4.32 Hvem er pappaen din? (2023)

Dr. A.S. Dan Moore og Dr. Brian Tonks, Institutt for geologi og fysikk, BYU-Idaho

Den menneskelige hjernen har 100 milliarder nevroner, hver nevron koblet til 10 tusen andre nevroner. Å sitte på skuldrene er det mest kompliserte objektet i det kjente universet. – Michio Kaku

Læringsmål:

• Forstå den grunnleggende naturen til disse organismer og være i stand til å identifisere muligheter, hindringer og tilpasninger som kjennetegner overgangene mellom dem: Australopiths,Stående mann, og arkaisk (anatomisk moderne)En klok mann.Forstå også de grunnleggende egenskapene til neandertalere og Denisovans.

Mangfoldet og levetiden til australopith-arter vitner om deres suksess som foragere på de afrikanske slettene. Likevel var ikke australopitter i stand til regelmessig å høste en spesielt rik kilde til slettekalorier, kjøttet fra flokkdyr. I denne forstand representerer australopitter et essensielt første skritt i overgangen fra arboreal til sletteaper.Figur 4.57viser den tidsmessige rekkevidden av viktigeforløperogekte homininarter, sammen med andre viktige aspekter ved menneskelig evolusjon.

Støping av australopiths genererte vår slekt, som inkluderer tidlige medlemmer somEn hendig mannogStående mann.Homokropper ble støpt for å konsekvent og effektivt få tilgang til kaloriene hos pattedyr på store sletter som antiloper og elefanter. Denne fascinerende evolusjonsepisoden omfatter de siste store trinnene i å danne anatomisk moderne menneskekropper. Disse overgangene er bemerkelsesverdige fordi de formet jordens øverste rovdyr (deg) fra en australopisk kropp som manglet de fysiske egenskapene til tradisjonelle rovdyr.

Støping Australopiths inn i Homo erectus

Australopiths var de første apene som gikk oppreist effektivt, lever for å fôre livsstiler i gressletter og lage og bruke enkle verktøy.Til tross for disse suksessene, var Australopiths fattige løpere, kunne ikke nøyaktig manipulere små verktøy og konkurrerte bare dårlig med rovdyr for tilgang til kjøtt.

Stående mannvar en langlevende homininart som hadde fullt menneskelige skjeletter fra halsen og ned; kunne løpe effektivt over lange distanser midt på dagen; laget og brukt forbedrede verktøy; kunne kaste med kraft og nøyaktighet; og hadde relativt store hjerner og økt kognisjon og sosialisering. Denne arten dukket opp av ~2 Mya, hadde stort sett blitt erstattet av andreHomoArter (inkludert vår egen) av ~ 300 kya, og ble utdødd av ~ 50 kya.Stående mannEnkeltpersoner sto ~ 4,6-6,0 fot høye (1,4–1,8 m) og veide 90–130 pund (40–60 kg).Hvis du observerte enH. AlertIndividuell som går nedover gaten, vil du ikke legge merke til noe rart med kroppene deres - bortsett fra hodene deres, som var omtrent en tredje mindre enn moderne mennesker og hadde fremtredende pannerygger og ingen haker.H. reistelevde jeger-samler livsstil og var den første kjente hominin som forlot Afrika.Figur 4.58illustrerer viktigH. Alertattributter.

H. AlertAttributter og atferd dukket opp over tid og var bemerkelsesverdig ‘menneskelig’.De var i stand til at jegere, laget og brukte spyd og steinverktøy som krevde stor fingerferdighet og dyktighet, bodde i små familiegrupper, bygde midlertidige hytter, brukte klær og ild og etablerte leirer med områder som fokuserte på spesifikke oppgaver som behandling av spill, å lage verktøy, matlaging og avhending av søppel.Deres livsstil indikerer at de hadde muligheten til å planlegge, kommunisere og koordinere aktiviteter, men det er uklart om de brukte talespråk.Dessuten antyder gjenstander at de kan ha vært i stand til enkel symbolsk tanke.

Figur 4.57.Illustrasjoner som bremser de tidsmessige områdene for mange homininarter (til venstre), den evolusjonære banen som produserte menneskekropper (nedre høyre) og milepæler i menneskelig evolusjon (øvre høyre).

(Menneskelig utvikling, forfatterillustrasjon, laget som et verk for leie av Eden Platt ved å bruke bilder laget som verk for leie av Brian Walton. Lisensiert som CC-BY-SA-3.0.)

Figur 4.58.Bilder som viser viktige attributter avStående mann.

