când vine vorba de specii, spune Antropologul biologic Rebecca Ackermann, „uitați tot ce ați învățat în liceu.”
definiția clasică a manualului, cunoscută sub numele de conceptul de specie biologică, este un grup de organisme care produc doar descendenți fertili unul cu celălalt. Prin această regulă, câinii domesticiți sunt o singură specie — fie că sunt dachshund sau Great Dane-dar un măgar și un cal nu sunt.
Ackermann, profesor la Universitatea din Cape Town din Africa de Sud, favorizează o definiție diferită care nu depinde de sexul de succes: un grup de organisme schimbul de un amestec de trăsături anatomice, comportamentale și genetice care le distinge de alte grupuri. Dar, adaugă ea, ” mulți, mulți biologi evoluționiști pe care îi cunosc evită adesea cuvântul specie în întregime.”
asta pentru că arborele evolutiv este încurcat și multe organisme de pe ramuri divergente se pot încrucișa încă. „Canidele au, porcii au, șoarecii au. Îl numiți și are”, spune biologul evoluționist al Universității din Georgia, Michael Arnold. „Există un hibrid sub fiecare tufiș.”
asta îi include și pe strămoșii noștri. Dovezile genetice au arătat că vechii Homo sapiens s-au încrucișat cu neanderthalienii și verii lor din est, Denisovanii, de mai multe ori de la 100.000 la 40.000 de ani în urmă. Neanderthalienii și Denisovanii s-au împerecheat între ei, iar Denisovanii s-au cuplat cu o descendență îndepărtată, necunoscută încă din fosile, care ar fi putut fi mai aproape de Homo erectus anterior.
în studiile ADN antice recente, aproape „de fiecare dată când un individ nou este secvențiat din înregistrările fosile umane”, spune Ackermann, „există o nouă dovadă pentru fluxul genetic.”încrucișarea ar fi putut fi o temă comună în evoluția umană, dar este greu de înțeles astăzi, când a noastră este singura specie Homo rămasă. Pentru a înțelege mai bine trecutul nostru, antropologi precum Ackermann au început să cerceteze alte animale care se împerechează între liniile clasice de specii biologice.
există o problemă majoră cu conceptul de specie biologică: Nu poate fi aplicat organismelor care se reproduc asexuat, care include majoritatea microbilor. Cerința de sex reprezintă, de asemenea, o provocare pentru animalele dispărute, deoarece paleontologii nu pot spune doar uitându-se la două fosile similare dacă creaturile s-ar putea împerechea. Excluderea organismelor dispărute și asexuate înseamnă că conceptul de specie biologică nu funcționează pentru marea majoritate a vieții care a existat.cu toate acestea, biologii au susținut mult timp definiția, în parte pentru că se potrivea imaginii predominante a evoluției ca un copac ramificat, în care o singură specie ancestrală se diferențiază în linii distincte de specii descendente.
„a fost o idee clasică”, spune Arnold. În schimb, spune el, trebuie să recunoaștem că, pe măsură ce descendenții se ramifică, „genele sunt încă schimbate, chiar dacă le numim specii diferite.”încrucișarea a fost detectată acum la 10% din speciile de animale și la 25% din primate, inclusiv încrucișări continue între rude îndepărtate precum gelada și maimuțele babuin, al căror ultim strămoș comun a trăit în urmă cu aproximativ 4 milioane de ani.recunoscând omniprezența încrucișării între primate, Arnold a scris o carte în urmă cu un deceniu care susținea că hibridizarea a avut loc probabil în evoluția umană. A primit câteva recenzii dureroase de la antropologi, care au crezut că Homo sapiens nu a luat parte la afacerile interspecifice — până la câteva luni mai târziu, când secvențierea genomului neanderthalian a dezvăluit că au făcut-o.
„am încercat să nu mă simt prea îngâmfat pentru că am greșit atât de multe lucruri în timpul carierei mele științifice”, își amintește Arnold.
ce ne-au învățat babuinii
deși ADN-ul confirmă faptul că homininii antici s-au încrucișat, nu spune întreaga poveste, inclusiv modul în care s-au descurcat descendenții hibrizi în diferite medii sau societăți.
„nu vom putea urmări niciodată interacțiunile dintre hominizii arhaici și propria noastră descendență în timp real, dar asta putem face cu primatele neumane”, spune Jenny Tung, antropolog biologic la Universitatea Duke.Tung studiază babuinii în bazinul Amboseli din Kenya. Populația a fost observată de zeci de ani. Deși sunt în mare parte babuini galbeni, în anii 1980 cercetătorii au observat ocazional babuini anubis, o specie separată Găsită în nord.
descendențele s — au împărțit în urmă cu aproximativ 1,4 milioane de ani-de două ori mai mult decât se credea că separă Neanderthalienii de oamenii moderni. Dar, în ciuda diferențelor fizice și genetice dintre specii, hibrizii documentați printre babuini sunt fertili și înfloritori.
„asta a început să ridice o mulțime de întrebări despre cum pot aceste două specii părinte să rămână separate una de cealaltă dacă par să se amestece destul de liber”, spune Tung.
pentru a înțelege acest proces, Tung și colegii săi au efectuat teste de strămoși — „ne uităm, știți, la Abby, la rahatul de babuin și apoi îi luăm proba fecală și extragem ADN din ea” — și comparând aceste rezultate cu observațiile comportamentale.
în studiul recent al echipei, cei 22 de babuini Amboseli testați aveau 12 până la 72% strămoși anubis, inclusiv indivizi care arătau ca niște galbeni Puri. Semnăturile genetice omniprezente Anubis sugerează că specia se împerechează de sute, chiar mii de generații.analiza ulterioară, inclusiv babuinii de la distanță, a arătat totuși că hibrizii există doar într-o zonă îngustă, de tranziție, între teritoriile de bază ale Anubis și babuinii galbeni. Este posibil, crede Tung, ca trăsăturile hibride din acest habitat sau grup social să nu fie benefice în altă parte. De exemplu, blana anubis mai închisă pe care o au unii hibrizi poate supraîncălzi babuinii pe teritoriul galben pur, care tinde să fie mai fierbinte, mai uscat și mai asemănător savanei în comparație cu pădurile montane din pământul anubis pur. Dacă da, sugerează că hibridizarea între hominine ar fi putut fi utilă și în unele medii și societăți, dar nu și în altele.
cum să identifici un hibrid
Ackermann cercetează și babuinii, dar ai ei sunt morți. Expertă în anatomia scheletului, s-a interesat de hibridizare la începutul anilor 2000, în timp ce studia oasele de la babuini cu pedigree cunoscute. Ea ar observa că unele persoane arata un pic neobișnuit, doar pentru a verifica înregistrările lor și pentru a găsi ei au fost hibrizi.
„foarte repede am decis că voi încerca să caracterizez cantitativ ceea ce vedeam”, își amintește Ackermann.
ea spera să găsească trăsături scheletice care rezultă din încrucișarea în general, care ar putea fi folosite pentru a identifica hibrizii printre fosilele umane. A fost un obiectiv provocator, cu ani înainte ca metodele genetice să confirme chiar hibridizarea homininei. Dar abordarea ei are un avantaj față de cea mai recentă analiză genetică: În timp ce ADN-ul antic poate identifica în mod fiabil hibrizii, este rar păstrat în oase din regiuni calde mai vechi de 10.000 de ani. Deoarece se concentrează pe trăsăturile scheletice vizibile, Ackermann poate identifica fosile hibride care acoperă istoria de peste 6 milioane de ani a homininelor.
măsurând cranii de la 169 de babuini galbeni, Anubis și hibrizi care au trăit în captivitate, ea a descoperit că hibrizii nu sunt pur și simplu intermediari ai speciei părinte. Cu toate acestea, au frecvent anomalii, cum ar fi dinții suplimentari sau nealiniați. A avut sens pentru Ackermann: Hibrizii în curs de dezvoltare ar primi comenzi de la genomul ambilor părinți, care ar putea să nu fie sincronizate în ceea ce privește momentul în care ar trebui să se formeze anumiți dinți sau oase. Aceste mici erori nu ar afecta capacitatea evolutivă a individului, dar ar putea înclina cercetătorii către un hibrid.Ackermann a găsit aceleași ciudățenii de dezvoltare în diverse grupuri de mamifere, cum ar fi GNU și gorile. Apoi și-a aplicat metoda strămoșilor umani.
antropologii au dezbătut mult timp dacă anumite fosile de hominină ar putea reprezenta hibrizi, dar de obicei își bazează argumentele pe presupunerea nefondată că hibrizii seamănă cu intermediari sau medii ale părinților lor. Într-un studiu din 2010, Ackermann a folosit anomalii de dezvoltare pentru a sugera candidați hibrizi, cum ar fi Neanderthalienii de 130.000 de ani din Croația cu premolari anormali și oamenii moderni de 100.000 de ani din Israel cu trăsături precum dinții nealiniați și o față asimetrică.
ea a inclus, de asemenea, un craniu uman modern anatomic vechi de 35.000 de ani din România. La cinci ani după studiul lui Ackermann, ADN-ul antic de la un alt Homo sapiens din același loc a dezvăluit că individul avea un strămoș neanderthalian cu doar patru până la șase generații în urmă.
evoluția în Fast Forward
Ackermann și colegii ei vor să știe cât de frecvente sunt aceste ciudățenii de dezvoltare printre hibrizi și dacă persistă în generațiile următoare. Colegii ei de la Universitatea din Calgary au crescut mai multe generații de șoareci din trei subspecii și două specii pentru proiect. Universitatea din Cape Town Kerryn Warren, un student recent de doctorat în echipa lui Ackermann, a analizat oasele.
proiectul este în desfășurare, dar teza de doctorat a lui Warren, intitulată „Despre șoareci și hominini”, oferă o previzualizare: Comunitățile hibride sunt surprinzător de diverse. Puii pot semăna cu un părinte sau cu un amestec — sau pot lua forme diferite de părinți. Amestecul permite speciilor să-și schimbe și să-și amestece genele, iar trăsăturile noi care rezultă în acești „monștri plini de speranță”, așa cum Warren și alți cercetători numesc hibrizi, ar putea fi scurtături evolutive utile, în special pentru strămoșii noștri.pe măsură ce Homo sapiens s-a extins la nivel global, s-au confruntat cu noi medii, alimente și boli. Migranții ar fi putut evolua adaptări la aceste presiuni, dar ar fi fost nevoie de multe generații.cu toate acestea, unele grupuri au reușit să accelereze acest proces: prin împerecherea cu Neanderthalienii și Denisovanii pe care i-au întâlnit în noua lor lume, descendențele nou-venitului Homo sapiens ar fi putut dobândi gene adaptive locale legate de culoarea pielii și părului, metabolism și imunitate de-a lungul a doar câteva decenii. „Asta sare cu mult înainte de ceea ce ai putea realiza prin selecția naturală”, spune Ackermann. „Hibridizarea a avut un efect grav, un impact mare asupra oamenilor.”