Evolucija hominida

1. Evolucija hominida

2. Golem vremenski raspon... • Naša planeta formirana je prije gotovo 5 milijardi godina • Bilo je potrebno otprilike 3.5 milijardi godina da bismo stigli od početaka života do suvremenog čovjeka 21. stoljeća - u slojevima nastalim prije 3.5 milijardi godina nalazimo dokaze o postojanju prvih oblika života • Prije cca 600 milijuna godina počinje naglo bujanje živoga svijeta, tako da u donjem paleozoiku, prije 500 milijuna godina, nalazimo primitivne oblike kralježnjaka, odnosno riba, a nakon toga i prve kopnene biljke i životinje • Prije 350 milijuna godina javljaju se prvi vodozemci • U gornjem paleozoiku (prije 325 do 225 milijuna godina) prvi gmazovi i preteče sisavaca

3. Ljudi su sisavci – prvi su se sisavci pojavili prije cca 200 milijuna godina: • Homeotermni – metaboličke reakcije odvijaju se na konstantnoj temperaturi • Dojenje • Prije cca 140 milijuna godina – sisavci s placentom – napredak u odnosu na one (prasisavci) čiji se potomci legu iz jaja (razvoj prije rođenja ograničen količinom hranjivih tvari uskladištenih u jajetu) • Početak linije koja će u konačnici dovesti do modernih ljudi

4. Prvi primati • Prije 85 milijuna godina: • Rani primati maleni, vjerojatno veličine vjeverice • Šake i stopala s noktima umjesto pandži • Poboljšana mogućnost hvatanja zbog drugačijeg rasporeda prstiju • Oči usmjerene prema naprijed – stereoskopski vid – prednost kod skakanja s grane na granu

6. Različite varijante obiteljskog stabla čovjekolikih majmuna i ljudi

7. Prije cca 4.4 milijuna godina ključna promjena kod primata koja je dovela do suvremenog čovjeka - dvonožnost (bipedalizam): • Brže kretanje afričkom savanom na energetski učinkovitiji način • Bolji kut gledanja za uočavanje plijena i predatora • Smanjena tjelesna površina izložena suncu • Ruke slobodne za druge djelatnosti • Bolja roditeljska briga – majka nosi dijete- socijalna interakcija

9. Evolucija Homo sapiensa • prvi hominidi koji su hodali uspravno - Australophitecus ramidus, A. afarensis (“Lucy”), A. africanus (volumen mozga oko 500 cm3) • Otisci stopala australopitecina koje je Mary Leakey našla u Laetoliju (Tanzanija) – potvrda razvoja dvonožnosti kod australopitecina umjetnička rekonstrukcija Donald Johanson i Lucy

10. Otkriće Lucy (Australopithecus afarensis) u Etiopiji, 1974. bilo je prvi dokaz dvonožnosti prije 3.2 milijuna godina • Međutim, 1992. godine, također u Etiopiji, pronađen je fosil kojega su znanstvenici proučavali punih 17 godina i početkom listopada 2009. u posebnom broju časopisa Science objavili svoje nalaze koji su bitno promijenili dosadašnje spoznaje • Najbolje očuvani od svih 37 pripadnika pronađene vrste bili su ostaci ženskog kostura nazvanog Ardi (Ardipithecus ramidus) – 125 dijelova od kojih je rekonstruiran kostur • Osim kostura, prikupljeno je i 150.000 uzoraka biljnih i životinjskih fosila i stijena koji daju detaljnu sliku Ardina okruženja

11. Ardi • Živjela je prije 4.4 milijuna godina, a njezine su kosti najstariji fosilni ostaci dvonožnog hominida • Bila je visoka oko 1.2 m i teška oko 50 kg

12. Hodala je na dvije noge, ali se vješto penjala po drveću, gdje je imala skrovište (palac kojim se mogla hvatati za grane) • No, kada je boravila na tlu hodala je uspravno • To znači da smo postali dvonošci više od milijun godina ranije nego što se prije mislilo • Osim toga, to pomiče unatrag dosad pretpostavljani period razdvajanja ljudi i čovjekolikih majmuna (prije 6-9 milijuna godina?)

13. Razvoj njezinih ruku također pokazuje da se kretala dvonožno • Analiza Ardinih zuba pokazala je da je uglavnom jela voće, lišće i male sisavce • Ardi je pronađena samo 74 km dalje od mjesta na kojem je 1974. pronađena Lucy • “In the wider sense, we are all Ethiopians”

14. Nakon Lucy… • Prije cca 2.5 milijuna godina javljaju se prva gruba kamena oruđa • Povezuje ih se s prvom skupinom roda Homo – Homo habilis koji je postojao od prije 2.5 do prije 1.5 milijuna godina - prvo veće povećanje volumena mozga (na oko 650 cm3)

15. Prije 1.8 milijuna godina dvonožni primati sposobni izrađivati oruđe evoluiraju u Homo erectus i počinju migrirati iz Afrike u Aziju (fosili pronađeni u Kini i na Javi) • Potomci iz ove prve migracije iz Afrike naselili su mnoge dijelove Azije te na kraju Europe i kasnije evoluirali u neandertalce

16. Homo ErectusMigracija iz Afrike u Aziju(prije 1.8 milijuna godina)

17. Prije 1.2 milijuna godina dolazi do velikog povećanja mozga na cca 1350 cm3) • Prije cca 200.000 godina većim dijelom Europe i zapadne Azije dominiraju neandertalci • Mozak od 1250 do 1450 cm3 • Niski, kratkih udova, snažni • Napredno oruđe i oružje, dobre lovačke vještine • Pokapali su mrtve – indikator apstraktnog mišljenja

18. H. neanderthalensis, kao i afričke i azijske varijante H. erectusa smatraju se najranijim oblicima vrste Homo sapiens – tzv.arhaični H. sapiens • Prije 30.000 godina neandertalci izumiru nakon što su uspješno preživljavali ledena doba i nagle promjene resursa kroz 170.000 godina • Javlja se anatomski moderan Homo sapiens – Homo sapiens sapiens • Zašto?

19. Dvije teorije o porijeklu modernog čovjeka • Prije 100.000 godina postojale su tri jasno različite grupe hominida: Homo neanderthalensis u Europi, Homo erectus u Aziji te Homo sapiens u Africi • Prije 30.000 godina ta je različitost nestala – svi fosili od tog doba nadalje imaju sličnu anatomiju i veliki mozak (1350 cm3) • Što je dovelo do te korjenite promjene u jedinstveni ljudski oblik?

20. 1) Multiregionalna teorija kontinuiteta (multiregional continuity theory -MRC) – poligenska teorija • Nakon prve migracije iz Afrike prije 1.8 milijuna godina, moderni je čovjek paralelno postupno evoluirao u različitim dijelovima svijeta iz arhaičnog H. sapiensa • Postojao je protok gena između različitih grupa, što je omogućilo da ne dođe do divergencije u različite vrste

21. 2) Monogenski model (Out of Africa theory – OOA) • moderni čovjek evoluirao je isključivo u Africi, također prije 100.000 godina) te se proširio na Europu i Aziju gdje je zamijenio sve ostale vrste iz roda Homo • Različite grupe, poput neandertalaca i Homo sapiensa, evoluirale su u različite vrste, tako da je međusobno parenje bilo malo vjerojatno

22. Dokazi • Anatomski • Arheološki • Genetski • Anatomski: • Neandertalci i Homo sapiens drastično su se razlikovali – to sugerira da su bili međusobno izolirani i moguće evoluirali u dvije različite vrste – u skladu s OOA teorijom

23. Arheološki (oruđa i sl.): • Prije 100.000 godina su neandertalci i Homo sapiens bili vrlo slični: • Kameno oruđe, ali nema oruđa od kosti ili rogova • Lov ograničen na manje opasne vrste • Nema ostataka umjetnosti ili dekoracija • Prije 40 do 50 tisuća godina – drastična promjena: • Raznoliko oruđe za različite svrhe, novi materijali (kosti, rogovi) • Elaborirani pokop mrtvih • Lov na velike i opasne životinje • Umjetnost i dekoracije • U svemu tome neandertalci nisu sudjelovali – “kreativna eksplozija” bila je ograničena na Homo sapiens • u skladu s OOA teorijom

