når det kommer til arter, siger biologisk antropolog Rebecca Ackermann, “glem alt, hvad du lærte i gymnasiet.”
den klassiske lærebogsdefinition, kendt som begrebet biologiske arter, er en gruppe organismer, der kun producerer frugtbare afkom med hinanden. Ved denne regel er tamme hunde en enkelt art — hvad enten det er gravhund eller Great Dane-men et æsel og en hest er det ikke.Ackermann, professor ved Sydafrikas Universitet i Kapstaden, favoriserer en anden definition, der ikke er afhængig af vellykket køn: en gruppe af organismer, der deler en blanding af anatomiske, adfærdsmæssige og genetiske træk, der adskiller dem fra andre grupper. Men, tilføjer hun, “mange, mange evolutionære biologer, jeg kender, undgår ofte ordet art helt.”
det inkluderer vores forfædre. Genetiske beviser har vist, at gamle Homo sapiens blandede sig med neandertalere og deres østlige fætre, denisovans, flere gange fra 100.000 til 40.000 år siden. Neandertalere og denisovans parret med hinanden, og denisovans hooked op med en fjern afstamning, endnu ikke kendt fra fossiler, der kan have været tættere på den tidligere Homo erectus.
i de seneste gamle DNA-undersøgelser er næsten “hver gang et nyt individ sekventeres fra den menneskelige fossile rekord,” siger Ackermann, “der er noget nyt bevis for genstrømning.”Interbreeding kan have været et fælles tema i menneskets evolution, men det er svært at forstå i dag, når vores er den eneste Homo-art, der er tilbage. For bedre at forstå vores fortid, antropologer som Ackermann er begyndt at undersøge andre dyr, der parrer sig på tværs af klassiske biologiske arter.
der er et stort problem med begrebet biologiske arter: Det kan ikke anvendes på organismer, der reproducerer aseksuelt, hvilket omfatter de fleste mikrober. Kønskravet udgør også en udfordring for uddøde dyr, fordi paleontologer ikke kan fortælle bare ved at se på to lignende fossiler, om skabningerne kunne parre sig. At udelukke uddøde og aseksuelle organismer betyder, at begrebet biologiske arter ikke fungerer for langt størstedelen af det liv, der har eksisteret.
ikke desto mindre har biologer længe kæmpet for definitionen, dels fordi den passer til det fremherskende billede af evolution som et forgrenende træ, hvor en enkelt forfædres art afviger i forskellige slægter af efterkommer arter.
” det var en klassisk ide, ” siger Arnold. I stedet, han siger, Vi er nødt til at erkende, at når efterkommere forgrener sig, “gen udveksles stadig, selvom vi kalder dem forskellige arter.”
Interbreeding er nu blevet påvist hos 10 procent af dyrearterne og 25 procent af primaterne, herunder igangværende krydsninger mellem så fjerne slægtninge som gelada og bavianaber, hvis sidste fælles forfader levede for omkring 4 millioner år siden.Arnold anerkendte allestedsnærværende krydsning blandt primater og skrev en bog for et årti siden, der hævdede, at hybridisering sandsynligvis fandt sted i menneskelig udvikling. Det modtog nogle skarpe anmeldelser fra antropologer, der troede, at Homo sapiens ikke deltog i interspecies anliggender — indtil flere måneder senere, da sekventering af Neanderthal-genomet afslørede, at de gjorde det.
“jeg forsøgte ikke at føle mig for selvtilfreds, fordi jeg har været så forkert om så mange ting i løbet af min videnskabelige karriere,” minder Arnold om.
hvad Bavianerne lærte os
selvom DNA bekræfter, at gamle homininer blandede sig, fortæller det ikke hele historien, herunder hvordan hybrid afkom klarede sig i forskellige miljøer eller samfund.”vi vil aldrig være i stand til faktisk at se interaktioner mellem arkaiske homininer og vores egen slægt i realtid, men det er noget, vi kan gøre med ikke-menneskelige primater,” siger Jenny Tung, en biologisk antropolog ved Duke University.Tung studerer bavianer i Kenyas Amboseli-bassin. Befolkningen er blevet observeret i årtier. Selvom det for det meste er gule bavianer, bemærkede forskere i 1980 ‘ erne lejlighedsvis anubis bavianer, en separat art fundet mod nord.1,4 millioner år siden-mere end det dobbelte af den tid, man troede at adskille neandertalere og moderne mennesker. Men på trods af fysiske og genetiske forskelle mellem arten, hybrider dokumenteret blandt bavianerne er frugtbare og Blomstrende.”det begyndte at rejse mange spørgsmål om, hvordan disse to forældrearter kan forblive adskilt fra hinanden, hvis de ser ud til at blande sig ret frit,” siger Tung.
for at forstå denne proces har Tung og kolleger udført forfædretest — “vi ser, du ved, Abby bavian poop, og så henter vi hendes fækale prøve og ekstraherer DNA fra det” — og sammenligner disse resultater med adfærdsmæssige observationer.
i holdets nylige undersøgelse havde de 22 testede Amboseli-bavianer 12 til 72 procent Anubis-forfædre, inklusive individer, der lignede rene gule. De gennemgribende Anubis genetiske signaturer antyder, at arten har parret sig i hundreder, endda tusinder af generationer.
yderligere analyse, herunder bavianer fra længere væk, viste imidlertid, at hybrider kun findes i et smalt overgangsområde mellem kerneområderne anubis og gule bavianer. Det er muligt, mener Tung, at hybride træk i denne særlige habitat eller sociale gruppe muligvis ikke er gavnlige andre steder. For eksempel kan den mørkere anubis-pels, som nogle hybrider har, overophedes bavianer i rent gult område, som har tendens til at være varmere, tørrere og mere savannelignende sammenlignet med bjergrige skove i ren-anubis-land. I så fald antyder det, at hybridisering mellem homininer også kan have været nyttig i nogle miljøer og samfund, men ikke andre.
