تحقیقات جدید نشان می‌دهد که می‌توان از فرگشت خرد برای پیش‌بینی نحوه عملکرد فرگشت در مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی‌تر استفاده کرد.

از زمانی که چارلز داروین نظریه برجسته خود را در مورد چگونگی فرگشت گونه‌ها منتشر کرد، زیست‌شناسان مجذوب مکانیسم‌های پیچیده‌ای شده‌اند که فرگشت را ممکن می‌سازد.

آیا مکانیسم‌های مسئول فرگشت یک گونه در طول چند نسل، که فرگشت خرد نامیده می‌شود، می‌تواند چگونگی فرگشت گونه‌ها در طول دوره‌های زمانی هزاران یا میلیون‌ها نسل، که فرگشت کلان نیز نامیده می‌شود را توضیح دهد؟

مقاله جدیدی که به تازگی در ژورنالِ Science منتشر شده است، نشان می‌دهد که توانایی جمعیت‌ها برای فرگشت و سازگاری در طول چند نسل، که فرگشت‌پذیری نامیده می‌شود، به طور مؤثر به ما کمک می‌کند تا بفهمیم فرگشت در مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی‌تر چگونه عمل می‌کند.

محققان با گردآوری و تجزیه و تحلیل مجموعه داده‌های عظیم از گونه‌های موجود و همچنین فسیل‌ها، توانستند نشان دهند که فرگشت‌پذیری مسئول فرگشت خرد بسیاری از صفات مختلف، میزان تغییرات مشاهده شده بین جمعیت‌ها و گونه‌های جدا شده تا یک میلیون سال را پیش‌بینی می‌کند.

کریستوف پلاون، استاد گروه زیست‌شناسی و نویسنده ارشد این مقاله، گفت: «داروین اظهار داشت که گونه‌ها به تدریج فرگشت می‌یابند، اما آنچه ما دریافتیم این است که حتی اگر جمعیت‌ها در کوتاه‌مدت به سرعت فرگشت یابند، این فرگشت (کوتاه‌مدت) در طول زمان انباشته نمی‌شود. با این حال، اینکه جمعیت‌ها و گونه‌ها به طور متوسط در دوره‌های طولانی چقدر متفاوت هستند، به توانایی آن‌ها برای فرگشت در کوتاه‌مدت بستگی دارد.»

مجموعه داده‌های بزرگ از موجودات زنده و فسیل‌ها

توانایی پاسخ به انتخاب و سازگاری، یعنی فرگشت‌پذیری، به میزان تنوع ژنتیکی بستگی دارد. محققان تجزیه و تحلیل خود را با جمع‌آوری یک مجموعه داده‌ی عظیم با معیارهای فرگشت‌پذیری برای جمعیت‌ها و گونه‌های زنده از اطلاعات در دسترس عموم انجام دادند. سپس آن‌ها فرگشت‌پذیری را در مقابل واگرایی جمعیت و گونه‌ها برای صفات مختلف مانند اندازه منقار، تعداد فرزندان، اندازه گل و موارد دیگر رسم کردند.

آن‌ها همچنین اطلاعات 150 دودمان مختلف فسیلی را بررسی کردند، جایی که محققان دیگر تفاوت در صفات مورفولوژیکی را در فسیل‌ها در طول دوره‌های زمانی به کوتاهی 10 سال و تا 7.6 میلیون سال اندازه‌گیری کرده بودند.

آن‌ها دیدند که صفات با فرگشت‌پذیری بالاتر، در بین جمعیت‌ها و گونه‌های موجود متفاوت‌تر بودند و صفات با فرگشت‌پذیری بالاتر به احتمال زیاد بین دو نمونه فسیلی متوالی با یکدیگر متفاوت بودند.

برعکس، صفاتی که فرگشت‌پذیری یا تنوع کمی دارند، بین جمعیت‌ها یا بین نمونه‌های فسیلی متوالی تغییر چندانی نمی‌کنند.

نوسانات محیطی کلید اصلی است

پلاون گفت، صفاتی که فرگشت‌پذیری بالاتری دارند به سرعت تغییر می‌کنند زیرا می‌توانند سریع‌تر به تغییرات محیطی پاسخ دهند.

محیط - چیزهایی مانند دما، نوع غذای موجود، یا هر ویژگی دیگری که برای بقا و تولید مثل فرد مهم است - نیروی محرکه تغییرات فرگشتی است زیرا جمعیت‌ها سعی می‌کنند با محیط خود سازگار شوند. به طور معمول، محیط‌ها از سالی به سال دیگر یا از دهه به دهه دیگر در حال تغییر هستند و در اطراف میانگین‌های پایدار در نوسان هستند. این باعث نوسان در جهت انتخاب می‌شود.

صفات بسیار فرگشت‌پذیر می‌توانند به سرعت به این نوسانات در انتخاب پاسخ دهند و در طول زمان با دامنه بالا در نوسان باشند. صفاتی که فرگشت‌پذیری کمی دارند نیز نوسان خواهند داشت اما کندتر و بنابراین با دامنه پایین‌تر.

پلاون گفت: «جمعیت‌ها یا گونه‌هایی که از نظر جغرافیایی از یکدیگر دور هستند در معرض محیط‌هایی قرار می‌گیرند که نوسانات آن‌ها همزمان نیست. در نتیجه، این جمعیت‌ها مقادیر صفتی متفاوتی خواهند داشت و اندازه این تفاوت به دامنه نوسان صفت و بنابراین به فرگشت‌پذیری صفت بستگی دارد.»

ترجمه: مهسا بدیعی

https://phys.org/news/2024-05-microevolution-evolution-longer-timescales.html

انسان رودولفی

تاریخ کشف: ۱۹۸۶

محل زندگی: شرق آفریقا (شمال کنیا، احتمالاً شمال تانزانیا و مالاوی)

زمان زندگی: حدود ۱.۹ تا ۱.۸ میلیون سال پیش

تنها یک فسیل واقعاً خوب از هومو رودلفنسیس وجود دارد. این فسیل دارای یک ویژگی بسیار مهم است: اندازه جمجمه 775 سانتی متر مکعب، که به طور قابل توجهی بالاتر از حداکثر اندازه جمجمه هومو هابیلیس است. حداقل یک جمجمه دیگر از همان منطقه نیز چنین ظرفیت جمجمه بزرگی را نشان می‌دهد.

در ابتدا تصور می‌شد که انسان رودولفی، نوعی از هومو هابیلیس است، اما نسبت به هومو هابیلیس، جمجمه‌ی بزرگتر، صورت کشیده‌تر و دندان‌های آسیاب و پیش آسیاب بزرگتری دارد. با این حال، به دلیل دو ویژگی آخر، برخی از دانشمندان هنوز معتقدند که این گونه را بهتر می‌توان به عنوان یک آسترالوپیتکوس در نظر گرفت، اگرچه با یک مغز بزرگ!

انسان رودولفی دندان‌های آسیاب بزرگ‌تر و پهن‌تری نسبت به هومو هابیلیس داشت. در حالی که دندان‌هایش فقط کمی کوچک‌تر از دندان‌های آسترالوپیتکوس‌ها بود، دارای فک سنگین و اتصالات قوی عضلات فک مانند انسان‌های اولیه نبود. این تفاوت‌های آناتومیکی احتمالاً نشان دهنده‌ی رژیم غذایی متفاوت بین انسان رودولفی و گونه‌های آسترالوپیتکوس اولیه است که قدرت جویدن بیشتری داشتند.

مانند سایر گونه‌های اولیه‌ی جنس هومو، هومو رودلفنسیس ممکن است از ابزارهای سنگی برای فرآوری غذا استفاده کرده باشد. با این حال، از آن‌جایی که بیش از یک گونه از انسان‌های اولیه در زمان ساخت و استفاده از ابزار زندگی می‌کردند، برای دانشمندان دشوار است که به طور قطع مشخص کنند کدام گونه مسئول ساخت و استفاده از اولین ابزارهای سنگی بوده است. در حال حاضر هیچ ابزار سنگی در همان لایه‌های فسیل‌های انسان رودولفی یافت نشده است، اما ابزارهای سنگی در همان دوره زمانی که او زندگی می‌کرد وجود دارد.

هنوز درباره اجداد اولیه خود همه چیز را نمی‌دانیم، اما هر روز چیزهای بیشتری یاد می‌گیریم. دیرین انسان‌شناسان دائماً در حال کاوش مناطق جدید، استفاده از فناوری‌های پیشگام و تکمیل شکاف‌های موجود در درک ما از فرگشت انسان هستند.

در زیر به برخی از سوالات بی پاسخ درباره‌ی انسان رودولفی اشاره می‌کنیم که ممکن است با اکتشافات آینده پاسخ داده شوند:

- آیا انسان رودولفی در زنجیره‌ی فرگشتی منتهی به گونه‌های بعدی هومو و حتی شاید گونه‌ی خود ما، هومو ساپینس، قرار داشته است؟

- آیا انسان رودولفی و هومو هابیلیس واقعاً گونه‌های متفاوتی هستند، یا بخشی از یک گونه‌ی واحد و متغیر هستند؟ یا یکی اجداد دیگری بوده است؟

- آیا همان‌طور که برخی از دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند، فسیل‌های انسان رودولفی بیشتر شبیه آسترالوپیتکوس‌ها هستند تا سایر فسیل‌های هومو؟

- اندازه‌ی انسان رودولفی چقدر بوده است؟ آیا نرها و ماده‌های این گونه، اندازه‌ی متفاوتی داشتند؟

ترجمه: مهسا بدیعی

https://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/species/homo-rudolfensis

انسان هایدلبرگی

تاریخ کشف: ۱۹۰۸

محل زندگی: اروپا؛ احتمالاً آسیا (چین)؛ آفریقا (شرق و جنوب)

دوره زندگی: حدود ۷۰۰,۰۰۰ تا ۲۰۰,۰۰۰ سال پیش

قد:
- مردان: میانگین ۱۷۵ سانتی متر (۵ فوت ۹ اینچ)
- زنان: میانگین ۱۵۷ سانتی متر (۵ فوت ۲ اینچ)

