Homo sapiensin alkuperä ja varhainen leviäminen on ollut pitkään sekä kansan että tutkijoiden kiinnostuksen kohteena1. Lähes yleisesti ollaan yhtä mieltä siitä, että H. sapiens (nykyihminen) kehittyi Afrikassa, ja lajimme varhaisimmat tunnetut fossiiliset edustajat on ajoitettu noin 315 000 vuotta sitten Marokossa (Jebel Irhoud -nimisessä paikassa)2 ja noin 260 000 vuotta sitten Etelä-Afrikassa (Florisbadissa)3. Keniassa (Olorgesailiessa)4 on kaivettu esiin kivityökaluja, jotka ovat vertailukelpoisia näiden fossiilien kanssa, ja ne on ajoitettu noin 320 000 vuoden taakse. Nature-lehdessä Harvati ym.5 kuvaavat Etelä-Kreikassa sijaitsevasta Apidiman luolasta löytyneen fossiilin analyysia, jonka he ilmoittavat olevan varhaisen modernin H. sapiensin vähintään 210 000 vuotta vanha fossiili. Tämä fossiili on vanhin tunnettu nykyihminen Euroopassa ja todennäköisesti koko Euraasiassa, ja se on yli 160 000 vuotta vanhempi kuin seuraavaksi vanhin tunnettu eurooppalainen H. sapiens -fossiili6.
Apidiman luolakompleksi kaivettiin esiin 1970-luvun lopulla. Kaksi osittaista kalloa (kalloja ilman alaleukaa), jotka on nimetty Apidima 1:ksi ja Apidima 2:ksi, löydettiin yhdestä breksiaksi kutsutun kivilajin lohkareesta. Kumpaakaan fossiilia ei ole aiemmin kuvattu yksityiskohtaisesti. Apidima 2 sisältää kallon kasvojen alueen, ja se oli tunnistettu neandertalilaiseksi7. Apidima 1 koostuu vain kallon takaosasta, eikä sitä ollut aiemmin luokiteltu lopullisesti lajiin. Harvati ja kollegat skannasivat fossiilit tietokonetomografian avulla ja loivat kustakin yksilöstä virtuaalisen 3D-rekonstruktion. He analysoivat jokaisen fossiilin arvioidakseen sen muotoon liittyviä näkökohtia ja määrittääkseen näin fossiilien samankaltaisuuden muiden lajien fossiilien kanssa.
Apidima 2 on pahoin vaurioitunut aikaisemman rikkoutumisen ja vääristymisen vuoksi. Kaikkien neljän fossiilista laaditun rekonstruktion analyysit olivat yhdenmukaisia sen kanssa, että kyseessä on varhainen neandertalilainen. Apidima 1 on myös vaurioitunut, mutta yksilö ei ole kovin pahasti vääristynyt, joten sen oikean ja vasemman puolen peilaaminen antoi hyvän rekonstruktion. Kirjoittajien laaja vertaileva analyysi osoittaa, että tämä fossiili on H. sapiensin varhainen jäsen. Kallon takaosa on pyöreä kuten H. sapiensilla, ja siitä puuttuvat klassiset neandertalinistien piirteet, kuten tunnusomainen takaraivon ”chignon” – kallon takaosassa oleva pullistuma, joka on muotoiltu kuin pullaan sidotut hiukset.
Aiemmat ajoitukset8 Apidima 2:n katkelmasta uraanisarja-analyysiksi kutsutulla menetelmällä osoittivat, että sen iäksi saatiin vähintään noin 160 000 vuotta. Harvati ja kollegat raportoivat laajemmista uraanisarja-analyyseistä, jotka yllättäen paljastavat, että Apidima 1 ja Apidima 2 ovat eri-ikäisiä, vaikka ne löydettiin lähekkäin. Apidima 2 on noin 170 000 vuotta vanha, mikä vastaa hyvin muiden eri puolilta Eurooppaa löydettyjen neandertalilaisfossiilien ikähaarukkaa (kuva 1). Apidima 1 on ajoitettu vähintään 210 000 vuoden ikäiseksi, mikä on paljon vanhempi kuin muut Afrikan ulkopuolelta löydetyt, yleisesti hyväksytyt H. sapiens -fossiilit.
Kuva 1 | Joitakin keskeisiä Homo sapiensin ja sukulaislajien varhaisia fossiileja Afrikassa ja Euraasiassa. Harvati ym.5 esittelevät analyysinsä kahdesta fossiilisesta kallosta Apidiman luolasta Kreikasta. He raportoivat, että fossiili Apidima 1 on vähintään 210 000 vuotta vanha H. sapiens -yksilö, joka on peräisin ajalta, jolloin neandertalinihmiset asuttivat monia Euroopan paikkoja. Se on varhaisin tunnettu H. sapiens -fossiili Euroopassa, ja se on vähintään 160 000 vuotta vanhempi kuin seuraavaksi vanhimmat Euroopasta löydetyt H. sapiens -fossiilit6 (ei kuvassa). Harvati ja kollegat vahvistavat, että kuten aiemmin on raportoitu7 , Apidima 2 on neandertalinihmisen yksilö, ja he arvioivat sen iäksi vähintään 170 000 vuotta. Kirjoittajien havainnot sekä muut löydöt, joista tässä esitetään valikoima, valaisevat hominiinien (nykyihmiset ja muut ihmissukulaiset, kuten neandertalilaiset ja denisovalaiset) Afrikasta lähteneiden varhaisten onnistuneiden ja epäonnistuneiden levittäytymisten ajoitusta ja sijaintia. kyr, tuhat vuotta vanha.