24. Genetski • Suvremeni testovi DNK - najstariji neandertalac čija je DNK ekstrahirana je Krapinski pračovjek • DNK dokazi pokazuju da je DNK neandertalaca različita od one modernog čovjeka te da su se te dvije linije razdvojile prije cca 400.000 godina – međusobno parenje je malo vjerojatno • Suvremene ljudske populacije pokazuju vrlo male genetske varijacije, što sugerira da potječemo od male populacije genetski homogenih predaka • Najviše genetskih varijacija ima među suvremenim afričkim populacijama, što je u skladu s teorijom da je moderni Homo sapiens prvo nastao u Africi, gdje je imao dulje vrijeme da akumulira genetsku različitost, a tek tada je dio njih migrirao i kolonizirao nove zemlje - u skladu s OOA teorijom

25. Iako je danas favorizirana OOA teorija, neki genetski dokazi nisu s njom u skladu, kao npr. nalazi iz Australije • Nijedna teorija ne daje odgovor na pitanje zašto su neandertalci tako naglo izumrli: • Superiorna tehnologija je prevladala u borbi za resurse? • Složeniji jezik i bolje organizacijske sposobnosti – učinkovitije korištenje resursa? • Jesu li istjerani s plodnih područja u ona gdje nije bilo hrane? • Je li moderni čovjek sofisticiranijim oružjem pobio neandertalce?

26. Moderni Homo sapiens u Europi (35000 – 12000 p.n.e.)

28. Povećanje volumena mozga tijekom evolucije modern human brain size: 1350 ccs ardipithecus brain size: 300 ccs Australopithe-cus brain size: 310-530 ccs homo habilis brain size: 580-752 ccs homo erectus brain size: 775-1225 ccs Neandertal brain size: 1200-1450 ccs

30. Evolucija mozga • Evolucija mozga ne očituje se samo u ukupnom povećanju mase, već i u promjeni razmjera pojedinih dijelova • Moždano deblo postaje sve manje u odnosu na ukupnu težinu mozga, a korteks raste više od bilo kojeg drugog dijela • Sve veća kortikalizacija funkcija

31. Od australopitecina do homo sapiensa • Mozak australopitecina bio je otprilike veličine mozga današnje čimpanze • Izrađivali su primitivno kameno oruđe koje su koristili u lovu i za lomljenje životinjskih kostiju pri jelu • Sposobnost korištenja oruđa smanjila je selekcijske pritiske za održavanjem velike čeljusti i zuba, tako da su se vilice i zubi hominida postupno smanjivali • Homo erectus započeo je s kapacitetom lubanje od cca 700 cm3, no njihov je mozak rapidno evoluirao, omogućavajući im znatno proširenje kapaciteta ponašanja • Do pojave Homo sapiensa ljudski je mozak dosegao veličinu koju ima i danas • Nakon što se vrlo malo mijenjao tijekom 2 milijuna godina australopitecina, mozak hominida se u sljedećih 1.5 milijuna godina gotovo utrostručio

32. Cijena povećanja mozga • Australopitecini su imali mozak očekivanog volumena za primata njihove veličine, no veličina mozga hominida konstantno je rasla – mozak modernog čovjeka je cca 7 puta veći nego što bismo očekivali kod primata te veličine • Allman (2000): ako veliki mozgovi omogućavaju organizmima da se bolje nose s promjenjivom i nepredvidivom okolinom, zašto nemaju sve vrste velike i složene mozgove? • Živa bića s velikim mozgovima su rijetka jer oni donose i velike troškove: • Veliki utrošak energije - 20% tjelesne energije se troši na 2% tjelesne mase – u usporedbi s npr. 3% kod slona ili 9% kod makakija ili čimpanzi • Veći mozak je skloniji disfunkcijama – razvoj je pod utjecajem velikog broja gena, pa je povećana vjerojatnost mutacija • Dugačka trudnoća – veliko opterećenje za majku • teži porod zbog velike glave djeteta • Veličina mozga pri porodu ograničena širinom zdjelice – dugotrajno razdoblje postnatalnog razvoja mozga i ovisnosti o roditeljskoj brizi – juvelinizirani mozak (Klawans)