وزن:
- مردان: میانگین ۶۲ کیلوگرم
- زنان: میانگین ۵۱ کیلوگرم

انسان هایدلبرگی دارای پیشانی بسیار برجسته، جمجمه بزرگتر و صورتی صاف‌تر نسبت به گونه‌های اولیه‌ی انسانی بود. او اولین گونه از انسان‌های اولیه است که در آب و هوای سردتر زندگی می‌کرد؛ بدن‌های کوتاه و پهن‌شان احتمالاً برای حفظ گرما سازگار شده بود. آن‌ها در زمان قدیمی‌ترین کنترل قطعی آتش و استفاده از نیزه‌های چوبی زندگی می‌کردند. اولین گونه‌ی انسان‌های اولیه بودند که به طور معمول به شکار حیوانات بزرگ می‌پرداختند. این انسان‌های اولیه همچنین پیشگامانی بودند که برای اولین بار اقدام به ساخت پناهگاه‌هایی از جنس چوب و سنگ کردند.

شواهدی وجود دارد که هومو هایدلبرگنسیس، ۷۹۰,۰۰۰ سال پیش، با استفاده از ابزارهای تغییر یافته با آتش و چوب سوخته، قادر به کنترل آتش بوده است. ممکن است آن‌ها برای معاشرت، یافتن گرما و آسایش، به اشتراک گذاشتن غذا و اطلاعات و در امان ماندن از شکارچیان گرد آتش‌های اولیه جمع می‌شدند.

انسان هایدلبرگی احتمالاً از پناهگاه‌های طبیعی استفاده می‌کرد، اما این گونه همچنین اولین گونه‌ای بود که پناهگاه‌های ساده‌ای ساخت. شواهدی از این موضوع در فرانسه به دست آمده است.

انسان هایدلبرگی همچنین اولین شکارچی حیوانات بزرگ بود. بقایای حیواناتی مانند گوزن وحشی، اسب، فیل، اسب آبی و کرگدن با نشانه‌های قصابی روی استخوان‌هایشان در کنار محل پیدا شدن فسیل‌های آن‌ها یافت شده است. شواهد دیگری نیز وجود دارد که شامل نیزه‌های چوبی ۴۰۰,۰۰۰ ساله است که در آلمان در کنار ابزار سنگی و بقایای بیش از ۱۰ اسب قصابی شده پیدا شده است.

در شمال اسپانیا، شواهدی با قدمت حدود ۴۰۰,۰۰۰ سال پیش به دست آمده که ممکن است یک مراسم آیینی انسانی باشد. دانشمندان استخوان‌های حدود ۳۰ فرد هومو هایدلبرگنسیس را پیدا کرده‌اند که به طور عمدی داخل گودالی پرتاب شده‌اند. در کنار بقایای اسکلتی، دانشمندان یک تبر دستی متقارن ساخته شده با مهارت را کشف کردند که توانایی ابزارسازی آن‌ها را نشان می‌دهد.

مقایسه دی ان ای نئاندرتال و انسان امروزی نشان می دهد که این دو گروه حدود ۳۵۰۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰۰ سال پیش از یک جد مشترک جدا شده‌اند. به احتمال زیاد، این جد مشترک، انسان هایدلبرگی بوده است. شاخه‌ی اروپایی به هومو نئاندرتال و شاخه‌ی آفریقایی به هومو ساپینس منتهی شده است.

ما همه چیز را در مورد انسان‌های اولیه نمی‌دانیم، اما به طور مداوم در حال یادگیری هستیم! دیرین‌انسان‌شناسان دائماً در حال کاوش مناطق جدید هستند و به طور پیوسته شکاف‌های موجود در درک ما از فرگشت انسان را پر می‌کنند. در زیر به برخی از سوالات بی‌پاسخ در مورد انسان هایدلبرگی اشاره شده که ممکن است با کشفیات آینده پاسخ داده شوند:

- آیا این گونه‌ی اولیه‌ی انسان واقعاً از ۱۳۰۰۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰۰ سال پیش در آفریقا، اروپا و آسیا وجود داشته است؟ یا بیش از یک گونه در فسیل‌هایی که برخی دانشمندان آنها را "هومو هایدلبرگنسیس" می‌نامند (از جمله: انسان پیشگام، انسان رودزیایی، انسان سپرانن سیس) وجود دارد؟
- بسیاری از دانشمندان فکر می‌کنند این گونه جد ما بوده است، اما کدام گونه جد خودِ او بوده است؟
- آیا انسان هایدلبرگی هر گونه سازگاری فرهنگی یا رفتاری برای زندگی در آب و هوای سردتر داشته است؟
- آیا گروه‌ها یا جمعیت‌های منطقه‌ای انسان هایدلبرگی، هر گونه رفتار یا سازگاری‌های تشریحی منحصر به فردی از خود نشان دادند؟

ترجمه: مهسا بدیعی

https://humanorigins.si.edu/evidence/human-fossils/species/homo-heidelbergensis