amikor a fajokról van szó, mondja Rebecca Ackermann biológiai antropológus: “felejts el mindent, amit a középiskolában tanultál.”
a klasszikus tankönyv meghatározása, a biológiai faj fogalmaként ismert, olyan organizmusok csoportja, amelyek csak termékeny utódokat termelnek egymással. E szabály szerint a háziasított kutyák egyetlen faj — akár tacskó, akár nagy dán -, de a szamár és a ló nem.
Ackermann, a dél-afrikai Fokvárosi Egyetem professzora egy másik meghatározást támogat, amely nem függ a sikeres szextől: az organizmusok egy csoportja, amely anatómiai, viselkedési és genetikai vonások keverékét osztja meg, amelyek megkülönböztetik őket más csoportoktól. De hozzáteszi: “sok, sok evolúciós biológus, akit ismerek, gyakran teljesen elkerüli a faj szót.”
Ez azért van, mert az evolúciós fa kusza, és sok eltérő ágon lévő organizmus még mindig keresztezhető. “A kutyák, a sertések, az egerek. Nevezd meg, és van ” – mondja Michael Arnold, a georgiai Egyetem Evolúciós biológusa. “Minden bokor alatt van egy hibrid.”
, amely magában foglalja őseinket. A genetikai bizonyítékok azt mutatják, hogy az ősi Homo sapiens a neandervölgyiekkel és keleti unokatestvéreikkel, Denisovánokkal többször is összefonódott 100 000-40 000 évvel ezelőtt. A neandervölgyiek és a Deniszovaiak párosodtak egymással, a Deniszovaiak pedig egy távoli, a fosszíliákból még nem ismert származással álltak össze, amely közelebb állhatott a korábbi Homo erectushoz.
a legutóbbi ősi DNS-vizsgálatokban szinte “minden alkalommal, amikor egy új személyt szekvenálnak az emberi fosszilis rekordból” – mondja Ackermann -, van néhány új bizonyíték a génáramlásra.”
a keresztezés lehet, hogy közös téma volt az emberi evolúcióban, de ma nehéz megérteni, amikor a miénk maradt az egyetlen Homo faj. Annak érdekében, hogy jobban megértsük múltunkat, az olyan antropológusok, mint Ackermann, elkezdték kutatni más állatokat, amelyek a klasszikus biológiai fajok vonalain párosodnak.
a biológiai fajok fogalmával van egy fő probléma: Nem alkalmazható olyan szervezetekre, amelyek asexuálisan reprodukálódnak, amely magában foglalja a legtöbb mikrobát. A nemi követelmény kihívást jelent a kihalt állatok számára is, mivel a paleontológusok nem tudják megmondani, csak két hasonló fosszíliát vizsgálva, ha a lények párosodhatnak-e. A kihalt és aszexuális szervezetek kizárása azt jelenti, hogy a biológiai fajok fogalma nem működik a létező élet túlnyomó többségében.
ennek ellenére a biológusok régóta támogatták a meghatározást, részben azért, mert illeszkedik az evolúció uralkodó képéhez, mint elágazó fához, amelyben egyetlen ősi faj eltér a leszármazott fajok különálló vonalaitól.
“Ez egy klasszikus ötlet volt” – mondja Arnold. Ehelyett, mondja, fel kell ismernünk, hogy leszármazottaikként elágaznak, ” a géneket még mindig cserélik, annak ellenére, hogy különböző fajoknak nevezzük őket.”
a keresztezést az állatfajok 10 százalékában és a főemlősök 25 százalékában észlelték, beleértve az olyan távoli rokonok közötti folyamatos keresztezést, mint a gelada és a pávián majmok, akiknek utolsó közös őse körülbelül 4 millió évvel ezelőtt élt.
felismerve a főemlősök közötti keresztezés mindenütt jelenségét, Arnold egy évtizeddel ezelőtt könyvet írt, amely szerint a hibridizáció valószínűleg az emberi evolúcióban történt. Néhány szörnyű véleményt kapott az antropológusoktól, akik úgy gondolták, hogy a Homo sapiens nem vesz részt Fajok közötti ügyekben — néhány hónappal később, amikor a neandervölgyi genom szekvenálása kiderült, hogy igen.
