فسیل تبار انسانیان: روش‌های تحلیل فسیل

فسیل 75هزارساله

فصل‌کننده‌ها و وصل‌کننده‌ها

تاکسونومی استفاده شده در این کتاب، شمار نسبتاً زیادی از گونه‌های هومینین را به رسمیت می‌شناسد، اما همهٔ محققان این تعداد زیاد از گونه‌ها را به رسمیت نمی‌شناسند.

پژوهشگرانی را که طرفدار تاکسونومی‌هایی‌اند که شمار زیادی از گونه‌ها را تایید می‌کنند «فصل‌کننده‌ها» (splitters) و آن‌هایی که گونه‌های کمتری را به رسمیت می‌شناسند «وصل‌کننده‌ها» (lumpers) می‌نامند.

هر دو گروه از محققان، در جست‌وجوی شاهد مشابهی‌اند، آنها فقط آن مدارک را متقاوت تقسیر می‌کنند. بیشتر اختلاف‌ها در میان دیرین‌انسان‌شناسان درباره تعداد گونه‌های به رسمیت شناخته شده در شواهد فسیلی هومینین، نتیجهٔ تقاوت در شیوه‌ای است که آنها در تقسیر تغییرات به کار می‌گیرند.

محققانی که بر اهمیت استمرار و پیوستگی‌ها در درون شواهد فسیلی تاکید دارند عموماً رأی به گونه‌های کمتر می‌دهند، در حالی که آن‌هایی که بر پیوستگی‌ها و انفصال‌های درون شواهد فسیلی پافشاری می کنند، به‌طورکلی گونه‌های بیشتری را به رسمیت می‌شناسند.

با وجود این، وقتی که همه چیز گفته و انجام شد نیز تمام تاکسونومی‌ها فرضیه‌اند. اگر دانشمندان تاکسونومی‌شان را تشریح کنند، آنگاه دانشمندان دیگری می‌توانند آن شواهد و مدارک را، به هر روشی که برمی‌گزینند، دوباره تقسیر کنند. پس از توصیف نمونه‌های فسیلی، دانشمندان آن‌ها را درون تاکسون‌های گونه‌ای جای می‌دهند که به رسمیت می‌شناسند.

تحلیل کلادیستیک

زمانی که بررسی تاکسونومیِ یک نمونه جدید انجام شد، محققان به مرحله بعدی قدم می‌گذارند. این مرحله شامل به کارگیری یا روش‌های کلادیستیک برای درک این نکته است که یک تاکسونِ فسیلِ هومینین چه نسبت و خویشاوندی با انسان‌های مدرن(هوموساپینس) و با دیگر تاکسون‌های فسیل اعضای تبار انسان دارد.

اصطلاح فنی «کلاد»، به تمام (نه کمتر و نه بیشتر) موجوداتی بازمی‌گردد که از نزدیکترین نیای مشترک منشأ گرفته‌اند. کوچکترین کلاد فقط شامل دو تاکسون می‌شود و بزرگترین کلاد همهٔ موجودات زنده را در بر می‌گیرد.

تحلیل کلادیستیک تاکسون‌ها را بر اساس میزان ریخت‌شناسی مشترک آنها مرتب می‌کند، اما این ریخت‌شناسی باید از نوع خاصی باشد. برای سودمند بودن ریخت‌شناسی استفاده شده در تشخیص خویشاوندی‌های موجود، میان گونه‌های خویشاوند نزدیک، این ریخت شناسی باید بین دو تاکسون یا بیشتر مشترک باشد، اما همچنین باید تغییراتی را در میان گروه تحت بررسی به نمایش بگذارد؛ به طوری که بتوان از آن برای تفکیک گروه مورد نظر به زیرگروه‌ها یا کلادها استفاده کرد.

برای مثال، خصوصیات سازنده تمام پستانداران نخستی عالی، مانند حضور نوک پستان و خون گرم، در مرتب کردن جزئیات خویشاوندی میان انسان‌ریخت‌های بزرگ کاربردی ندارد. اما در آن سوی طیف، آن ریخت‌شناسی که فقط در یک تاکسون یافت شود نیز نمی‌تواند در کشف خویشاوندی‌های میان تاکسون‌ها به کار آید. دو تاکسون، که ریخت‌شناسی ویژه‌ای را با یکدیگر سهیم باشند، تاکسون‌های خواهر شناخته می‌شوند. این جفت تاکسون‌های خواهر است و همین طور تا آخر.

دیاگرام Pan Homo تاکسون خواهر کلاد Gorilla نیز تاکسون خواهر خود را دارند (برای مثال انشعاب‌ها، که نتیجهٔ کار به شمار می‌آید، کلادوگرام نامیده می‌شود. خویشاوندی‌های مشابه را می‌توان از طریق نوشتن مجموعه‌ای نمایش داد، (((Homo Pan) Gorilla) Pongo)) از پرانتزها، مانند تحلیل کلادیستیک بر این قرض استوار است که اگر اعضای دو تاکسون ریخت‌شناسی مشابهی داشته باشند، باید آن را از نزدیک‌ترین نیای مشترک به ارث برده باشند.

