5 crânios que contorceram a história da evolução humana
As descobertas do crânio podem mudar a maneira como pensamos sobre as origens humanas - mas muitas vezes não sem controvérsia.
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Esta história apareceu na edição de junho de 2020 como "Casos de cabeça". Assine a revista Discover para mais histórias como esta.
Estes são tempos inebriantes para os paleoantropólogos. Nas primeiras décadas do século 21, novas descobertas refinaram e revisaram a história da evolução humana em um ritmo sem precedentes. Os pesquisadores adicionaram quatro novos membros ao gênero Homo : o Homo naledi da África do Sul , os Denisovans da Ásia, o “hobbit” H. floresiensis da Indonésia e, apenas no ano passado, seu vizinho nas Filipinas, H. luzonensis . Melhorias na extração e análise de DNA antigo e proteínas preservadas criaram ferramentas de nível molecular capazes de determinar as relações entre indivíduos e espécies.
Muitas das novas pesquisas envolvem análises de alta tecnologia de fósseis fragmentários ou código genético - mas nenhum dente, fragmento de osso de dedo ou peça brilhante de equipamento de laboratório captura nossa atenção como um crânio.
“A cabeça, e especialmente o rosto, é a parte de uma pessoa com a qual mais comumente nos envolvemos, e com a qual geralmente nos identificamos”, diz a paleoantropóloga Katerina Harvati, da Universidade de Tübingen, que é coautora de um estudo de 2019 na Nature Ecology & Evolution sobre a história evolutiva do rosto humano.
Crânios fósseis, diz ela, "têm a capacidade de transmitir não apenas muitas informações sobre a espécie aos cientistas, mas também podem dar uma impressão intuitiva imediata de como um indivíduo seria como pessoa em vida - e pode, portanto, captar mais facilmente a imaginação dos cientistas e do público. ”
E é aí, francamente, que as coisas ficam complicadas.
Christoph Zollikofer, antropólogo da Universidade de Zurique, adverte que o puro carisma dos crânios fósseis - de estar cara a cara com um indivíduo que viveu há milhares ou até milhões de anos - pode levar até mesmo os profissionais ao erro.
“Nossa mentalidade é como vitrines de loja que nos separam dos manequins: olhamos para esses crânios fósseis através de nossas próprias imagens espelhadas e imaginação”, diz Zollikofer.
Quando pesquisadores com visões diferentes olham para o mesmo crânio antigo, frequentemente surgem debates acalorados. Esses argumentos se tornaram mais comuns no século 21 com a descoberta de cada novo fóssil que desafia o pensamento convencional sobre a evolução dos hominídeos - humanos e nossos ancestrais e espécies parentes mais próximos. Quanto mais fósseis os paleoantropólogos encontram e quanto mais métodos têm para estudá-los, mais obscura parece a história da evolução humana.
“Quando havia poucos fósseis, era muito fácil fazer uma linha e mostrar uma evolução muito linear”, diz Silvana Condemi, paleoantropóloga da Universidade Aix-Marseille, na França e coautora de A Pocket History of Human Evolution: How We Tornou-se Sapiens. “Agora temos muito mais fósseis e vemos que não é tão simples, era muito mais complexo, mas não temos fósseis suficientes para compreendê-lo.”
Ela acrescenta: “Temos novas ferramentas. Tentamos ser rigorosos. Nós fazemos nosso melhor. Mas uma única descoberta ainda pode mudar tudo. ”
Cinco fósseis de crânios encontrados, cada um com sua própria controvérsia, fornecem um vislumbre de quanto aprendemos sobre nossa história de origem - e quanto permanece incerto.
Primeiro em uma linha ou apenas um beco sem saída?
Espécime: Toumaï
Espécie: Sahelanthropus tchadensis
Idade: até 7 milhões de anos
Encontrado: Chade, África Central
Descrita pela primeira vez: 2002
Descoberto em 2001 na paisagem do deserto do norte do Chade, a descoberta foi extraordinária: uma coleção de ossos e fragmentos de ossos ao lado de um crânio quase completo. Os pesquisadores chamaram o crânio de Toumaï, ou “esperança de vida” na língua local. Suas características eram um mashup de velho e novo, um cérebro do tamanho de um chimpanzé, mas com pequenos dentes caninos - eles são tipicamente menores em hominídeos do que em chimpanzés, nossos parentes vivos mais próximos.
Porém, foi a idade do fóssil que foi ainda mais chocante. Toumaï tem entre 6 e 7 milhões de anos. Na época, os paleoantropólogos acreditavam que o último ancestral comum que compartilhamos com os chimpanzés era pelo menos um milhão de anos mais jovem. Toumaï sugeriu que a divisão em nossas linhagens ocorreu muito antes do que se pensava. E, para muitos paleoantropólogos, uma característica em particular sugeria que Toumaï era um de nós, o primeiro hominídeo. O forame magno é a abertura na base do crânio por onde sai a medula espinhal. O ângulo da abertura pode revelar se a espinha se esticou atrás do crânio, como acontece com animais de quatro patas, ou se caiu, como acontece com hominídeos bípedes.
“De acordo com a reconstrução, o forame magno está em uma posição que sugere que ele andava sobre os dois pés”, diz Condemi sobre Toumaï. “O bipedalismo é uma das características essenciais do Homo . Esta espécie estava nessa linha. ”
Toumaï foi saudado como o hominídeo mais antigo conhecido, dando aos pesquisadores uma visão das raízes de nossa linhagem no Mioceno Superior, quando nossos ancestrais se separaram de outros macacos. “Quando o crânio saiu, os paleoantropólogos olharam para ele e disseram: 'Deve ser o Único'”, diz o paleontólogo Fred Spoor, do Museu de História Natural de Londres. “Em seguida, houve resistência da comunidade de macacos do Mioceno [pesquisa] dizendo: 'Espere um minuto.'”
À medida que mais fósseis de macacos do Mioceno aparecem, o quadro geral se torna mais complexo. Em 2019, por exemplo, reconstruções separadas de quadris e torsos dos macacos europeus do Mioceno Danuvius e Rudapithecus - definitivamente não hominíneos - sugeriram que eles também poderiam estar pelo menos experimentando alguma forma de bipedalismo.
“Não é certo que apenas os hominídeos eram bípedes”, diz Spoor. “Podemos muito bem acabar em uma situação em que havia macacos bípedes do Mioceno ... Não devemos supor que tudo no passado tem uma linhagem que continua no presente.”
Zollikofer foi o autor principal de uma reconstrução de 2005, publicada na Nature, do crânio de Toumaï com base em tomografias computadorizadas de alta resolução. Sua equipe concluiu que a espécie de Toumaï, Sahelanthropus , estava mais intimamente relacionada aos hominídeos do que aos macacos. Mas os pesquisadores estavam menos certos sobre como ele se movia.
“É claro que seu crânio mostra evidências de alguma forma de postura ereta e locomoção bípede”, diz Zollikofer. “O Sahelanthropus é nosso ancestral? Nunca saberemos! Ele pode ter feito parte de uma população de 'macacos bípedes' que era um beco sem saída evolutivo. ”
Spoor vê Toumaï como um espécime-chave, independentemente de pertencer à nossa árvore genealógica. “A importância do crânio é imensa. É um fóssil de 7 milhões de anos que está bem preservado ”, diz ele. “A maneira mais justa de descrevê-lo é como o hominídeo mais precoce possível. ... Se não for um hominídeo, provavelmente está bem perto. ”
Encontrando um rosto, desafiando uma linha do tempo
Amostra: MRD
Espécie: Australopithecus anamensis
Idade: 3,8 milhões de anos
Encontrado: Etiópia, África Oriental
Descrita pela primeira vez: 2019
Cerca de 4,2 milhões de anos atrás, surgiram os primeiros australopitecos, predecessores de nosso próprio gênero Homo. Seus cérebros eram um pouco maiores do que os de um chimpanzé, mas não muito, e eles eram bípedes. O fóssil de hominídeo mais famoso, “Lucy”, de 3,2 milhões de anos, era um membro do Australopithecus afarensis, um membro posterior do gênero. Foi A. afarensis, o pensamento convencional foi, que se diversificou em outras espécies de australopitecos espalhadas por grande parte da África.
Muitos pesquisadores acreditam que o próprio A. afarensis evoluiu há cerca de 3,9 milhões de anos a partir do primeiro australopit, A. anamensis . Fósseis parciais dessa espécie anterior foram encontrados em vários locais na África Oriental, mas os paleoantropólogos simplesmente não conseguiam definir o nome. Mesmo fósseis de crânios fragmentários de A. anamensis eram escassos.
Em agosto, no entanto, os pesquisadores revelaram um achado surpreendente da Etiópia: um crânio quase completo de A. anamensis .
“ Conhecemos o Anamensis há décadas, mas foi a primeira vez que tivemos o crânio”, diz Condemi, que não participou da pesquisa. “É maravilhoso ter uma ideia de como é.