“megpróbáltam nem túl önelégültnek érezni magam, mert annyira tévedtem a tudományos karrierem során” – emlékszik vissza Arnold.
amit a páviánok tanítottak nekünk
bár a DNS megerősíti, hogy az ősi homininok összefonódtak, nem mondja el az egész történetet, beleértve azt is, hogy a hibrid utódok hogyan viselkedtek különböző környezetekben vagy társadalmakban.
“soha nem leszünk képesek valós időben megfigyelni az archaikus homininok és a saját származásunk közötti kölcsönhatásokat, de ez olyasmi, amit tehetünk a nem emberi főemlősökkel” – mondja Jenny Tung, a Duke Egyetem biológiai antropológusa.
Tung tanulmányozza a páviánokat Kenya Amboseli medencéjében. A lakosságot évtizedek óta megfigyelték. Bár többnyire sárga páviánok, az 1980-as években a kutatók észrevették az alkalmi anubis páviánokat, egy külön fajt, amelyet északon találtak.
a vonalak nagyjából 1,4 millió évvel ezelőtt szakadtak meg — több mint kétszerese annak az időnek, amikor a neandervölgyiek és a modern emberek szétválasztására gondoltak. De a fajok közötti fizikai és genetikai különbségek ellenére a páviánok között dokumentált hibridek termékenyek és virágzóak.
“Ez sok kérdést vetett fel azzal kapcsolatban, hogy ez a két szülőfaj hogyan maradhat el egymástól, ha úgy tűnik, hogy meglehetősen szabadon admixelnek” – mondja Tung.
ahhoz, hogy megértsük ezt a folyamatot, Tung és kollégái ősteszteket végeztek — “figyeljük, tudod, Abby, a pávián kaki, majd felvesszük a székletmintáját, és kivonjuk belőle a DNS — t” -, és összehasonlítjuk ezeket az eredményeket viselkedési megfigyelésekkel.
a csapat legutóbbi tanulmányában a vizsgált 22 Amboseli pávián 12-72% anubis származással rendelkezik, beleértve a tiszta sárgának tűnő egyéneket is. Az átható anubis genetikai jelek arra utalnak, hogy a faj több száz, akár több ezer generáció óta párosodik.
további elemzések, beleértve a távolabbi páviánokat is, azonban kimutatták, hogy hibridek csak az anubis és a sárga páviánok törzsterületei közötti szűk, átmeneti zónában léteznek. Lehetséges, Tung úgy gondolja, hogy a hibrid tulajdonságok ebben az adott élőhelyben vagy társadalmi csoportban máshol nem lehetnek hasznosak. Például, a sötétebb anubis szőr, hogy egyes hibridek is túlmelegedhet páviánok tiszta-sárga terület, amely általában melegebb, szárazabb és több szavanna-szerű, mint a hegyvidéki erdők tiszta anubis földet. Ha igen, akkor azt sugallja, hogy a homininok közötti hibridizáció bizonyos környezetekben és társadalmakban is hasznos lehetett, de másokban nem.
hogyan lehet észrevenni egy hibridet
Ackermann is kutatja a páviánokat, de az övé halott. A csontváz anatómiájának szakértője a 2000-es évek elején érdeklődött a hibridizáció iránt, miközben ismert törzskönyvekkel rendelkező páviánokból származó csontokat tanulmányozott. Azt vette észre, hogy egyes egyének nézett egy kicsit szokatlan, csak hogy ellenőrizze a nyilvántartást, és úgy találják, hogy hibridek.
