Pokud jde o druhy, říká biologická Antropoložka Rebecca Ackermannová: „zapomeňte na všechno, co jste se naučili na střední škole.“
klasická definice učebnice, známá jako koncept biologických druhů, je skupina organismů, které produkují pouze plodné potomky mezi sebou. Podle tohoto pravidla, domestikovaní psi jsou jediný druh – ať už jezevčík nebo doga – ale osel a kůň nejsou.
Ackermann, profesor Jihoafrické univerzity v Kapském Městě, upřednostňuje jinou definici, která není závislá na úspěšném sexu: skupina organismů sdílení mix anatomické, behaviorální a genetické vlastnosti, které je odlišuje od ostatních skupin. Ale, dodává, “ mnoho, mnoho evolučních biologů, které znám, se často zcela vyhýbá slovu druh.“
je to proto, že evoluční strom je zamotaný a mnoho organismů na rozdílných větvích se může stále křížit. „Psi mají, prasata mají, myši mají. Pojmenujete to a má to, “ říká evoluční biolog University of Georgia Michael Arnold. „Pod každým keřem je hybrid.“
, který zahrnuje naše předky. Genetické důkazy ukázaly, že starověcí Homo sapiens se před 100 000 až 40 000 lety několikrát křížili s neandrtálci a jejich východními bratranci, Denisovany. Neandrtálci a Denisované, pářil se s každou další, a Denisované se spojil s vzdálené linie, není zatím známo z fosilií, které mohou být blíže k dříve Homo erectus.
v nedávných starodávných studiích DNA, téměř „pokaždé, když je nový jedinec sekvenován z lidského fosilního záznamu,“ říká Ackermann ,“existuje nějaký nový důkaz pro tok genů.“
křížení mohlo být běžným tématem v lidské evoluci, ale dnes je těžké pochopit, když je náš jediný druh Homo. Abychom lépe pochopili naši minulost, antropologové jako Ackermann začali zkoumat další zvířata, která se páří napříč klasickými biologickými druhy.
je zde jeden zásadní problém s konceptem biologických druhů: Nemůže být aplikován na organismy, které se množí asexuálně, což zahrnuje většinu mikrobů. Požadavek na sex také představuje výzvu pro vyhynulá zvířata, protože paleontologové nedokážou zjistit pouhým pohledem na dvě podobné fosilie, pokud by se tvorové mohli pářit. Vyloučení vyhynulých a nepohlavních organismů znamená, že koncept biologických druhů nefunguje po drtivou většinu existujícího života.
Nicméně, biologové dlouho prosazuje definice, v části, protože to fit převládající obraz evoluce jako větvení stromu, v němž jeden předků druhů rozchází do různých linií potomek druhu.
„to byl klasický nápad,“ říká Arnold. Místo toho, on říká, Musíme si uvědomit, že jako potomci se rozvětvují, “ geny se stále vyměňují, i když jim říkáme různé druhy.“
Křížení je nyní detekována u 10 procent druhů zvířat a 25 procent z primátů, včetně probíhajících kříže mezi těmito vzdálenými příbuznými jako gelada a pavián opice, jehož poslední společný předek žil asi před 4 miliony let.
Arnold rozpoznal všudypřítomnost křížení mezi primáty a před deseti lety napsal knihu, která tvrdila, že hybridizace pravděpodobně nastala v lidské evoluci. Od antropologů obdržel několik ostrých recenzí, kteří si mysleli, že Homo sapiens se nezúčastnil mezidruhových záležitostí-až o několik měsíců později, když sekvenování neandrtálského genomu odhalilo, že ano.
„snažil jsem se necítit příliš samolibý, protože jsem se během své vědecké kariéry tak mýlil v tolika věcech,“ vzpomíná Arnold.
Co Paviáni Nás Naučil
i když DNA potvrzuje, že starověké hominins křížili, neříká celý příběh, včetně toho, jak hybridní potomstvo dařilo v různých prostředích nebo společnosti.
„nikdy nebudeme schopni skutečně sledovat interakce mezi archaické hominins a naše vlastní linie v reálném čase, ale to je něco, co můžeme udělat s subhumánních primátů,“ říká Jenny Tung, biologický antropolog na Univerzitě Duke.
tung studuje paviány v keňské pánvi Amboseli. Populace byla pozorována po celá desetiletí. I když to je většinou žlutá paviáni, v roce 1980 vědci si všimli občasné paviánů anubis, samostatný druh nalezen na sever.
linie se rozdělily zhruba před 1,4 miliony let — více než dvojnásobek času, kdy se uvažovalo o oddělení neandrtálců a moderních lidí. Ale i přes fyzické a genetické rozdíly mezi druhy, hybridy dokumentované mezi paviány jsou plodné a prosperující.