(Kart, forfatterillustrasjon etter 2016 G. Grullón-bilde; Tool, José-Manuel Benito Álvarez, https://bit.ly/3yzK9Am, CC -BY-SA-2.5; Skeleton, Chip Clark/USSI, https://s .si.edu/39QPkRP, CCO; Reconstruction, Neanderthal Museum, https://bit.ly/3sye Ul 5, CC-BY-SA -4.0; Tribe, Christian Jegou, kjøpte SPL-lisens. Lisensiert som CC-BY-SA -3,0.)

Som nevnt inneholdt de samme gressletter som australopitter samlet insekt- og plantemat rikelig med flokker av store pattedyr. Kjøttet til disse flokkdyrene representerte en enormmulighet, en uutnyttet kilde til kaloririk mat. Dessverre var australopithiske kropper et resultat av nesten 60 My of seleksjon for å leve i trær og samle og spise frukt, insekter og blader – etterfulgt av en kortere periode med seleksjon for å leve en fôrsøkende livsstil på de afrikanske slettene. Disse periodene med seleksjon for arboreal og deretter slett-forager livsstil produserte australopiths kropper som var trege, svake og manglet klør, skarpe tenner og naturlig kroppsrustning. Disse fysiske egenskapene representerte betydeligehindringerDet forhindret Australopiths fra å få tilgang til det kaloririke kjøttet av store sletterpattedyr.

Til tross for disse formidable barrierer, utviklet minst en avstamning av Australopiths evnen til å pålitelig drepe store sletter.De gjorde det ved å bruke et svært ukonvensjonelt sett med rovdrivende attributter.DissetilpasningerInkludert underkropper (rumper, hofter, ben og føtter) støpt for å effektivt kjøre lange avstander;hender støpt for den fi n-motoriske kontrollen og sterkt grep som er nødvendig for å lage og bruke presisjonsverktøy;skuldre støpt for kraftig, nøyaktig kast;Hjerner (og deres containere, hodeskaller) støpt for planlegging, kommunikasjon og arbeidende effektivt i grupper;og attributter som tillot kraftig fysisk aktivitet under den varmeste delen av dagens aktivitet.Spesielt inkluderer ikke disse tilpasningene typiske rovdrivende attributter som skarpe kroppsdeler, styrke eller hastighet.

Tilpasningene som aktiverteH. Alertå være aktive midt på dagen når de fleste dyrene er inaktive inkludert oppreist holdning, bibeint bevegelse, en slank kroppsbygning som minimerte eksponering for solen, tynt hår og utrolig rikelig med svettekjertler som avgir varme. Selv om hår finnet over det meste av kroppen, ble det tykt hår igjen der det var nyttig – på toppen av hodet der det beskyttet mot sollys, over øynene der det skjermet øynene og hjalp til med nonverbal kommunikasjon, og under armene og mellom bena der det ga beskyttelse og smurte bevegelige deler.

Da homininhår ble firer, var huden deres - som var lett fordi det hadde blitt dekket av hår - tilpasset de skadelige UV -strålene i intenst, ekvatorial sollys.Som et resultat utviklet disse afrikanske homininene vakkert beskyttende, lav-breddegående mørk hud.Forresten, lysfarget hud dukket opp igjen mye senere i homininpopulasjoner som migrerte til miljøer med høy breddegrader i Eurasia der mangel på pigmentering maksimerte vitamin-D-produksjonen.Genetiske og fossile bevis tyder på at den innledende finningen av homininhår og fremvekst av beskyttende pigmentering og svettekjertler skjedde med ~ 2.3 MYA med fremveksten avEn hendig mann, de første medlemmene av vår slekt.

Viktigere er at valg for evnen til pålitelig å høste kjøtt med høyt kaloriinnhold og å overleve på slettene – der hver busk kunne skjule et rovdyr – ga positive tilbakemeldinger som kontinuerlig forbedret erkjennelsen. Sagt annerledes, for at homininer skal lykkes med å jakte på kaloririke dyr og unngå å bli spist, krevde det forbedret planlegging, mental kartlegging, samarbeid, smarthet og verktøy. Dette krevde selvfølgelig et større mer komplekst informasjonsbehandlingsorgan (hjerne), som krevde flere kalorier, som krevde økt kognisjon, og så videre. Forresten, du leser dette avsnittet på grunn av hjernen produsert av denne positive tilbakemeldingssløyfen.