“Descobrimos que o crânio era muito pequeno, apenas um pouco maior do que o Sahelanthropus . O rosto tinha feições de chimpanzé, com uma grande crista sagital ”, acrescenta, referindo-se a uma crista óssea ao longo do topo do crânio que é mais pronunciada em animais com músculos mandibulares poderosos, que se fixam na crista.
Só há um problema: o crânio, chamado MRD, tem 3,8 milhões de anos. Isso é cerca de 100.000 anos mais jovem do que o fóssil mais antigo descrito como A. afarensis. MRD, de acordo com os pesquisadores que o descobriram, rejeitou a ideia de que, ao longo do tempo, A. anamensis havia evoluído para A. afarensis. Em vez disso, as duas espécies parecem ter coexistido.
“A ideia de que anamensis levou a afarensis foi jogada pela janela, embora não inteiramente”, diz Spoor, que não fazia parte da equipe.
Para o observador casual, a distinção pode parecer insignificante, mas compreender o curso da evolução do australopiteco tem consequências diretas para mapear nossa própria história.
Spoor e outros especialistas se concentram nos menores detalhes, como o ângulo de projeção da maçã do rosto, para ver o quadro geral de como a árvore genealógica dos hominídeos cresceu para incluir pelo menos seis espécies de australopitecos e, eventualmente, o gênero de Homo .
“Para entender como construir a árvore, você tem que entender o que é recentemente evoluído e o que é herdado”, diz Spoor. “O novo crânio nos dá a oportunidade de pensar sobre tudo isso e reconsiderar que todos esses grupos [posteriores] se originaram de anamensis e não afarensis . ”
Ele adiciona uma advertência importante: as conclusões da equipe MRD de que as duas espécies se sobrepõem são baseadas na suposição de que o fóssil mais antigo classificado como A. afarensis - um fragmento de crânio datado de 3,9 milhões de anos atrás - na verdade pertence a essa espécie.
Zollikofer compartilha dessa preocupação: “A interpretação de haver duas espécies ao mesmo tempo padece do fato de haver apenas dois exemplares. Como podemos saber com certeza qual é a variação dentro do grupo e entre as espécies aqui? Não podemos. ”
Até que crânios adicionais de A. anamensis e A. afarensis apareçam , dizem os pesquisadores, o MRD pode ser apenas um rosto bonito.
Fora da África: Um ou Muitos
Espécime: Crânio 5
Espécie: Homo erectus
Idade: 1,77 milhão a 1,85 milhão de anos
Encontrado: Geórgia, Região do Cáucaso da Eurásia
Descrito pela primeira vez: 2013
Um dia de carro ao sul das montanhas do Cáucaso, no país da Geórgia, ao lado de uma fortaleza medieval em ruínas e um pequeno mosteiro em funcionamento, fica um dos locais paleoantropológicos mais importantes e confusos do mundo: Dmanisi, lar dos fósseis de hominídeos mais antigos fora da África.
No início da década de 1980, os pesquisadores descobriram milhares de fósseis com cerca de 1,8 milhão de anos. Entre os restos de lobos etruscos, tigres dentes de sabre, veados e outros animais estão os ossos de vários hominídeos, incluindo crânios parciais e completos.
Um maxilar inferior particularmente robusto foi encontrado em 2000 e inicialmente descrito como uma espécie inteiramente nova, H. georgicus . Em 2013, na Science, no entanto, os pesquisadores anunciaram que desenterraram o resto do crânio do indivíduo, agora conhecido como Skull 5. Ter o crânio completo levou a equipe a fazer uma meia-volta, sem trocadilhos. Eles concluíram que os hominídeos Dmanisi eram membros do H. erectus , o primeiro membro do nosso gênero encontrado fora da África.
O que levou à reversão incomum dos pesquisadores? Como diz Zollikofer, "Skull 5 não está sozinho ... Tem quatro amigos, e todos eles são muito diferentes uns dos outros."
Zollikofer é co-autor de vários estudos sobre hominídeos Dmanisi, incluindo um artigo de 2006 no The Anatomical Record Part A sobre um dos outros crânios. Esse espécime é único em todo o registro fóssil de hominídeo: o indivíduo perdeu seus dentes vários anos antes da morte, deixando-o incapaz de mastigar. Pode ter sobrevivido com a ajuda de outras pessoas, sugerindo um comportamento social de outra forma desconhecido no início da evolução humana.
Foi o estudo de 2013 sobre o Skull 5, no entanto, para o qual Zollikofer atuou como autor sênior, que iniciou uma tempestade acadêmica. Além de reclassificar os hominíneos Dmanisi como H. erectus , a equipe deu um passo além: eles sugeriram que as diferenças entre os cinco crânios de Dmanisi ofereciam prova de variação considerável dentro de H. erectus, tanto que outras espécies primitivas de Homo, como o da África H. habilis , poderia ser reclassificado como H. erectus.
Foi uma nova salva em uma das batalhas mais duradouras da paleoantropologia: a evolução inicial do Homo era linear, uma única espécie mudando com o tempo para uma nova espécie? Ou era um emaranhado desordenado de múltiplas populações, espécies e subespécies, misturando-se e mesclando-se, às vezes evoluindo de forma isolada e depois se reunindo novamente para cruzar?
Numerosos críticos tiraram as conclusões da equipe, incluindo Spoor, autor do comentário provocativo da Nature "Small-brained and big-mouth".
Spoor aprecia a importância do Skull 5 - “É um belo exemplo de um Homo erectus muito antigo ” - mas continua se opondo à “proposta radical” da equipe de redefinir todas as primeiras espécies de Homo como H. erectus . Ele observa que a conclusão deles depende da suposição de que os cinco crânios de Dmanisi, encontrados na mesma camada geral de rocha, viveram na mesma época.
“Um nível de escavação pode representar 10.000, 20.000 anos”, diz Spoor.
Ser capaz de documentar a variação entre o Skull 5 e outros hominíneos Dmanisi pode ser a coisa mais significativa sobre os fósseis. Exatamente qual é esse significado, entretanto, varia de um pesquisador para o outro.
Nossa nova data de início
Espécime: Irhoud 10
Espécie: Homo sapiens
Idade: cerca de 315.000 anos
Encontrado: Marrocos, Norte da África
Descrito pela primeira vez: 2017
Durante décadas, o pensamento convencional era que o H. sapiens surgiu há não mais de 200.000 anos e na África Oriental. Em seguida, uma equipe deu uma outra olhada em um local menor de fósseis no Marrocos.
Em 1961, durante as operações de mineração, os trabalhadores que cavavam uma encosta encontraram um velho crânio. As escavações subsequentes revelaram mais fósseis parciais, mas a espécie era tão incerta quanto sua idade estimada, que variou de 40.000 a 160.000 anos.
A rodada mais recente de escavações no local, conhecida como Jebel Irhoud, começou em 2004 e incluiu uma abordagem mais rigorosa para datar os fósseis adicionais encontrados. Os resultados foram surpreendentes: os hominíneos, que incluíam um rosto parcial e uma caixa craniana conhecida como Irhoud 10, tinham cerca de 315.000 anos.
Em 2017, na Nature , os pesquisadores anunciaram que as características faciais do Irhoud 10 estavam ao alcance dos humanos modernos. Os hominídeos marroquinos foram, disseram os autores, o H. sapiens mais antigo no registro fóssil por mais de 100.000 anos.
“Este material representa a própria raiz de nossa espécie”, disse o pesquisador-chefe Jean Jacques Hublin à mídia na época.
Outros paleoantropólogos viram as conclusões da equipe como um exagero.
“Os paleoantropólogos têm uma obsessão por espécies, definições de espécies e ancestrais”, diz Zollikofer, observando que Darwin acreditava que havia muito mais fluidez entre as populações relacionadas. “Em Jebel Irhoud, você pode focar em um conjunto de características faciais que criam um vínculo com o H. sapiens ou em outras características que criam uma forte ligação com humanos anteriores. Adivinhe qual opção vende melhor? ”
Entre as características arcaicas dos hominídeos Irhoud está a caixa craniana baixa e alongada, longe da forma arredondada que é a marca registrada do H. sapiens moderno . Mas outros no campo vêem os hominídeos Irhoud como um instantâneo emocionante da evolução em ação.
“Eu considero Jebel Irhoud Homo sapiens ”, diz Condemi. “O que vemos em Jebel Irhoud é semelhante ao que vemos na evolução dos Neandertais, no sentido de que o Neandertal que vemos de 200.000 anos atrás não é o Neandertal que vemos de 50.000 anos atrás. Existe evolução dentro de uma linhagem. ” Spoor concorda. “A evolução é um evento contínuo. Diferentes partes da cabeça evoluem em um ritmo diferente. É legal ver a modernidade emergir. ”
Embora a idade dos fósseis de Irhoud seja significativa, a localização também o é. Encontrar o mais antigo H. sapiens a milhares de quilômetros da África Oriental é tão inesperado quanto a idade dos hominíneos Irhoud.