„to začalo vyvolávat spoustu otázek o tom, jak mohou tyto dva rodičovské druhy zůstat od sebe oddělené, pokud se zdá, že se přimíchávají docela volně,“ říká Tung.
pochopit tento proces, Tung a jeho kolegové prováděli předky testy — „Budeme se dívat, víš, Abby pavián hovno, a pak jsme se zvednout její fekální vzorku a extrakci DNA z něj“ — a srovnání těchto výsledků s behaviorální pozorování.
v nedávné studii týmu mělo 22 testovaných paviánů Amboseli 12 až 72 procent anubisových předků, včetně jedinců, kteří vypadali jako čistě žlutí. Všudypřítomné genetické podpisy anubis naznačují, že se tento druh páří stovky, dokonce tisíce generací.
další analýza, včetně paviánů z dálky, však ukázala, že hybridy existují pouze v úzkém přechodném pásmu mezi jádrovými územími anubis a žlutými paviány. Je možné, tung si myslí, že hybridní rysy v tomto konkrétním stanovišti nebo sociální skupině nemusí být prospěšné jinde. Například tmavší anubis srsti, že některé hybridy mají, může dojít k přehřátí paviáni v čisté-žlutý území, které má tendenci být teplejší, sušší a více savannah-jako ve srovnání s horskými lesy, čisté-anubis země. Pokud ano, naznačuje to hybridizace mezi homininy může být také užitečná v některých prostředích a společnostech, ale ne v jiných.
jak spatřit Hybrid
Ackermann také zkoumá paviány, ale její jsou mrtví. Odbornice na kosterní anatomii se začala zajímat o hybridizaci na počátku roku 2000 při studiu kostí paviánů se známými rodokmeny. Všimla si, že někteří jedinci vypadali trochu neobvykle, jen aby zkontrolovali své záznamy a zjistili, že jsou hybridy.
„velmi rychle jsem se rozhodl, že se pokusím kvantitativně charakterizovat to,co jsem viděl,“ vzpomíná Ackermann.
doufala, že najde kosterní rysy, které vyplývají z křížení obecně, které by mohly být použity k odhalení hybridů mezi lidskými fosiliemi. Byl to provokativní cíl, roky předtím, než genetické metody potvrdily homininovou hybridizaci. Její přístup má však výhodu i nad nejmodernější genetickou analýzou: Zatímco Starověká DNA dokáže spolehlivě identifikovat hybridy, je zřídka zachována v kostech z teplých oblastí starších než 10 000 let. Protože se zaměřuje na viditelné kosterní rysy, Ackermann může potenciálně identifikovat hybridní fosílie přesahující více než 6 milionová historie homininů.
Měření lebek z 169 žlutá, anubis a hybridní paviáni, kteří žili v zajetí, zjistila, že hybridy nejsou jen meziprodukty rodičovských druhů. Dělají, nicméně, často mají abnormality, jako jsou extra nebo nevyrovnané zuby. Ackermannovi to dávalo smysl: Vyvíjející se hybridy by dostávaly příkazy z genomů obou rodičů, které nemusí být synchronizovány, pokud jde o to, kdy by se měly tvořit určité zuby nebo kosti. Tyto malé závady by neovlivnily evoluční zdatnost jedince, ale mohly by vědce upozornit na hybrid.
Ackermann našel stejné vývojové zvláštnosti napříč různými skupinami savců, jako jsou pakoně a gorily. Pak aplikovala svou metodu na lidské předky.
Antropologové se dlouho rozmýšleli, zda konkrétní hominin zkameněliny by mohly představovat hybridy, ale většinou na základě jejich argumenty na nepodložených předpokladu, že hybridy se podobají meziprodukty, nebo průměry, jejich rodiče. V roce 2010 studii, Ackermann používá vývojové anomálie navrhnout hybridní kandidátů, jako 130,000-rok-starý Neandertálců z Chorvatska s abnormální premolárů a 100 000-rok-starý, moderní lidé z Izraele s rysy, jako jsou nevyrovnané zuby a asymetrický obličej.
zahrnovala také 35 000 let starou anatomicky moderní lidskou lebku z Rumunska. Pět let po Ackermann studie, starobylé DNA z jiného Homo sapiens na stejném místě ukázal, že individuální měl Neandrtálského předka jen čtyři až šest generací zpátky.
Vývoj Rychle Vpřed
Ackermann a její kolegové chtějí vědět, jak časté tyto vývojové zvláštnosti jsou mezi hybridy, a zda přetrvávají v dalších generacích. Její kolegové na univerzitě v Calgary chovali pro projekt několik generací myší ze tří poddruhů a dvou druhů. Kerryn Warren z univerzity v Kapském Městě, nedávný doktorand v ackermannově týmu, analyzoval kosti.
projekt pokračuje, ale Warrenova disertační práce s názvem „Myší a homininů“ nabízí náhled: Hybridní komunity jsou překvapivě rozmanité. Potomci se mohou podobat jednomu rodiči nebo směsi-nebo přijímat formy na rozdíl od rodičů. Příměsí umožňuje druhů zaměnit a míchat své geny, a nových vlastností, což vede v těchto „naděje monstra“, jak Warren a další vědci nazývají kříženci, by mohly být užitečné evoluční zkratky, a to zejména pro naše předky.
Jak Homo sapiens globálně expandoval, čelili novým prostředím, potravinám a nemocem. Migranti se mohli těmto tlakům přizpůsobit, ale trvalo by to mnoho generací.
Některé skupiny, nicméně, byl schopen urychlit tento proces: páření s Neandrtálci a Denisovany oni se setkali v novém světě, linie nově příchozí Homo sapiens by získali lokálně adaptivní geny vztahující se k barvě pleti a vlasů, metabolismus a imunitu v průběhu pouhého desetiletí. „To skáče tak daleko před tím, co byste mohli dosáhnout přirozeným výběrem,“ říká Ackermann. „Hybridizace měla vážný účinek, velký dopad na lidi.”