Evoluzione umana

1. Phylum --- Cordati Tipo --- Vertebrati Classe --- Mammiferi Ordine --- Primati Sottordine --- Antropoidei Infraordine --- Catarrini Superfamiglia --- Ominoidei Famiglia --- Ominidi Sottofamiglia --- Ominini Genere --- Homo Specie --- sapiens Evoluzione umana Prof. Elisa Prearo LST 2007/2008

3. Circa 35 milioni di anni fa, in Africa orientale, oltre al generale deterioramento climatico - progressiva diminuzione dell'umidità e alternanze marcate delle stagioni - si realizzò un evento geologico di enorme portata: la formazione della frattura tettonica lunga oltre 5 mila chilometri che determinò profonde depressioni e solcature che caratterizzano oggi la fascia orientale dell'Africa e che prende il nome di Rift Valley. Questi mutamenti determinarono variazioni sull'ambiente della regione - attraverso una drastica diminuzione della copertura arborea a vantaggio di ambienti aperti tipo savana - le quali agirono come principale agente selettivo tra le specie esistenti. In particolare, i Primati che più si erano specializzati nella vita arboricola risentirono fortemente di questi cambiamenti, estinguendosi o adattandosi alle nuove condizioni ecologiche. Alcuni di questi adattamenti determinarono l'inizio di quella che oggi è considerata l'evoluzione dell'uomo con le prime forme di Ominidi circa 6 milioni di anni fa. I maggiori caratteri su cui si basa l'emergenza e la persistenza della radiazione evolutiva pre-ominide e ominide sono la postura e la deambulazione, le scelte alimentari, le dimensioni dell'encefalo, la forma e le dimensioni dello scheletro post-craniale.

4. L’Homo sapiens è un mammifero placentale, appartiene all’ordine dei primati. L’evoluzione dei primati è iniziata con animali simili agli attuali insettivori come le tupaie, adattati alla vita arboricola; successivamente sono stati acquisiti dagli antenati degli ominidi, la statura eretta e la deambulazione bipede.

5. I Primati Adattamenti alla vita arboricola: • Mano e braccio • Pollice opponibile • Rotazione dell’avanbraccio e della mano senza muovere il resto dell’arto • Alzare le braccia lateralmente ruotando l’omero nell’articolazione della spalla • Unghie al posto di artigli per dare sensibilità ai polpastrelli • Acutezza visiva: occhi frontali e visione stereoscopica • Cure parentali • Postura eretta intesa come possibilità di stare “seduti” mantenendo la colonna vertebrale diritta.

6. Linee evolutive

8. La nostra storia è costellata di molte specie sia appartenenti al genere Homo che Australopithecus (Paranthropus) e molti di questi ominidi si sono non solo succeduti nel tempo, ma anche sovrapposti. Per questo si preferisce parlare dell' evoluzione della nostra famiglia come un “cespuglio”. • A volte i ritrovamenti sono molto frammentari che non c'è sempre convergenza fra gli studiosi nell'attribuire il reperto ad una specie esistente o se invece siamo di fronte ad una totalmente nuova. Questa è una delle cause che determinano modelli di cespugli variabili in alcuni particolari pur convergendo su molti punti della nostra evoluzione ormai assodati. • Un esempio può essere il caso di  Australopithecusafricanus: Alcuni collocano tale specie fuori della linea evolutiva che porterà ad Homo sapiens, per altri al contrario, viene considerato diretto discendente.