این فرضی اغلب دفاعی‌پذیر است اما نه همیشه، ما می‌دانیم که نخستی‌ها، از جمله نخستی‌های عالی، تکامل همگرایی را تجریه کرده‌اند، فرآیندی که طی آن، دودمان‌ها متقاوت ریخت‌شناسی مشابهی را مستقلا تکامل می‌دهند. اصلاح به ریخت‌شناسی مشابهی اشاره دارد که در دو گونه مشاهده می‌شود، اما از نزدیک‌ترین جد مشترک (homoplasy) هوموپلازی آنها به ارث نرسیده است. برای مثال، احتمال دارد که مینای ضخیم دندان بیش از یک بار در انسان تکامل پیدا کرده باشد، بنابراین یک هوموپلازی در داخل کلاد هومینین است.

فسیل DNA

تازه‌ترین شکل تحلیلی برای روشن ساختن خویشاوندی میان تاکسون‌های هومینین، بر استخراج و تجزیه و تحلیل DNA متکی است.

خانوادهٔ شما، که متشکل از خویشاوندان نزدیک است، برای متال، برادرها و خواهر ها DNA مشترک بیشتری در قیاس با پسرعموهای دور دارند. این امر در مورد تاکسون‌ها نیز برقرار است. با وجود این، به رغم اهمیت DNA در حیات ما، فرآیند فسیل‌شدگی سبب می‌شود تا اسیدهای نوکلئیک به سرعت تخریب شوند. برای مثال، پس از ۵۰هزارسال فقط مقادیر کوچکی از DNA باقی می‌ماند و حتی این مقدار باقی‌مانده نیز به قطعات کوچکی شکسته می‌شود.

تیمی به سرپرستی «سوانتینیو» (Svante Paa bo)، زیست‌شناس مولکولی در «مؤسسهٔ ماکس پلانک برای انسان‌شناسی تکاملی» در لایپزیگ نخستین تیمی بود که DNA را از یک فسیل هومینین به دست آورد.

محققانی که سرگرم تحلیل فسیل DNA هستند، باید احتیاط و برای جلوگیری از آلودگی و نیز ردیابی و کشف آلودگی‌ها مراقبت ویژه‌ای به عمل آورند. هنگام کار افراد با فسیل‌ها به ناگزیر اثری از مو و پوست‌شان روی فسیل‌ها می‌ماند که خود اینها منبع بالقوه آلودگی‌اند. دانشمندان باید مطمئن شوند که در حال شناسایی و یافتن DNA تقویت شده از فسیل هومینین و نه DNA منابع دیگرند.

در بررسی اخیری از فسیل خرسی در غار، محققان روی آن توالی‌های DNA افزون بر بیست انسان مدرن را یافتند. ده‌ها نفر با بیشتر فسیل‌های هومینین، و به ویژه آنهایی که در سال‌های بسیار قیل یافت شدند، سر و کار داشته‌اند. مشخص کردن اینکه کدام یک از توالی‌های فراوان DNA ای که از یک فسیل انسان مدرن به دست آمده واقعاً به آن فرد تعلق دارد یک چالش خواهد بود.

گرادها

grad-evoهوموپلازی (Homoplasy) (کسب یک ویژگی توسط دو یا چند تاکسون که از نزدیکترین جد مشترک منشأ نگرفته باشد، بلکه ناشی از همگرایی، توازی یا بازگشت باشد.) تلاش‌های ما را برای مرتب کردن هومینین‌های اولیه در قالب کلادها پیچیده و بغرنج می‌سازد.

گراد (grade) مفهومی است مبتنی بر آنچه یک جانور انجام می‌دهد و نه اینکه خویشاوندی‌های تباری آن چیست. بنابراین برای مثال، خودروهای SUV هم ارز یک گرادند، در حالی که همهٔ اتومبیل های تولید‌شده‌ی شرکت «فورد موتور»، که کامل طیفی از خودروهای SUV نیز می‌شوند، هم ارز یک کلاد به شمار می‌آیند.

گردها همچنین ممکن است کلاد نیز باشند، اما الزاماً چنین نیستند. برای مثال، میمون‌های برگخوار یک گرادند و نه یک کلاد، زیرا میمون‌های برگخوار، از دنیای قدیم و جدید، به ترتیب فقط جزئی از کلادهای بسیار بزرگتر میمون‌های دنیای قدیم و جدید محسوب می‌شوند.

یک کلاد باید متشکل از تمام زاده‌های یک نیای مشترک باشد، نه اینکه فقط برخی از آنها را درون خود جای دهد. دیرین‌انسان‌شناسان احتمالا بیشتر دربارهٔ گرادها توافق دارند تا کلادها، اما تعیین الگوی شاخه‌بندی درخت حیات چیزی است که باید پیگیری شود، حتی اگر نتایج به دست آمده جنجال برانگیز و مناقشه آمیز باشد.