Przybór masy i wzrostu naszych pierwszych przodków świadkiem wyzwań, z jakimi się zmagali

Człowiek to gatunek wyraźnie zróżnicowany, ale jednocześnie bardzo podobny pod względem genetycznym. Poznanie mechanizmów, które powodują to zróżnicowanie pozostaje jednym z istotnych dążeń antropologii. Wsparcie badań prowadzonych w ramach projektu ADAPT pomaga w wyjaśnieniu jednej z kluczowych zmiennych – wzrostu i masy ciała.

W ramach jednych z najszerzej zakrojonych badań rozmiarów ciała homininów, naukowcy przeanalizowali szacunki dotyczące 254 mas ciała i 204 wzrostów na podstawie 311 próbek datowanych od najwcześniejszych wyprostowanych gatunków sprzed 4,4 mln lat, aż do współczesnych ludzi po ostatniej epoce lodowej.

Prezentując swoje ustalenia w niedawno opublikowanym artykule, zespół wyjaśnia, że wielkość ciała jest jednym z najważniejszych wyznaczników biologii gatunku, gdyż koreluje z przemianą materii, historią życia, wydatkiem energetycznym, dietą, termoregulacją i wielkością areału osobniczego. A zatem dogłębniejsza wiedza na temat ewoluowania masy i wzrostu może rzucić światło na różne aspekty naszego stawania się takim gatunkiem, jakim obecnie jesteśmy.

Zespół ustalił, że wzrost i waga homininów ewoluowały z grubsza razem w przypadku pierwszych próbek, ale około 1,5 mln lat temu masa i wzrost przestały rozwijać się w tym samym tempie. W owym czasie wzrost homininów był większy o mniej więcej 10 cm, ale nie zyskiwały one konsekwentnie masy przez kolejne milion lat, a jej średni przyrost kształtował się około 500 000 lat temu na poziomie 10-15 kg.

W ramach badań stwierdzono znaczną zmienność wielkości ciała w czasie wczesnej historii homininów z całym szeregiem gatunków o odmiennych kształtach: od rozłożystego parantropa, przypominającego goryla, po bardziej umięśnionego austrolopiteka, Australopithecus afarensis. Homininy sprzed czterech milionów lat ważyły średnio 25 kg i były wysokie na 125-130 cm.

Trzy wyraźne „impulsy” zmiany

W toku badań wykazano zmiany fizyczne zachodzące w zamierzchłych czasach, ewoluujące w stronę zwiększania rozmiarów ciała. Niemniej zespół ustalił, że zmiany te zachodziły gwałtowniej w trzech okresach. Pierwszy wyznacza początek pojawiania się Homo, około 2,2-1,9 miliona lat temu, kiedy nastąpił skok wzrostu o około 20 cm i wagi w przedziale 15-20 kg.

Pojawienie się Homo erectus wyznacza następną zmianę we wzroście i masie, które przestają rozwijać się w tym samym tempie: w okresie 1,4-1,6 miliona lat temu wzrost wczesnych ludzi zwiększył się o 10 cm, ale przyrost masy ciała następował znacznie wolniej. Potrzeba było kolejnego miliona lat, by w skamielinach można było odkryć cięższe homininy. W tym okresie były o 10-15 kg cięższe, co wskazuje na ich przystosowanie do środowisk na północ od Morza Śródziemnego.

Są jednak dwa wyjątki: Homo naledi i Homo floresiensis. Odkryte niedawno szczątki sugerują, że te gatunki przeciwstawiły się tendencji zwiększania swojego ciała.

Lepsze pojęcie o presjach oddziałujących na naszych najwcześniejszych przodków

Owe skoki masy i wzrostu mogą nam pomóc zrozumieć ograniczenia środowiskowe, z którymi musiały się zmagać wczesne gatunki Homo. Naczelny autor, dr Manuel Will z Wydziału Archeologii Uniwersytetu Cambridge i pracownik naukowy na uczelni Gonville and Caius College, wyjaśnia, co mogło powodować impulsy zmiany i okresy zastoju.

„Zwiększenie wyłącznie wzrostu skutkowałoby bardziej szczupłą budową ciała z dłuższymi nogami oraz węższymi biodrami i ramionami. To mogło być przystosowanie do nowych środowisk i uporczywego polowania, gdyż wczesne gatunki Homo porzuciły lasy i przeniosły się na suche afrykańskie sawanny” – zauważa. Wyjaśnia, że wyższy stosunek powierzchni do objętości szczuplejszego i wyższego ciała byłby zaletą w czasie tropienia zwierząt przez całe godziny w gorącym powietrzu, gdyż większa powierzchnia skóry poprawia zdolność odprowadzania potu.

„Ostatni wzrost masy ciała zbiega się z nasilającymi się migracjami w kierunku wyższych szerokości geograficznych, gdzie bardziej przysadziste ciało lepiej radzi sobie z termoregulacją w chłodniejszych klimatach eurazjatyckich” – dodaje dr Will.

Celem projektu ADAPT (Adaptation, Dispersals and Phenotype: understanding the roles of climate, natural selection and energetics in shaping global hunter-gatherer adaptability) jest uzupełnienie brakującej wiedzy na temat podstawowych mechanizmów, która jest niezbędna do właściwej interpretacji danych archeologicznych. Prace nad projektem pozwolą wykazać pierwsze powiązanie między prehistorycznym zróżnicowaniem zbieraczy-myśliwych a ewolucyjnymi parametrami historii życia i gospodarki energetycznej, które mogły kształtować nasz sukces jako gatunku.

Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS