Uma linha do tempo evolutiva do Homo Sapiens

Cientistas compartilham as descobertas que os ajudaram a identificar momentos-chave na ascensão de nossa espécie

Esses cinco crânios, que variam de um Australopithecus africanus de aproximadamente 2,5 milhões de anos à esquerda a um Homo sapiens de aproximadamente 4.800 anos à direita, mostram mudanças no tamanho da caixa craniana, inclinação do rosto e formato das cristas da sobrancelha em pouco menos da metade da história evolutiva humana. Human Origins Program, NMNH, Smithsonian Institution

Brian Artesanato

Correspondente de Ciência

A longa jornada evolutiva que criou os humanos modernos começou com um único passo — ou mais precisamente — com a capacidade de andar sobre duas pernas. Um dos nossos primeiros ancestrais conhecidos, Sahelanthropus , começou a lenta transição do movimento semelhante ao dos macacos há cerca de seis milhões de anos, mas o Homo sapiens não apareceria por mais de cinco milhões de anos. Durante esse longo intervalo, uma coleção de diferentes espécies humanas viveu, evoluiu e morreu, misturando-se e às vezes cruzando-se ao longo do caminho. Com o passar do tempo, seus corpos mudaram, assim como seus cérebros e sua capacidade de pensar, como visto em suas ferramentas e tecnologias.

Para entender como o Homo sapiens eventualmente evoluiu a partir dessas linhagens mais antigas de hominídeos, o grupo que inclui os humanos modernos e nossos parentes e ancestrais extintos mais próximos, os cientistas estão desenterrando ossos antigos e ferramentas de pedra, investigando nossos genes e recriando os ambientes mutáveis ​​que ajudaram a moldar o mundo de nossos ancestrais e a orientar sua evolução.

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Essas linhas de evidência indicam cada vez mais que o H. sapiens se originou na África, embora não necessariamente em um único tempo e lugar. Em vez disso, parece que diversos grupos de ancestrais humanos viveram em regiões habitáveis ​​ao redor da África, evoluindo física e culturalmente em relativo isolamento, até que mudanças climáticas nas paisagens africanas os estimularam a misturar e trocar intermitentemente tudo, de genes a técnicas de ferramentas. Eventualmente, esse processo deu origem à composição genética única dos humanos modernos.

“A África Oriental foi um cenário em fomento — um cenário propício para migrações pela África durante o período em que o Homo sapiens surgiu”, diz Rick Potts , diretor do Programa de Origens Humanas do Smithsonian. “Parece ter sido um cenário ideal para a mistura de genes de populações migrantes amplamente espalhadas pelo continente. A implicação é que o genoma humano surgiu na África. Todos são africanos, e ainda assim não são de nenhuma parte da África.”

Novas descobertas estão sempre adicionando pontos de referência importantes ao gráfico de nossa jornada humana. Esta linha do tempo do Homo sapiens apresenta algumas das melhores evidências documentando como evoluímos.

550.000 a 750.000 anos atrás: o início da linhagem do Homo sapiens

Uma reconstrução facial do Homo heidelbergensis , um candidato popular como ancestral comum para humanos modernos, neandertais e denisovanos John Gurche

Os genes, em vez dos fósseis, podem nos ajudar a mapear as migrações, os movimentos e a evolução da nossa própria espécie — e daquelas das quais descendemos ou com as quais cruzamos ao longo dos tempos.

O DNA mais antigo recuperado de um parente humano antigo vem de Sima de los Huesos , o "Poço dos Ossos". No fundo de uma caverna nas Montanhas Atapuerca, na Espanha, cientistas encontraram milhares de dentes e ossos de 28 indivíduos diferentes que, de alguma forma, acabaram sendo coletados em massa. Em 2016, cientistas meticulosamente extraíram o genoma parcial desses restos de 430.000 anos para revelar que os humanos no poço são os neandertais mais antigos conhecidos , nossos parentes próximos mais bem-sucedidos e familiares. Cientistas usaram o relógio molecular para estimar quanto tempo levou para acumular as diferenças entre esse genoma neandertal mais antigo e o dos humanos modernos, e os pesquisadores sugerem que um ancestral comum viveu em algum momento entre 550.000 e 750.000 anos atrás.

A datação precisa não é a força das análises genéticas, como mostra a margem de erro de 200.000 anos. "Em geral, estimar idades com genética é impreciso", diz Joshua Akey, que estuda a evolução do genoma humano na Universidade de Princeton. "A genética é realmente boa em nos dizer coisas qualitativas sobre a ordem dos eventos e prazos relativos." Antes da genética, essas datas de divergência eram estimadas pelos fósseis mais antigos de várias linhagens que os cientistas encontraram. No caso do H. sapiens, os restos conhecidos datam de apenas cerca de 300.000 anos, então os estudos genéticos localizaram a divergência com muito mais precisão em nossa linha do tempo evolutiva do que os ossos sozinhos jamais poderiam.

Embora nossos genes mostrem claramente que os humanos modernos, os neandertais e os denisovanos — uma misteriosa espécie de hominídeo que deixou vestígios substanciais em nosso DNA, mas, até agora, apenas um punhado de dentes e ossos permanece — compartilham um ancestral comum, não é aparente quem era. Homo heidelbergensis , uma espécie que existiu de 200.000 a 700.000 anos atrás, é um candidato popular. Parece que a árvore genealógica africana dessa espécie leva ao Homo sapiens , enquanto um ramo europeu leva ao Homo neanderthalensis e aos denisovanos.

Mais DNA antigo poderia ajudar a fornecer uma imagem mais clara, mas encontrá-lo não é uma aposta segura. Infelizmente, as condições frias, secas e estáveis, melhores para preservação a longo prazo, não são comuns na África, e poucos genomas humanos africanos antigos foram sequenciados com mais de 10.000 anos.

“Atualmente, não temos nenhum DNA antigo da África que sequer se aproxime dos períodos de nossa evolução — um processo que provavelmente ocorreu em grande parte entre 800.000 e 300.000 anos atrás”, diz Eleanor Scerri, cientista arqueológica do Instituto Max Planck de Ciência da História Humana, na Alemanha.

300.000 anos atrás: fósseis encontrados do Homo sapiens mais antigo

Duas vistas de uma reconstrução composta dos primeiros fósseis conhecidos de Homo sapiens de Jebel Irhoud Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig via CC-BY-SA 2.0

Como restos físicos de pessoas antigas reais, os fósseis nos dizem mais sobre como eles eram em vida. Mas ossos ou dentes ainda estão sujeitos a uma quantidade significativa de interpretação. Embora restos humanos possam sobreviver após centenas de milhares de anos, os cientistas nem sempre conseguem entender a ampla gama de características morfológicas que veem para classificar definitivamente os restos como Homo sapiens , ou como espécies diferentes de parentes humanos.

Os fósseis frequentemente ostentam uma mistura de características modernas e primitivas, e essas não evoluem uniformemente em direção à nossa anatomia moderna. Em vez disso, certas características parecem mudar em diferentes lugares e épocas, sugerindo que grupos separados de evolução anatômica teriam produzido pessoas de aparência bem diferente.

Nenhum cientista sugere que o Homo sapiens viveu primeiro no que é hoje o Marrocos, porque muitas evidências antigas de nossa espécie foram encontradas tanto na África do Sul quanto na África Oriental. Mas fragmentos de crânios, mandíbulas, dentes e outros fósseis de 300.000 anos encontrados em Jebel Irhoud , um sítio rico que também abriga ferramentas de pedra avançadas, são os mais antigos restos de Homo sapiens já encontrados.

Os restos mortais de cinco indivíduos em Jebel Irhoud exibem traços de um rosto que parece convincentemente moderno, misturados com outros traços como uma caixa craniana alongada que lembra humanos mais arcaicos. A presença dos restos mortais no canto noroeste da África não é evidência do nosso ponto de origem, mas sim de quão amplamente espalhados os humanos estavam pela África, mesmo nessa data inicial.