9. Gli ominidi Il Bambino di Taung (Australopithecus africanus) Il sito di Taung dette nel 1925 il cranio di una scimmia cercopitecoide; consegnato al professor Raymond Dart, australiano che lavorava all'Universita' di Johannesburg,  egli incaricò R. B. Young, geologo dell'Universita' di Witwaterstrand, di effettuare un sopralluogo nella cava per cercare altri fossili. Costui fece pervenire i nuovi reperti trovati a Dart (il quale si stava vestendo per andare ad un matrimonio), ed appena li vide, ne intuì immediatamente l'importanza:  un calco endocranico che combaciava con dei frammenti ossei sporgenti da una delle pietre e all'interno di una roccia era inclusa una faccia quasi intera, il "bambino di Taung". Pubblicò il ritrovamento nel 1925 su Nature sicuro che il cranio appartenesse ad un individuo infantile antropoide, ma il mondo accademico, convinto che gli antenati dell'uomo moderno andassero cercati in Europa, non prese in considerazione la scoperta considerando il cranio come appartenente ad un antenato di scimpanzé o gorilla. Solo 20 anni dopo, l'intuizione di Dart fu considerata valida. Alcuni studiosi sostengono che il piccolo potrebbe essere stato ucciso da un'aquila; è stato il primo Australopiteco mai scoperto e classificato. Complessivamente il fossile comprende la faccia, parte del cranio, una mandibola completa ed il calco del cervello. L’età dovrebbe essere di circa 3 anni.

10. Genere Australopithecus Ominidi africani datati dai 4 ai 2 milioni di anni fa. Il genere Australopithecus precede, accompagna e probabilmente "prepara" la comparsa del genere Homo. Gli australopiteci sembrano aver avuto un numero di specie molto elevato, segno di un notevole successo adattativo, ma dato che alcune sono incerte per la scarsità o la incompletezza dei fossili, a volte vengono descritte in quattro-cinque gruppi più importanti. C'è infatti una grossa variabilità morfologica e alcuni studiosi sostengono che vi siano state molte più specie di quante descritte sinora, mentre altri sostengono la tesi di un forte dimorfismo sessuale tra i vari campioni. Tuttigli australopiteci si sonoestinti entro 1 milione di anni fa, circa 3 milioni di anni dopo la loro comparsa a causa del cambiamento climatico globale che andava verso un generale raffreddamento. Molti autori distinguono gli Australopiteci in forme "gracili" (afarensis, africanus, anamensis) e forme "robuste" (boisei, robustus, aethiopicus) dalle differenze di costituzione ossea; in particolare i "robusti" vengono a volte inseriti in un altro genere: quello dei "parantropi" (Paranthropus). Generalmente gli australopiteci sono costituiti da un mosaico di caratteristiche morfologiche umane e delle scimmie antropomorfe: bipedi, ma conservano residue capacità di arrampicamento sugli alberi, cervello piccolo, notevole prognatismo sotto-nasale e da mandibole molto robuste che contengono denti grandi a smalto spesso indice di alimentazione a base di vegetali coriacei. La loro dimora è stata esclusivamente l'Africa.

12. La passeggiata degli Australopitechi a Laetoli

13. Homo habilis (2.5 – 1.8 m.a.) Circa due milioni di anni fa, comparve l’Homo habilis . I primi resti sono stati ritrovati da Louis Leakey (1903-1972) nel 1960 nella gola di Olduvai, vicino al lago Vittoria (Tanzania); seguirono successive scoperte in Kenya e in Etiopia. Aveva un cervello di 700-800 cm3 , raggiungeva un'altezza di 125-135 cm ed il peso di 40 chili; i maschi più massicci delle femmine. Le arcate sopraccigliari erano piuttosto sporgenti, ma il mento era meno prominente di quello dell'Australopiteco. Dalla dentatura si ricava la tendenza ad un'alimentazione onnivora, con propensione per la dieta a base di carne derivante dalla caccia e dalla raccolta delle carogne di animali morti. La gestione del cibo deve aver avuto un ruolo importante anche per l'accrescimento e l'evoluzione del gruppo che, da singola famiglia, si trasformava in clan, tale da assicurare una maggiore protezione e da garantire la trasmissione delle nuove conoscenze acquisite. Probabilmente il primo ominide a fabbricare utensili fu proprio l'Homo habilis, perché abbiamo le prove che egli raccoglieva pietre e che successivamente, a distanza di chilometri, le modificava battendole contro altre pietre. Presso la Gola di Olduvai (Tanzania), infatti, sono stati ritrovati ciottoli percussori recanti segni d'usura dovuta all'impiego continuo, ciottoli scheggiati da un lato solo detti chopper, ciottoli scheggiati da due parti detti bifacciali, raschiatoi per staccare la carne dalle ossa o il grasso dalle pelli ed asce di selce con bordo tagliente che venivano impugnate. Questa fu chiamata da Leakey la "cultura olduvaniana" .