“nagyon gyorsan úgy döntöttem, hogy megpróbálom kvantitatív módon jellemezni azt, amit láttam” – emlékszik vissza Ackermann.
remélte, hogy olyan csontvázi tulajdonságokat talál, amelyek általában a keresztezésből származnak, amelyek felhasználhatók a hibridek észlelésére az emberi fosszíliák között. Provokatív cél volt, évekkel azelőtt, hogy a genetikai módszerek megerősítenék a hominin hibridizációt. De a megközelítésének előnye van még a legmodernebb genetikai elemzéssel szemben is: Míg az ősi DNS megbízhatóan azonosítja a hibrideket, ritkán tartják fenn a 10 000 évnél idősebb meleg régiók csontjaiban. Mivel a látható csontvázakra összpontosít, Ackermann potenciálisan azonosíthatja a hibrid kövületeket, amelyek a homininok több mint 6 millió éves történelmét fedik le.
a fogságban élő 169 sárga, anubis és hibrid páviánok koponyáit mérve megállapította, hogy a hibridek nem egyszerűen az anyafajták intermedierjei. Gyakran vannak olyan rendellenességek, mint például az extra vagy a rosszul beállított fogak. Volt értelme, hogy Ackermann: A hibridek kifejlesztése parancsokat kapna mindkét szülő genomjától, amelyek nem szinkronizálhatók abban az esetben, ha bizonyos fogak vagy csontok kialakulnak. Ezek a kis hibák nem befolyásolják az egyén evolúciós alkalmasságát, de a kutatókat egy hibridre irányíthatják.
Ackermann ugyanazokat a fejlődési furcsaságokat találta a különböző emlőscsoportokban, mint például a gnúk és a gorillák. Aztán módszerét az emberi ősökre alkalmazta.
az antropológusok régóta vitatják, hogy bizonyos hominin kövületek hibrideket képviselhetnek-e, de érveiket általában azon alaptalan feltételezés alapján alapozták meg, hogy a hibridek hasonlítanak szüleikre, vagy átlagokra. Egy 2010-es tanulmány, Ackermann használt fejlődési rendellenességeket javaslom, hibrid jelöltek, mint 130,000 éves Neandervölgyiek Horvát kóros premolars pedig 100,000 éves modern embert Izraelből a vonások, mint a rendezetlen fogakat, majd egy aszimmetrikus arcát.
egy 35 000 éves anatómiailag modern emberi koponyát is tartalmazott Romániából. Öt évvel Ackermann tanulmánya után, ugyanazon a helyen egy másik Homo sapiens ősi DNS-je kimutatta, hogy az egyénnek csak négy-hat generációja volt neandervölgyi őse.
Evolution in Fast Forward
Ackermann és kollégái szeretnék tudni, hogy ezek a fejlemények mennyire gyakoriak a hibridek között, és hogy fennmaradnak-e a következő generációkban. Kollégái a University of Calgary tenyésztett több generáció egerek három alfaj és két faj a projekt. A Fokvárosi Egyetem Kerryn Warren, Ackermann csapatának nemrégiben doktori hallgatója elemezte a csontokat.
a projekt folyamatban van, de Warren doktori disszertációja, melynek címe “Az egerek és a homininek”, előnézetet kínál: A hibrid közösségek meglepően változatosak. Az utódok hasonlíthatnak egy szülőre vagy egy keverékre — vagy olyan formákat ölthetnek, amelyek nem hasonlítanak a szülőre. Keveredés lehetővé teszi, faj, hogy a csere, majd keverjük el a gének, illetve a regény vonások, ami ezeket a “reménykedő szörnyek,” mint Warren, illetve más kutatók hívás hibridek, hasznos lehet evolúciós hivatkozások, különösen az őseink.
ahogy a Homo sapiens globálisan bővült, új környezetekkel, élelmiszerekkel és betegségekkel szembesültek. A migránsok alkalmazkodhattak volna ezekhez a nyomásokhoz, de ez sok generációt vett volna igénybe.
Egyes csoportok azonban nem voltak képesek felgyorsítani ezt a folyamatot: A fedeztetés a Neandervölgyiek, s Denisovans találkoztak az új világ, a vonalak segítségével az újonnan érkezett, a Homo sapiens is szerzett helyben adaptív gének kapcsolatos bőr haj színe, a metabolizmus pedig mentelmi több, mint puszta évtizedekben. “Ez olyan messzire ugrik, hogy mit lehet elérni a természetes szelekció révén” – mondja Ackermann. “A hibridizációnak komoly hatása volt, nagy hatással volt az emberekre.”