Disse tilpasningene og prosessene produserte til sluttStående mannKropper som var utsøkt faste innstilt for drap på avstand.De gjorde dette ved å kaste spesialiserte spyd og ved å utvikle evner som ‘utholdenhetsjegere’.I denne formen for høsting av kaloririkt kjøtt, identifiserer en gruppe jegere og isolerer et stort medlem av en flokk, jager dyret til det faller fra varmeutmattelse, og deretter fikre det i relativt nær avstand.H. oppreistSpears kan drepe fra så langt som 60 m.Disse spydene var like i størrelse og vektfordeling som de moderne javeliner som ble brukt av kvinnelige olympiske idrettsutøvere.

Støping Homo erectus inn i Anatomisk-Moderne Homo sapiens

Stående manner den lengstlevende arten av vår slekt. Deres nesten to millioner års eksistens vitner om deres enorme suksess. Mange av deres egenskaper og atferd var bemerkelsesverdig menneskelige, menH. Alertvar ikke mennesker. Overgangen som til slutt formet segH. Alertkropper inn iEn klok mannresulterte hovedsakelig fra fortsatt hjernestøping.

Anatomisk moderneEn klok manner homininer hvis fossile skjeletter ikke kan skilles fra moderne mennesker, men hvis gjenstander indikerer at de manglet fullstendig moderne atferd som kompleks kultur og utbredt kunst. Egenskapene som anatomisk moderne mennesker delte med atferdsmessig moderne mennesker inkluderer tynt hår, rikelig med svettekjertler, store "pre-frontale cortexes", tynne kropper, kraftig fleksible skuldre, skrueliknende tenner og kjever, og avanserte finmotoriske ferdigheter. I tillegg brukte disse arkaiske menneskene språk og klær, bygde hytter og komplekse verktøy, kontrollerte og brukte ild levde i små familiegrupper, og ga omfattende opplæring gjennom langvarig barndom. Anatomisk moderne mennesker var usedvanlig godt tilpasset til vedvarende jakt og jeger-samler livsstil.

Den tidligste anatomisk moderneH. Sapienskom frem fra en overgangsart somH. heidelbergensisellerH. bodoensismed ~300 kya. Dette ble fulgt av den progressive fremveksten av moderne atferd som vanlige klær, som dukket opp ved ~170 kya, og kunst og ritualisert begravelse, som vises ved ~100 kya. Arten vår ble atferdsmessig moderne med ~40 kya. Disse moderne atferdene inkluderer utbredt, mangfoldig spesialiserte verktøy, dietter og kunst.Tabell 4.13viser viktige hendelser i fremveksten avH. klok, ogFigur 4.59illustrerer noen viktige egenskaper ved anatomisk moderne mennesker.

Tabell 4.13. Human Evolution Tidslinje

Figur 4.59. Bilder som viser flere viktigeEn klok mannattributter.

(Homo Sapiens, forfatterillustrasjon, opprettet som et verk for utleie av Eden Platt ved hjelp av disse bildene: kart, dbachmann, https://bit.ly/3yzqk7a, cc-by-saa-4.0; Skeleton, Emőke dénes, https://bit.ly/3w8d4vu, cc-by-a-4.0; Modern Family, Franco Lucato, https://shutr.bz/39lngi L, Shutterstock Royalty-free License; Modern Hunters, 2630ben, https://shutr.bz/3SXVCUC, Shutterstock Royalty-Free License. Lisensiert som CC-BY-SA-3.0.)

En klok mannKroppene er refensetStående mannkropper. Sagt på en annen måte, menneskekropper var et resultat av fortsatt seleksjon for evnen til å lykkes med å jakte store gressletter pattedyr. Sa en tredje vei, den brede skalaenmuligheter,hindringer, ogtilpasningerassosiert med fremveksten avH. klokKropper var utvidelser av de som produserteH. Alertkropper. Under overgangen som produserte moderneH. Sapiens,H. AlertKroppene endret seg veldig lite fra nakken og la løp og kaste evner i det vesentlige uendret.I kontrast skjedde signifikante endringer over nakken - til hodeskallen, hjernen og tilhørende erkjennelse.Spesielt den relative hjernestørrelsen påH. kloker blant de største av noen organisme som noen gang har levd på jorden. Den eneste kjente organismen å sammenligne er vår fetterart, neandertalere og denisovaner.

Ikke bare er hjernen vår større og mer sammensatte, men de inneholder også uforholdsmessig store frontalobber.Denne delen av hjernen vår ligger bak pannene våre.Det letter menneskelig beslutningstaking, planlegging, frivillig muskelkontroll og sosialt samspill.Utvidelsen avH. SapiensFrontale lober krevde hodeskallestøping som presset pannen nese-sward over brynryggen og gaH. klokvåre bemerkelsesverdig flate ansikter. Ikke bare forbedret den forbedrede erkjennelsen av forstørrede hjerner jakteffektiviteten, den økte sosialisering og forbedret evnen til å lage og bruke stadig mer mangfoldige og komplekse verktøy.