14. Si è giunti ora alla conclusione che, contemporaneamente e per lunghi periodi di tempo, intorno a due milioni di anni fa, fossero presenti in Africa sia popolazioni di Australopitecus che di Homo. Non fu tanto l’intelligenza quanto l’andatura bipede a liberare le mani e quindi la possibilità di sfruttarle per manipolare oggetti e quindi diventare “umani”. Le pressioni selettive verso il bipedismo furono indipendenti dalla “liberazione delle mani”.

15. Homo ergaster (lavoratore) C’è un giudizio unanime fra i paleoantropologi che Homoergaster , comparso circa 2 milioni di  anni fa, è la specie di ancoraggio per tutti gli esseri Homo successivi, fino all’uomo moderno. Presenta un aumento significativo sia nell' altezza che nella massa ossea: i maschi misuravano 1,6 m per 65 Kg, la capienza del cervello è aumentata a 850cc ed il cranio acquista un’arcata sovraorbitale di figura prolungata, molto probabilmente il risultato dei lobi frontali ed occipitali espansi. I piedi lunghi ed il formato aumentato del cervello hanno fatto di ergaster un tipo adatto all’ espansione: i fossili suggeriscono che si è diffuso dall' Africa nord orientale all’ Asia centrale ed orientale e forse anche in Europa del sud. Viene  associato con l' industria Acheuliana databile intorno ad 1,4 milioni di anni fa; compaiono inoltre molte delle caratteristiche sociali e del comportamento delle popolazioni umane, del cacciatore-raccoglitore di oggi: lo sfruttamento delle risorse di zone geografiche molto grandi, stabilità di lunga durata nelle procedure di lavorazione della pietra e tutto ciò potrebbe implicare, lo sviluppo di un linguaggio complesso vocale e gestuale.

16. Homo erectus Rappresenta una specie che conta numerosi fossili trovati in Medio Oriente ed Asia in un periodo che va da circa 1,7 milioni a 50.000 anni fa; quest'ultima datazione proviene dagli strati in cui sono stati rinvenuti fossili appartenenti a questa specie vicino al fiume Solo nell'isola di Giava (uomo di Giava)ed indicano quindi una convivenza tra erectus e i primi Homosapiens arrivati in Asia. Mostra un alleggerimento graduale delle caratteristiche di ergaster, ma comunque ci sono molte somiglianze nei crani (arcate sovraorbitarie pronunciate e cassa prolungata del cervello) che evidenziano una potenza masticatoria. La dimensione corporea rimane all’incirca come ergaster, la mascella è sporgente con grandi molari, nessun mento, creste spesse nella fronte, cranio basso e lungo. La capienza del cervello è aumentata gradualmente durante la sua persistenza: da una gamma di 800cc -1060cc quando è comparso, ad una gamma di 1060cc -1300cc intorno alla sua estinzione. Il rapporto evolutivo fra ergaster ed erectus è poco chiaro: alcuni esperti trattano loro come forme ritardate della stessa specie. È più probabile che quest'ultimo si sia evoluto in Africa da un antenato dell’ ergaster, quindi è migrato dopo la comparsa di questo, in altre parti dell' Africa, del Medio Oriente, in Europa, in Cina ed Asia del sud (fino a Giava e Borneo). Sembra da far risalire a lui l'uso del fuoco per la prima volta nel corso dell'evoluzione.

17. Diffusione di Homo erectus Cranio di Homo erectus (a sinistra)a confronto con cranio di habilis

18. Questo ipotetico albero genealogico mostra la varietà di specie di ominidi che hanno popolato il pianeta (alcune conosciute solo grazie a frammenti). L’emergere di Homo sapiens non è stato un singolo processo di trasformazione lineare di una specie in un’altra, ma una evoluzione tortuosa e dai molti aspetti.

19. Homo antecessor Reperti spagnoli trovati nel sito di Gran Dolina e datati 780.000 anni fa, sono stati denominati Homo antecessor che significa in latino "esploratore" o "pionere". Questo ominide  è stato infatti il primo abitatore conosciuto dell' Europa occidentale anche se sulla sua denominazione ci sono accesi dibattiti: non tutti i ricercatori  sono concordi nello istituire per tali resti questa nuova specie. E' opinione diffusa di inserire antecessor all'interno della specie Homoheidelbergensis che vivrà nelle stesse zone 300.000 anni più tardi, considerandolo una forma più arcaica ma comunque stessa specie di quest'ultimo. Fisicamente antecesor mostra un mix tra tratti arcaici (conformazione della zona infra-orbitale,  scarsa proiezione nasale, dentizione) e tratti più moderni. Il cranio infatti ha  caratteristiche intermedie tra heidelbergensis, erectus ed ergaster, ed altre che saranno poi tipiche dei successivi neanderthal. Purtoppo i  reperti sono pochi ma è possibile ipotizzare che si tratti di popolazioni provenienti dal Nord-Africa, spostatesi via mare e sviluppatesi autonomamente in Europa Meridionale. Secondo gli scopritori invece, antecessor si sarebbe separato da Homoergaster in Africa, e poi sarebbe migrato circa 1 Mya in Europa  attraverso il Medio Oriente: qui avrebbe dato origine a Homo heidelbergensis, che poi a sua volta avrebbe generato Homoneanderthalensis. Nel frattempo, l'antecessor rimasto in Africa si sarebbe evoluto nel moderno Homosapiens. Si tratterebbe quindi dell'ultimo antenato comune tra Neanderthal e Homo sapiens: la soluzione è ancora lontana.

20. Homo heidelbergensis Precedentemente chiamato “Homo sapiens arcaico” comparso circa 800.000 anni fa, riguarda un gruppo di vari crani che presentano caratteristiche di erectus, di neanderthalensis e di esseri umani moderni. Precisiamo che in questo caso vengono racchiusi sotto il nome “hidelbergensis"  reperti che spesso trovano altre denominazioni (Homorhodesiensis, Homoantecessor): ciò deriva dal fatto che la comunità scientifica non si è messa ancora daccordo, né c'è una visione maggioritaria del problema. Gli aumenti di formato del cervello arrivano fino a 1600cc. Gli hidelbergensis sono solitamente meno robusti degli erectus, ma più degli esseri umani moderni; la fronte è meno sfuggente. E' apparentemente la specie seguente dopo ergaster e possibilmente erectus, diffusasi in Africa, in Europa e nel Medio Oriente. A volte la distinzione fra certe forme occidentali di erectus e di heidelbergensis è molto incerta. I rapporti evolutivi fra habilis, rudolfensis, ergaster, erectus e heidelbergensis rimangono molto discutibili e di difficile soluzione.

21. LA SCHEDA DI “ALFREDO” Luogo del ritrovamento: Tora e Piccilli- Caserta “Homo heidelbergensis”- erectus Ominide vissuto 350 mila anni fa “Nome di battesimo”: Alfredo Altezza: 150 cm Lunghezza piede: 20 cm Misura piede: 35 Orme individuate: 56 Andatura: bipede Identificate in un paesino casertano da tre ricercatori italiani LE ORME DELL’HOMO HEIDELBERGENSIS, L’UOMO PIU’ ANTICO D’EUROPA Lasciate da un ominide 350 mila anni fa, dal “Nonno di Neanderthal” Definite dai superstiziosi abitanti del luogo “Ciampate del diavolo”! L’eccezionale scoperta, pone fine all’inquietante leggenda satanica.

