen luusta irrotettuun mitokondrionaaliseen DNA:han] osoittavat, että neandertalinihmiset eivät antaneet mitokondrionaalista DNA:ta nykyihmisille... Neandertalinihmiset eivät ole esi-isiämme".

Neanderthalin DNA:n toisen lähteen lisätutkimukset tukivat näitä havaintoja.

Denisovan mies

Siperiasta löydetyn sormiluun palan geneettinen analyysi on tuottanut yllättävän tuloksen. Se on peräisin noin 40 000 vuoden takaa, ajalta, jolloin alueella asui neandertalilaisia ja nykyihmisiä. Saksalaistutkijat havaitsivat, että sen mitokondrionaalinen DNA ei vastaa meidän lajimme eikä neandertalilaisten DNA:ta. Jos tulos pitää paikkansa, luu kuuluu aiemmin tuntemattomaan lajiin. DNA:n erojen suuruus viittaa siihen, että tämä laji erosi sukupuustamme noin miljoona vuotta sitten, paljon ennen lajimme ja neandertalilaisten välistä jakautumista.

Homo floresiensis

Homo floresiensis, joka eli noin 100 000-12 000 vuotta sitten, on saanut lempinimen hobitti pienen kokonsa vuoksi. Sen koko saattaa johtua saarikääpiöitymisestä eli siitä, että suuret nisäkkäät kehittyvät saarilla pienemmiksi. H. floresiensis on kiehtova sekä kokonsa että ikänsä vuoksi. Se on konkreettinen esimerkki Homo-suvun viimeaikaisesta lajista, jossa on havaittavissa johdettuja piirteitä, joita ei ole jaettu nykyihmisen kanssa. Toisin sanoen H. floresiensis -lajilla on yhteinen esi-isä nykyihmisen kanssa, mutta se on eronnut nykyihmisen sukulinjasta ja kulkenut eri evoluutiopolkua. Tärkein löytö oli luuranko, jonka uskotaan olevan noin 30-vuotias nainen. Se löydettiin vuonna 2003, ja se on ajoitettu noin 18 000 vuoden ikäiseksi. Elävän naisen pituudeksi arvioitiin metri, ja sen aivojen tilavuus oli vain 380 cm³ Tämä on pientä simpanssille ja alle kolmannes H. sapiensin 1400 cm:n keskiarvosta³ .

Keskustelua käydään siitä, onko H. floresiensis todellakin erillinen laji. Jotkut tutkijat uskovat, että H. floresiensis oli nykyaikainen H. sapiens, joka kärsi patologisesta lyhytkasvuisuudesta. Luurangon löytösaarella Floresilla asuvat nykyihmiset ovat pygmejä. Tämä tosiasia sopii yhteen kummankin teorian kanssa. Yksi H. floresiensikseen kohdistettu hyökkäys on se, että sen luurangosta löytyi työkaluja, jotka on yhdistetty vain H. sapiensille.

Floresilta on löydetty kiviesineitä, jotka voidaan ajoittaa miljoonan vuoden taakse. Nämä artefaktit ovat proxie-esineitä, mikä tarkoittaa, että niissä ei ollut ihmisen luurankoja, vaan vain Homo-laji olisi voinut valmistaa ne. Esineitä on hiutaleita ja muita työkaluja, yhteensä 48 kappaletta, joista joissakin on merkkejä siitä, että niitä on työstetty terän valmistamiseksi. Tämä tarkoittaa, että Floresilla oli tuohon aikaan ihmisiä, mutta se ei kerro, mikä laji se oli.

Homo sapiens

Homo sapiens on elänyt noin 300 000 vuotta sitten nykypäivään. Ihmisen kallo kasvoi 400 000 vuotta sitten ja keskipleistoseenin toisen lämpökauden välisenä aikana, noin 250 000 vuotta sitten, enemmän nykyisen muotonsa kaltaiseksi. Lajimme kehitti kehittyneempää teknologiaa, joka perustui kivityökaluihin. Yksi mahdollisuus on, että H. erectuksen ja H. sapiensin välillä tapahtui siirtymä. Jaavan ihmisen todisteet viittaavat siihen, että H. erectus vaelsi ensin pois Afrikasta. Sitten, paljon myöhemmin, H. sapiens kehittyi edelleen H. erectuksesta Afrikassa. Sitten myöhempi muuttoliike Afrikassa ja Afrikasta poispäin korvasi lopulta aikaisemman H. erectuksen.

Out of Africa

Ihmisen perimän, erityisesti Y-kromosomin ja mitokondrioiden DNA:n, tutkimukset tukevat suhteellisen nuorta afrikkalaista alkuperää. Myös DNA:sta saadut todisteet tukevat viimeaikaista afrikkalaista alkuperää. Tämän suuren saagan yksityiskohtia ei ole vielä täysin selvitetty, mutta noin 90 000 vuotta sitten nykyihminen oli siirtynyt Euraasiaan ja Lähi-itään. Tällä alueella neandertalinihmiset, Homo neanderthalensis, olivat eläneet pitkään (Länsi-Euroopassa ainakin 500 000 vuotta).

Noin 42-44 000 vuotta sitten Homo sapiens oli saapunut Länsi-Eurooppaan, myös Britanniaan. Euroopassa ja Länsi-Aasiassa Homo sapiens korvasi neandertalilaiset noin 35 000 vuotta sitten. Yksityiskohtia siitä, miten tämä tapahtui, ei tiedetä.

Suunnilleen samaan aikaan Homo sapiens saapui Australiaan. Amerikkaan he saapuivat paljon myöhemmin, noin 15 000 vuotta sitten. Kaikki nämä aikaisemmat nykyihmisen ryhmät olivat metsästäjä-keräilijöitä.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että ihmiset ovat geneettisesti melko samanlaisia. Yksilöiden DNA on samankaltaisempi kuin useimmilla lajeilla yleensä. Tämä on saattanut johtua niiden suhteellisen tuoreesta evoluutiosta tai Toban katastrofista. Ihon väri on sopeutumista erilaisiin ilmasto-olosuhteisiin. Nämä ominaisuudet ovat hyvin pieni osa Homo sapiensin perimää, ja niihin kuuluu ulkoisia ominaisuuksia, kuten ihon väri ja nenän muoto, sekä sisäisiä ominaisuuksia, kuten kyky hengittää tehokkaammin korkealla.

Etiopiasta noin 160 000 vuotta sitten peräisin oleva H. sapiens idaltu on ehdotettu alalaji. Se on vanhin tunnettu anatomisesti moderni ihminen.

Luettelo on aikajärjestyksessä suvun mukaan.

• Sahelanthropus
• Sahelanthropus tchadensis
• Orrorin
• Orrorin tugenensis
• Ardipithecus
• Ardipithecus kadabba
• Ardipithecus ramidus
• Australopithecus
• Australopithecus anamensis
• Australopithecus afarensis
• Australopithecus bahrelghazali
• Australopithecus africanus
• Australopithecus garhi
• Paranthropus
• Paranthropus aethiopicus
• Paranthropus boisei
• Paranthropus robustus
• Kenyanthropus
• Kenyanthropus platyops
• Homo
• Homo habilis
• Homo rudolfensis
• Homo ergaster
• Homo georgicus
• Homo erectus
• Homo cepranensis
• Homo antecessor
• Homo heidelbergensis
• Homo rhodesiensis
• Homo neanderthalensis
• Homo sapiens idaltu
• Homo sapiens (Cro-magnon)
• Homo sapiens sapiens
• Homo floresiensis

• ENCODE: ihmisen genomin täydellinen analyysi
• Paleoantropologia