“Acho que o que essa evidência mostra é que nosso antigo modelo de busca de uma região geográfica específica onde os humanos modernos evoluíram, uma espécie de Jardim do Éden, por assim dizer, provavelmente era muito simples”, diz Harvati, da Universidade de Tübingen, uma co -autor do artigo de 2017 apresentando Irhoud 10. “É muito mais provável que várias populações estreitamente relacionadas em toda a África contribuíram para nossa linhagem, às vezes divergindo e voltando juntas conforme as condições ambientais os separavam ou os colocavam de volta em contato entre si. ”
“Acho que [Irhoud] quer dizer que o berço do Homo sapiens não é a África Oriental. É toda a África ”, acrescenta Condemi. “Isso significa que sapiens é uma espécie pan-africana.”
Chegada antecipada da Europa
Espécime: Apidima 1
Espécie: Homo sapiens
Idade: cerca de 210.000 anos
Encontrado: Grécia, sul da Europa
Descrita pela primeira vez: 2019
Em 2018, um maxilar moderno de H. sapiens parcial de Israel, conhecido como Misliya-1, atrasou o relógio para nossa primeira viagem. Tinha até 194.000 anos, evidência de que nossa espécie estava se aventurando para fora da África muito antes do que se pensava.
Dada a aceitação geral de Misliya-1, talvez seja surpreendente que outro fóssil, descrito em julho passado na Nature , tenha recebido tanta controvérsia. Conhecido como Apidima 1, o crânio parcial da Grécia foi encontrado mais de 40 anos antes, mas nunca foi rigorosamente analisado. Isso em parte porque foi descoberto ao alcance do braço de outro crânio hominídeo mais completo, o Apidima 2, um Neandertal. Encontrada tão perto dela, a Apidima 1 foi considerada um Neandertal também.
Mas então Harvati e sua equipe examinaram os dois crânios e conduziram uma datação mais avançada para determinar sua idade. Os resultados surpreenderam até os pesquisadores.
Apidima 2 tinha cerca de 170.000 anos. Mas a equipe concluiu que Apidima 1, com cerca de 210.000 anos, era H. sapiens : a evidência mais antiga de nossa espécie na Europa por mais de 160.000 anos.
“Pensávamos que a Europa era o reino exclusivo dos neandertais e de seus ancestrais até cerca de 45.000 anos atrás”, diz Harvati. “No entanto, não há nenhuma razão inerente para que isso seja assim. ... Não havia barreira que teria impedido os primeiros humanos modernos já no Oriente Próximo de se espalharem mais ao norte para a Anatólia e sudeste da Europa. ”
E Apidima 1, diz Harvati com certeza, é H. sapiens. Embora apenas uma parte do crânio tenha sido preservada, é a área posterior, que é arredondada com exclusividade nos humanos modernos.
Nem todo mundo compartilha sua confiança.
Diz Zollikofer: “[Apidima 1] é um enigma. Isso poderia representar um aspecto perdido da variação inicial do Neandertal. Pode representar uma população humana perdida, sem atribuição de espécie. Pode representar H. sapiens. É frustrante que esteja tão mal preservado; por outro lado, o simples fato de ser tão mal preservado dá espaço para a imaginação ”.
Na verdade, pouco antes de a Nature publicar os resultados de Harvati, um jornal menor, disponível apenas em francês, publicou outro estudo sobre o Apidima 1. Esses autores concluíram que o crânio parcial pertencia à linhagem de Neandertal.
Quanto à disparidade de idade entre os dois fósseis, até Harvati presumiu que fossem contemporâneos - até que os resultados mostraram o contrário. Os crânios parciais e outros fragmentos de ossos não identificados foram preservados em brecha, uma mistura de cascalho e detritos aleatórios lavados para dentro e através do sistema de cavernas e então cimentados juntos ao longo do tempo.
“Nossa hipótese atual é que os dois espécimes caíram em uma espécie de poço, que se preencheu com sedimentos de várias partes da caverna, se misturaram e solidificaram”, diz Harvati.
Ela planeja retornar à caverna para realizar novas escavações. Encontrar fósseis adicionais pode colocar as preocupações dos críticos de lado - ou iniciar novos debates.
Spoor, ecoando a mentalidade de muitos no campo nesta época emocionante e incerta, está pronto para a próxima descoberta de fóssil inesperada.
“As certezas vão rapidamente pela janela”, diz ele. “Não devemos entrar em pânico com a ideia de mudar de ideia quando algo novo surgir. A caravana segue em frente. É assim que a ciência funciona. "
Remendando o quebra-cabeça Hominínio
Quando se trata de compreender nossa linhagem, quanto mais aprendemos, mais os paleoantropólogos desejam descobrir.
Faixas etárias aproximadas com base no registro fóssil atual; nem todas as espécies de hominídeos são mostradas.
Gemma Tarlach é editora sênior da Discover .
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