25. Australopitecus afarensis

26. Homo neanderthalensis Compare in Europa a partire da circa 250.000 anni fa e qui rimane fino alla sua estinzione, avvenuta poco meno di 30.000 anni fa. Il suo areale di distribuzione comprendeva anche la regione israeliana, Iraq, Russia, Asia occidentale. Tale specie si è evoluta ed è vissuta principalmente nei climi freddi; le proporzioni del corpo infatti, sono adattate alle basse temperature: arti corti e molto robusti, non molto alti (circa 160 cm) per evitare la dispersione del calore corporeo. La capacità cranica era un po’ più grande degli esseri umani moderni, circa il 10% (1450cc in media, ma grande anche 1800cc o più); presentava una mascella sporgente, mento debole e una fronte sfuggente: il naso poco sporto era una caratteristica da clima freddo. Il cranio si presenta più lungo e schiacciato di quello degli esseri umani moderni con un profondo rigonfiamento nella parte posteriore, le ossa sono spesse e pesanti con segni di potenti collegamenti muscolari. Gli individui europei presentavano carnagione bianca e verosimilmente capelli rossi (ipotesi molecolare del 2006, confermata nel 2007 su reperti iberici ed italici) ma la variabilità geneticasuggerisce l'intera gamma di sfumature odierna. Col tempo, in alcune zone e verso la fine del Paleolitico, si diffonde un tipo più gracile, e con un mento osseo più pronunciato.

27. Il neanderthal possedeva una cultura materiale avanzata, sopratutto negli ultimi periodi della sua esistenza: tantissimi strumenti adatti a vari impieghi sono stati trovati in luoghi lui abitati; gli ultimi rappresentanti della specie svilupparono delle culture diversificate e tendenti a somigliare alle prime produzioni litiche di Homo sapiens.. Non è ben chiaro se tale fatto sia un influenza culturale dei sapiens verso i neanderthal o una evoluzione isolata delle tecniche di lavorazione. Con tale ominide si hanno le prime forme di seppellimento dei defunti, anche se non si è certi che il fenomeno sia stato praticato da tutte le popolazioni neandertaliane. I primi Homo sapiens raggiunsero l'Europa circa 50.000 anni fa e condivisero l'habitat con i neandertaliani per oltre 20.000 anni, ma i rapporti intercorsi tra le due specie non sono ancora chiari. Studi genetici suggeriscono comunque che gli antenati di neanderthal e degli esseri umani moderni si sono separati evolutivamente circa 500.000 anni fa ed è più probabile che neanderthal si sia evoluto indipendentemente, come discendente di forme ominidi simili ad heidelbergensis, senza scambio culturale o genetico significativo con i sapiens. L’ estinzione dei neanderthals coincide nella maggior parte delle regioni geografiche, con l' arrivo degli esseri umani anatomicamente moderni (Homo sapiens detto Cro Magnon) ma le cause non sono ancora note.

28. Neanderthal

30. Homo sapiens (sapiens) Gli uomini moderni appartengono alla specie Homo sapiens di cui l'unica sottospecie attualmente presente sul pianeta è Homo sapiens sapiens; Homo sapiens idaltu (tradotto approssimativamente come "uomo saggio maggiore"), l'altra sottospecie nota, è estinto.Dal punto di vista anatomico, gli uomini moderni appaiono in testimonianze fossili risalenti a 130 000 anni fa in Africa. I primi rappresentanti europei compaiono circa 40000 anni fa, comunemente chiamati Cro-Magnon dalla località francese dei primi rinvenimenti di fossili. I genetisti Lynn Jorde e Henry Harpending dell'università dello Utah hanno suggerito che la variazione del DNA umano è piccolissima se comparata con quella di altre specie, e che durante il Tardo Pleistocene, la popolazione umana fosse ridotta a un piccolo numero di coppie genitoriali - non superiori alle 10 000 e forse intorno alle 1 000 - con la conseguenza di un pool genico residuo molto ristretto. Sono state formulate varie spiegazioni per questo ipotetico collo di bottiglia, tra cui la più famosa Teoria della catastrofe di Toba.

31. Cro magnon

32. Le varie ipotesi proposte nel tempo sull’origine dell’uomo moderno sono riconducibili a due modelli principali. Quello denominato «Eva africana» o «arca di Noè» , ipotizza un’origine unica, avvenuta in Africa in tempi relativamente recenti, alla quale sono seguiti processi migratori che hanno portato alla diffusione dell’uomo moderno nel resto del mondo. Cranio di Homo erectus (a sinistra)a confronto con cranio di Homo sapiens L’altro, definito modello dell’origine multipla o della continuità regionale, suggerisce che popolazioni ancestrali di H. erectus si siano evolute, gradualmente e in ogni parte del mondo, in forme arcaiche di H. sapiens dalle quali avrebbe poi avuto origine l’uomo moderno. Questo modello “a candelabro “ prevede che sia possibile individuare nelle popolazioni moderne caratteristiche anatomiche presenti in epoche antiche. Inoltre, la comparsa di testimonianze fossili dell’uomo moderno dovrebbe essere quasi contemporanea nelle diverse regioni del vecchio mondo.

33. Prove a sostegno di un’origine africana recente derivano sia dall’analisi della variabilità genetica delle popolazioni attuali sia dalla documentazione paleontologica. Recenti indagini molecolari condotte a livello del DNA mitocondriale di 182 popolazioni attuali indicano che l’uomo moderno sia derivato da un antenato comune vissuto probabilmente in Africa 200.000 anni fa. Questi risultati sono avvalorati dal ritrovamento di resti umani di tipo moderno risalenti a ca.130.000 anni fa, avvenuto in due grotte sudafricane in Etiopia. Tali reperti testimoniano la presenza dell’uomo moderno in Africa nel periodo in cui l’Europa era popolata esclusivamente dall’uomo di Neandertal. Inoltre, la documentazione fossile rinvenuta nel Vicino Oriente a Skhûl e Qafzeh consente di stabilire che gruppi di neandertaliani e popolazioni di uomini anatomicamente moderni umani condivisero i medesimi territori ca. 100.000 anni fa. Tuttavia, a partire da ca. 40.000 anni fa le popolazioni anatomicamente moderne furono le sole presenti nella regione. La diffusione delle popolazioni di tipo moderno in Europa avvenne probabilmente in questo periodo, come testimoniato anche dall’avvento della cultura materiale del Paleolitico superiore.

34. A sostegno del modello evolutivo dell’origine multipla di H. sapiens sarebbe invece l’apparente continuità morfologica dei fossili dell’Estremo Oriente, riscontrabile nelle testimonianze fossili trovate in Cina, come anche tra H. erectus di Giava e alcuni dei più antichi resti australiani. La principale debolezza di questa teoria risiede nel fatto che in Europa mancano forme di transizione tra popolazioni arcaiche e moderne. Viceversa, la documentazione più dettagliata di questa continuità evolutiva si riscontra principalmente in Africa. I resti non solo mostrano similitudini anatomiche con l’uomo moderno, ma anche con fossili di maggiore antichità trovati in altri siti dell’Africa. Il ritrovamento di un graffito risalente a ca. 77.000 anni fa valorizza quest'ipotesi. Il graffito, che rappresenterebbe la prima “traccia artistica” dell'uomo, potrebbe contribuire a far riscrivere la storia dell'evoluzione dell'uomo moderno anticipandola di millenni poichè l'incisione precede di quasi 40.000 anni le pitture rupestri europee più antiche. Comunque sia avvenuta la transizione da H. erectus a H. sapiens, è certo che popolazioni con caratteristiche anatomiche di tipo moderno erano ubiquitarie in Africa, Asia e Europa tra 35.000 e 25.000 anni fa. Circa nello stesso periodo, ma forse già in epoche ancora più antiche, iniziarono le prime migrazioni che portarono alla colonizzazione dell’Australia e dell’America.

36. “Ciò ci fa capire che tutti gli esseri umani, a dispetto delle differenze somatiche, sono realmente membri di un’unica entità che ha avuto un’origine molto recente in un unico luogo. Esiste una specie di “fratellanza biologica” che è molto più profonda di quanto noi abbiamo mai immaginato” S.J. Gould

38. www.anth.ucsb.edu/projects/human http://anthro.palomar.edu/homo2/default.htm