Outros fósseis muito antigos, frequentemente classificados como Homo sapiens primitivos , vêm de Florisbad, África do Sul (cerca de 260.000 anos) e da Formação Kibish, ao longo do Rio Omo, na Etiópia (cerca de 195.000 anos).

Os crânios de 160.000 anos de dois adultos e uma criança em Herto, Etiópia, foram classificados como a subespécie Homo sapiens idaltu devido a pequenas diferenças morfológicas, incluindo tamanho maior. Mas eles são tão semelhantes aos humanos modernos que alguns argumentam que eles não são uma subespécie. Um crânio descoberto em Ngaloba, Tanzânia, também considerado Homo sapiens , representa um indivíduo de 120.000 anos com uma mistura de características arcaicas e aspectos mais modernos, como características faciais menores e uma sobrancelha ainda mais reduzida.

O debate sobre a definição de quais restos fósseis representam os humanos modernos, dadas essas disparidades, é comum entre especialistas. Tanto que alguns buscam simplificar a caracterização considerando-os parte de um único grupo diverso.

“O fato é que todos os fósseis anteriores a cerca de 40.000 a 100.000 anos atrás contêm diferentes combinações das chamadas características arcaicas e modernas. Portanto, é impossível escolher quais dos fósseis mais antigos são membros de nossa linhagem ou becos sem saída evolucionários”, sugere Scerri. “O melhor modelo atualmente é aquele em que todos eles são Homo sapiens primitivos , como sua cultura material também indica.”

Como Scerri faz referência, a cultura material africana mostra uma mudança generalizada há cerca de 300.000 anos, de ferramentas de pedra desajeitadas e portáteis para lâminas e pontas de projéteis mais refinadas, conhecidas como kits de ferramentas da Idade da Pedra Média .

Então, quando os fósseis finalmente mostraram humanos totalmente modernos com todas as características representativas? Não é uma resposta fácil. Um crânio (mas apenas um de vários) de Omo Kibish se parece muito com um humano moderno com 195.000 anos de idade, enquanto outro encontrado na caverna Iwo Eleru da Nigéria parece muito arcaico, mas tem apenas 13.000 anos . Essas discrepâncias ilustram que o processo não foi linear, atingindo um único ponto após o qual todas as pessoas eram humanos modernos.

300.000 anos atrás: artefatos mostram uma revolução nas ferramentas

Os dois objetos à direita são pigmentos usados ​​entre 320.000 e 500.000 anos atrás na África Oriental. Todos os outros objetos são ferramentas de pedra usadas durante o mesmo período de tempo na mesma área. Human Origins Program, NMNH, Smithsonian Institution

Nossos ancestrais usaram ferramentas de pedra há 3,3 milhões de anos e há 1,75 milhão de anos eles adotaram a cultura acheuliana , um conjunto de machados de mão robustos e outros instrumentos de corte que permaneceram em voga por quase 1,5 milhão de anos. Há apenas 400.000 anos, lanças de estocada usadas durante a caça de grandes presas no que hoje é a Alemanha eram de última geração. Mas elas só podiam ser usadas de perto, uma limitação óbvia e às vezes perigosa.

Mesmo quando eles adquiriram a anatomia mais moderna vista em humanos vivos, o modo como nossos ancestrais viviam e as ferramentas que eles criaram também mudaram.

Os humanos deram um salto na tecnologia de ferramentas com a Idade da Pedra Média, há cerca de 300.000 anos, ao fazer essas ferramentas finamente trabalhadas com pontas lascadas e prendê-las a cabos e hastes de lança para melhorar muito a destreza na caça. Pontas de projéteis como as que Potts e colegas dataram de 298.000 a 320.000 anos no sul do Quênia foram uma inovação que de repente tornou possível matar todo tipo de presa evasiva ou perigosa. "Isso acabou mudando a forma como esses primeiros sapiens interagiam com seus ecossistemas e com outras pessoas", diz Potts.

Raspadores e furadores, que podiam ser usados ​​para trabalhar peles de animais para roupas e para raspar madeira e outros materiais, surgiram por volta dessa época. Há pelo menos 90.000 anos, pontas farpadas feitas de osso — como aquelas descobertas em Katanda, República Democrática do Congo — eram usadas para pescar com arpão.

Assim como os fósseis, os avanços em ferramentas aparecem em diferentes lugares e épocas, sugerindo que grupos distintos de pessoas evoluíram, e possivelmente compartilharam mais tarde, essas tecnologias de ferramentas. Esses grupos podem incluir outros humanos que não fazem parte de nossa própria linhagem.

No ano passado, uma coleção incluindo sofisticadas lâminas de pedra foi descoberta perto de Chennai, Índia , e datada de pelo menos 250.000 anos atrás. A presença desse kit de ferramentas na Índia tão logo depois que os humanos modernos apareceram na África sugere que outras espécies também podem tê-las inventado independentemente — ou que alguns humanos modernos espalharam a tecnologia ao deixar a África antes do que a maioria do pensamento atual sugere.

100.000 a 210.000 anos atrás: fósseis mostram que o Homo sapiens viveu fora da África

Um crânio encontrado em Qafzeh, da coleção do Museu Americano de História Natural Wapondaponda via Wikipedia sob CC BY-SA 3.0

Muitas análises genéticas que traçam nossas raízes até a África deixam claro que o Homo sapiens se originou naquele continente. Mas parece que tínhamos uma tendência a vagar de uma era muito anterior à que os cientistas suspeitavam anteriormente.

Um maxilar encontrado dentro de uma caverna desmoronada nas encostas do Monte Carmelo, Israel, revela que humanos modernos habitaram lá, ao longo do Mediterrâneo, cerca de 177.000 a 194.000 anos atrás. Não apenas o maxilar e os dentes da Caverna Misliya são inequivocamente semelhantes aos vistos em humanos modernos, como foram encontrados com machados de mão sofisticados e ferramentas de sílex.

Outras descobertas na região, incluindo vários indivíduos em Qafzeh, Israel, são datadas mais tarde. Elas variam de 100.000 a 130.000 anos atrás, sugerindo uma longa presença de humanos na região. Em Qafzeh, restos humanos foram encontrados com pedaços de ocre vermelho e ferramentas manchadas de ocre em um local que foi interpretado como o mais antigo sepultamento humano intencional .

Entre os sistemas de cavernas de calcário do sul da China, mais evidências surgiram de entre 80.000 e 120.000 anos atrás. Um maxilar de 100.000 anos, completo com um par de dentes, de Zhirendong retém alguns traços arcaicos como um queixo menos proeminente, mas de outra forma parece tão moderno que pode representar o Homo sapiens . Uma caverna em Daoxian produziu uma surpreendente variedade de dentes antigos , mal distinguíveis dos nossos, o que sugere que grupos Homo sapiens já viviam muito longe da África de 80.000 a 120.000 anos atrás.

Migrações ainda mais antigas são possíveis; alguns acreditam que há evidências de humanos chegando à Europa há 210.000 anos. Enquanto a maioria das primeiras descobertas humanas despertam algum debate acadêmico, poucas chegam ao nível do fragmento de crânio de Apidima, no sul da Grécia, que pode ter mais de 200.000 anos e possivelmente representar o primeiro fóssil humano moderno descoberto fora da África. O local está mergulhado em controvérsias , no entanto, com alguns estudiosos acreditando que os restos mal preservados se parecem menos com os de nossa própria espécie e mais com os de Neandertais, cujos restos são encontrados a poucos metros de distância na mesma caverna. Outros questionam a precisão da análise de datação realizada no local, o que é complicado porque os fósseis há muito caíram das camadas geológicas nas quais foram depositados.

Embora vários grupos de humanos tenham vivido fora da África durante essa era, no fim das contas, eles não fazem parte da nossa própria história evolutiva. A genética pode revelar quais grupos de pessoas foram nossos ancestrais distantes e quais tiveram descendentes que eventualmente morreram.

“É claro que pode ter havido múltiplas dispersões para fora da África”, diz Akey. “A questão é se eles contribuíram com ancestralidade para os indivíduos atuais e podemos dizer agora com bastante certeza que não o fizeram.”