Hjerner forbruker en betydelig del av kroppens energi, og moderne menneskelige hjerner dukket opp under en periode med raske klimaendringer. Som sådan ble utviklingen av moderne hjerner støptH. klokkropper som er i stand til å bære med seg energien som trengs for å opprettholde hjernefunksjonen. Disse sterke selektive pressene er gjortH. klokKroppene er usedvanlig flinke til å lagre energi (tilføre fett) i tider med overflod og å bruke fett i tider med knapphet.

Så hvis du sliter med vekten din, ikke bli for frustrert. Nedslående som det er i dag, var din evne til å lagre fett avgjørende for overlevelsen til dine forfedre. Som vi skal diskutere senere, ble denne tilpasningen en byrde for menneskeheten først nylig, etter at mennesker begynte å leve en moderne livsstil preget av enkel tilgang til konsekvent rikelig, kaloririk og intenst forbehandlet mat.

Neandertalere og Denisovans

DeH. reisteavledet fra hvilketEn klok manndukket opp inne i Afrika utviklet seg til en fetterart utenfor Afrika, i Eurasia. Disse homininene, neandertalere og denisovaner, var mer like hverandre enn de varH. Sapiens. Sammenlignet medH. Sapiens, de var kortere, sterkere og mer tønnebrystet. Disse egenskapene kan ha vært tilpasninger til jakten på nært hold (bakhold) de praktiserte. I tillegg hadde søskenbarna våre litt større hjerner, sitronformede hodeskaller og betydelig større øyne, neser og øyenbryn.

I likhet med artene våre ble kroppene deres tilpasset en jeger-samler-livsstil, og de brukte et lignende verktøysett, hadde på seg klær, bodde i familiegrupper, bygde tilfluktsrom og kokte maten.De malte også på hulevegger, brukte smykker, ivaretatt de misdannede og eldre, og til tider rituelt begravet de døde.Det er uklart om de deltok i denne sistnevnte atferden på samme kompleksitetsnivå somH. Sapiens. Det er imidlertid klart at de var bedre tilpasset enn vår art til kaldt nordlig klima. Disse "nordlige" tilpasningene inkluderte lys hud.Figur 4.60illustrerer flere neandertaler og Denisovan attributter.

Husk at naturen til levende ting ikke tillater en enkelt definisjon av arter som fungerer i alle tilfeller. Tidligere brukte vi det reproduksjonsbaserte biologiske artsbegrepet. Denne definisjonen fungerer dårlig for våre søskenbarn. Selv om det eksisterte vedvarende forskjeller mellom neandertalere, denisovanere ogH. Sapiensover lange perioder (flere hundre tusen år) indikerer genetiske data klart at disse artene kan krysses og produsere fruktbart avkom.

Som et resultat av denne interavlen inneholder genomene til moderne mennesker med vestlige eurasiske aner opptil ~4 % neandertaler-DNA – og de med østlige Eurasia-, Stillehavs- eller Native American-forfedre inneholder opptil 6 % Denisovan-DNA. Spesielt er neandertaler- og denisovan-genomene i stor grad bevart i den moderne menneskeheten, fordi individuelle moderneH. Sapiensbevare ulike deler av våre fetters genom.

I tillegg til neandertalere og Denisovans, har menneskeheten oppdaget fossiler av andre nylig-utdødde (av ~ 50 kya) arter av homininer på øyer i Sørøst-Asia.Disse inkluderer den såkalte ‘Hobbit-arten’ (H. floresiensis) fra Indonesia og en art fra Filippinene (H. Luzonensis) med hender som viser arboreal tilpasninger. Dessuten har forskere nylig identifisert gener som ikke tilhørerH. Sapiens, Neandertalere, eller Denisovans.Det vil være fascinerende å oppdage hvilke flere arter som ble avbrutt med vårH. klokforfedre—H. Heidelberg? H. reiste?

Figur 4.60.Neanderthal og Denisovan attributter.Legg merke til rekonstruksjonen kledd i moderne klær.

(Neandertals/Denisovans, forfatterillustrasjon, laget som et verk for utleie av Eden Platt ved å bruke disse bildene: Kart, forfatterillustrasjon, etter WC-bilde, https://bit.ly/3sy2utr; Tool, Guérin Nicolas, https://bit .ly/ 3FEhHyJ, CC-BY-SA-3.0; Skeleton, Chip Clark/USSI, https://s.si.edu/3whHNmM, CC0; Mannlig rekonstruksjon, IR Stone, https://shutr.bz/3Pl 8qje , Shutterstock royaltyfri lisens; Rekonstruksjon av kvinner, forfatterfotografi; Neandertaler i forretningsantrekk, forfatterfotografi; Art, Don Hitchcock, https://bit.ly/3FK62OY, CC-BY-SA-4.0. Lisensiert som CC-BY- SA-3.0.)