Sådan finder du en Hybrid
Ackermann undersøger også bavianer, men hendes er døde. En ekspert i skeletanatomi, hun blev interesseret i hybridisering i begyndelsen af 2000 ‘ erne, mens hun studerede knogler fra bavianer med kendte stamtavler. Hun ville bemærke, at nogle individer så lidt usædvanlige ud, kun for at kontrollere deres optegnelser og finde ud af, at de var hybrider.
“meget hurtigt besluttede jeg, at jeg ville forsøge at karakterisere kvantitativt, hvad jeg så,” minder Ackermann om.
hun håbede at finde skeletfunktioner, der skyldes krydsning generelt, som kunne bruges til at få øje på hybrider blandt menneskelige fossiler. Det var et provokerende mål, år før genetiske metoder ville bekræfte hominin hybridisering selv fandt sted. Men hendes tilgang har en fordel i forhold til selv den mest avancerede genetiske analyse: Mens gammelt DNA pålideligt kan identificere hybrider, er det sjældent bevaret i knogler fra varme områder ældre end 10.000 år. Fordi hun fokuserer på synlige skeletegenskaber, Ackermann kan potentielt identificere hybridfossiler, der spænder over hominins mere end 6 millioner års historie.
måling af kranier fra 169 gule, anubis og hybrid bavianer, der havde levet i fangenskab, fandt hun, at hybrider ikke blot er mellemprodukter af moderarten. De har dog ofte abnormiteter som ekstra eller forkert justerede tænder. Det gav mening at Ackermann: Udvikling af hybrider ville modtage kommandoer fra begge forældres genomer, som muligvis ikke synkroniseres med hensyn til, hvornår visse tænder eller knogler skulle dannes. Disse små fejl ville ikke påvirke individets evolutionære fitness, men de kunne tippe forskere til en hybrid.
Ackermann fandt de samme udviklingsmæssige særheder på tværs af forskellige pattedyrgrupper som gnuer og gorillaer. Derefter anvendte hun sin metode til menneskelige forfædre.antropologer har længe diskuteret, om bestemte homininfossiler kunne repræsentere hybrider, men baserede normalt deres argumenter på den ubegrundede antagelse om, at hybrider ligner mellemprodukter eller gennemsnit af deres forældre. I en undersøgelse fra 2010 brugte Ackermann udviklingsanomalier til at foreslå hybridkandidater, såsom 130.000 år gamle neandertalere fra Kroatien med unormale premolarer og 100.000 år gamle moderne mennesker fra Israel med træk som forkert justerede tænder og et asymmetrisk ansigt.
hun omfattede også en 35.000 år gammel anatomisk moderne menneskeskalle fra Rumænien. Fem år efter ackermanns undersøgelse afslørede gammelt DNA fra en anden Homo sapiens på samme sted, at individet havde en Neanderthal-forfader kun fire til seks generationer tilbage.
Evolution i hurtig fremad
Ackermann og hendes kolleger vil vide, hvor almindelige disse udviklingsegenskaber er blandt hybrider, og om de vedvarer i efterfølgende generationer. Hendes kolleger ved University of Calgary opdrættede flere generationer mus fra tre underarter og to arter til projektet. En ny ph. d. – studerende på ackermanns team analyserede knoglerne.
projektet er i gang, men Varrens doktorafhandling med titlen “af mus og homininer” giver et eksempel: Hybridsamfund er overraskende forskellige. Afkom kan ligne en forælder eller en blanding — eller antage former i modsætning tilenten forælder. Blanding giver arter mulighed for at bytte og blande deres gener, og de nye træk, der resulterer i disse “håbefulde monstre”, som Varren og andre forskere kalder hybrider, kunne være nyttige evolutionære genveje, især for vores forfædre.da Homo sapiens ekspanderede globalt, konfronterede de nye miljøer, fødevarer og sygdomme. Migranterne kunne have udviklet tilpasninger til dette pres, men det ville have taget mange generationer.
Nogle grupper var imidlertid i stand til at fremskynde denne proces: ved at parre sig med neandertalere og Denisovans, de stødte på i deres nye verden, kunne slægterne fra den nyankomne Homo sapiens have erhvervet lokalt adaptive gener relateret til hud-og hårfarve, stofskifte og immunitet i løbet af få årtier. “Det springer så langt foran, hvad du kunne opnå gennem naturlig udvælgelse,” siger Ackermann. “Hybridisering havde en alvorlig effekt, en stor indflydelse på mennesker.”