50.000 a 60.000 anos atrás: genes e reconstruções climáticas mostram uma migração para fora da África

Uma representação digital de uma vista de satélite da Península Arábica, onde se acredita que os humanos migraram da África há cerca de 55.000 anos Przemek Pietrak via Wikipedia sob CC BY 3.0

Todos os não africanos vivos, dos europeus aos povos aborígenes da Austrália, podem traçar a maior parte de sua ancestralidade até os humanos que fizeram parte de uma migração histórica para fora da África, começando há cerca de 50.000 a 60.000 anos , de acordo com vários estudos genéticos publicados nos últimos anos. Reconstruções do clima sugerem que os níveis mais baixos do mar criaram vários períodos vantajosos para os humanos deixarem a África para a Península Arábica e o Oriente Médio, incluindo um há cerca de 55.000 anos.

“Só de olhar o DNA de indivíduos atuais, conseguimos inferir um esboço muito bom da história humana”, diz Akey. “Um grupo se dispersou da África talvez 50 a 60 mil anos atrás, e então esse grupo viajou pelo mundo e eventualmente chegou a todos os lugares habitáveis ​​do mundo.”

Embora os primeiros emigrantes africanos no Oriente Médio ou na China possam ter cruzado com alguns dos hominídeos mais arcaicos que ainda viviam naquela época, sua linhagem parece ter desaparecido ou sido sobrepujada pela migração posterior.

15.000 a 40.000 anos atrás: genética e fósseis mostram que o Homo sapiens se tornou a única espécie humana sobrevivente

Uma reconstrução facial do Homo floresiensis, um pequeno ser humano primitivo que pode ter vivido até 50.000 anos atrás John Gurche

Durante a maior parte da nossa história neste planeta, o Homo sapiens não foi o único humano. Nós coexistimos e, como nossos genes deixam claro, frequentemente cruzamos com várias espécies de hominídeos, incluindo algumas que ainda não identificamos. Mas eles foram embora, um por um, deixando nossa própria espécie para representar toda a humanidade. Em uma escala de tempo evolutiva, algumas dessas espécies desapareceram apenas recentemente.

Na ilha indonésia de Flores, fósseis evidenciam uma curiosa e diminuta espécie humana primitiva apelidada de “hobbit”. O Homo floresiensis parece ter vivido até talvez 50.000 anos atrás, mas o que aconteceu com eles é um mistério. Eles não parecem ter nenhuma relação próxima com os humanos modernos, incluindo o grupo de pigmeus Rampasasa, que vive na mesma região hoje.

Os neandertais se espalharam pela Eurásia, de Portugal e das Ilhas Britânicas até a Sibéria. À medida que o Homo sapiens se tornou mais prevalente nessas áreas, os neandertais desapareceram por sua vez, sendo geralmente relegados à história há cerca de 40.000 anos. Algumas evidências sugerem que alguns obstinados podem ter permanecido em enclaves, como Gibraltar, até talvez 29.000 anos atrás. Ainda hoje, vestígios deles permanecem porque os humanos modernos carregam DNA neandertal em seu genoma .

Nossos primos mais misteriosos, os Denisovanos, deixaram para trás tão poucos fósseis identificáveis ​​que os cientistas não têm certeza de como eles eram, ou se eles podem ter sido mais de uma espécie. Um estudo recente de genomas humanos em Papua Nova Guiné sugere que os humanos podem ter vivido e cruzado com Denisovanos lá há apenas 15.000 anos, embora as alegações sejam controversas. Seu legado genético é mais certo. Muitos asiáticos vivos herdaram talvez 3 a 5 por cento de seu DNA dos Denisovanos.

Apesar dos pedaços de ancestralidade genética que eles contribuíram para as pessoas vivas, todos os nossos parentes próximos eventualmente morreram, deixando o Homo sapiens como a única espécie humana. Suas extinções acrescentam mais uma pergunta intrigante, talvez sem resposta, à história da nossa evolução — por que fomos os únicos humanos a sobreviver?