Vårt siste mål har vært å illustrere den lovlige karakteren av evolusjonær utvikling for å hjelpe degH. klokkropp.Vi håper at du har vært i stand til å sette pris på hvor spektakulært godt spådommene om evolusjonsteorien samsvarer med de genetiske, embryologiske, fossile og andre egenskapene til levende og gamle organismer - inkludert moderne mennesker.Som du vet, denne samsvaret mellom spådommer og attributter vitner om at evolusjonære forklaringer på menneskelig opprinnelse inneholder stor forklarende makt og rikelig sannhet.

For veldig bredt og brie som oppsummerer, indikerer egenskapene til mennesker og andre kropper detH. Sapiens,H. neanderthalensis, og beslektede arter er større erkjennede versjoner av kroppene tilH. reisteog dets umiddelbare derivater. Dessuten indikerer fossile egenskaper detH. reistekropper ble resultatet av å støpe australopith-kropper for å lykkes som storviltjegere på slettene. Hvis vi strekker oss lenger tilbake, kan vi tenke på australopitter som slettetilpassede forløper-homininer formet av klimaavkjøling og den tilhørende spredningen av gressletter, og vi kan betrakte primater som blomstrende tre-tilpassede pattedyr.Figur 4.61illustrerer vakkert utviklingen av homininer som produserteH. klok.

Ved å legge til denne historien overgangene som vi utforsket tidligere, pattedyr er fisker som ble formet for effektivt å leve landlevende livsstil, benfisk er predasjonstilpassede myke fisker, primitive fisker er mobilitetstilpassede enkle dyr, primitive dyr er samarbeidende dyr. av komplekse celler er eukaryote celler symbiose-dedikerte sett med enkle celler, og enkle celler begynte som replikative uorganiske systemer tilpasset for å trekke ut energi fra kjemiske reaksjoner nær overflaten som stoppet opp da jorden avkjølt.Figur 4.33 illustrerer mange av de bredere utviklingsstatene som produserteH. klokgjennom livets historie. Sammen med det vi lærte tidligere om utviklingen av universet, atomene og jorden, utgjør denne historien det meste av reisen vårFra atomer til mennesker.

Figur 4.61. Illustrasjon av homininer gjennom tiden, som viser generelle trender mot økt høyde og hodeskallestørrelse. Legg merke til at relativt få av organismene som vises er forfedre tilH. klok.

(Hominins gjennom tiden, https://bit.ly/3yyYMUd, kjøpt SPL-lisens.)

Lovlig kroppsstøping er virkelig en vakkert effektiv måte å skape ‘uendelige former vakreste’.Likevel reagerer noen mennesker negativt på denne naturprosessbaserte forklaringen på utvikling av organismer-spesielt når det gjelder menneskelige attributter som kroppsform og intellektuell kapasitet.Selvfølgelig, hvis Gud skaper som mennesker gjør, blir disse sterke negative reaksjonene rettferdiggjort - til og med påkrevd - for alle som tror på en skaper.Imidlertid, hvis Gud skaper lovlig, blir disse reaksjonene urettferdige og forhindrer at enkeltpersoner ser ‘Guds hånd’ i naturens lovlige arbeid.

Hvis du reagerer negativt på naturlige prosessforklaringer som de vi har beskrevet, inviterer vi deg til å tenke grundig over hvorfor du godtardirekte guddommelig skapelse, som setter Guds ord opp mot Hans gjerninger, og avviserlovlig opprettelse, som kan forene begge former for skrift. Vi er vitne til at "Guds veier er ikke våre veier" når det gjelder Den pågående skapelsen av universet, jorden og livet - at Gud ikke skapte og ikke skaper slik mennesker gjør, men snarere at naturen dannet og formes på lovlig måte (Jesaja 55). ).

For The Curious

Menneskelig evolusjon: en veldig kort introduksjonav Bernard Wood (2^ndutgave, 2019, Oxford University Press).

Historien om menneskekroppen: evolusjon, helse og sykdommer bY Daniel Lieberman (2014, vintage).

Neandertalerne gjenoppdaget: Hvordan moderne vitenskap omskriver historien deresav Morse og Papagianni (2022, Thames & Hudson).