Tämä havainto paljastaa, että ainakin kaksi hominiinilajia (ihmiset ja ihmisen sukulaiset siitä sukuhaarasta, joka on peräisin sukupuussamme sen jälkeen, kun erosimme simpansseista) asuttivat Kaakkois-Eurooppaa noin 200 000 vuotta sitten. H. sapiens -fossiilin löytyminen Apidimasta herättää kysymyksiä siitä, mitä tälle populaatiolle tapahtui. Kun otetaan huomioon, että tämä H. sapiens oli olemassa aikana, jolloin on olemassa huomattavia todisteita neandertalinihmisen läsnäolosta muissa Euroopan paikoissa, oliko se osa populaatiota, joka ei kyennyt kilpailemaan menestyksekkäästi neandertalinihmisten kanssa, erityisesti tuon ajan epävakaassa ilmastossa? Ehkä nämä kaksi lajia korvasivat toisensa kerran tai useamman kerran tällä alueella esiintyneenä pääasiallisena hominiiniryhmänä.
Tällaiset korvautumismallit luonnehtivat nykyihmisen ja neandertalinihmisen jakautumista Lähi-idän Levantin alueella 250 000-40 000 vuotta sitten. Homo sapiens syrjäytti neandertalinihmiset kaikkialla Euroopassa noin 45 000 ja 35 000 vuotta sitten6 , mistä syntyi lopulta nykyisin elävien eurooppalaisten kantaväestö1. Tämä Apidimasta saatu todistusaineisto yhdessä muiden löydösten kanssa osoittaa, että nykyihmiset ovat useaan otteeseen työntyneet Afrikasta ja Levantista pohjoiseen ja länteen Eurooppaan. Sen sijaan, että hominiinit olisivat lähteneet kerran Afrikasta asuttamaan Euraasiaa, on täytynyt tapahtua useita levittäytymisiä, joista osa ei johtanut näiden hominiinien ja heidän jälkeläistensä pysyvään asuttamiseen.
Hominiinien (mukaan lukien nykyihmiset) Afrikasta lähteneiden menestyksekkäiden ja epäonnistuneiden levittäytymisten ajoituksen ja sijainnin ymmärtäminen kiinnostaa suunnattomasti. Ensimmäisen hominiinien leviämisen Afrikasta uskotaan tapahtuneen, kun Homo erectus -lajin jäsenet lähtivät sieltä noin 2 miljoonaa vuotta sitten. Toinen lähtöaalto tapahtui, kun neandertalilaiset lopulta synnyttänyt esi-isälaji muutti Eurooppaan noin 800 000-600 000 vuotta sitten.
Kolmas ryhmä Afrikasta lähteneitä vaelluksia olivat H. sapiensin vaellukset. Monet keskeiset fossiililöydöt Israelista dokumentoivat varhaisia esimerkkejä näistä vaelluksista. Sieltä Zuttiyeh-nimisestä paikasta löydetyn kallon otsan alueen sisältävä fossiili on ajoitettu 500 000-200 000 vuoden taakse, ja fossiilin muodon analyysi osoittaa, että se on joko varhainen neandertalinihminen tai peräisin sekä neandertalinihmisen että H. sapiensin esi-isäpopulaatiosta9. Zuttiyehin fossiilissa on yhtäläisyyksiä Florisbadin ja Jebel Irhoudin fossiilien kanssa9 , ja aiemmassa tutkimuksessa10 esitettiin, että Zuttiyeh voisi olla varhainen H. sapiens. Kannatan tätä näkemystä, koska se muistuttaa Florisbadin fossiilin otsan muotoa. Tulevat analyysit saattavat paljastaa, että Zuttiyeh on jopa Apidima 1:tä vanhempi nykyihminen; se ei kuitenkaan ole kotoisin Euroopasta.
Israelissa sijaitsevasta Misliyan luolasta löydetty varhaisen nykyihmisen leuka on ajoitettu noin 194 000-177 000 vuoden taakse11. Muita varhaisen nykyihmisen fossiileja on löydetty Skhulista ja Qafzehista Israelista, ja ne on ajoitettu noin 130 000-90 000 vuoden taakse12. Kaikki nämä varhaiset euraasialaiset ihmisfossiilit näyttävät edustavan niin sanottua ”epäonnistunutta” leviämistä Afrikasta – ne saapuivat Lähi-itään ja Kaakkois-Eurooppaan, mutta eivät säilyneet näillä alueilla. On viitteitä siitä, että nämä populaatiot korvattiin näillä tai lähialueilla neandertalinihmisillä.
Kauempana idässä Aasiassa varhaisen H. sapiensin fossiileja, jotka on ajoitettu vähintään 90 000 ja 50 000 vuoden taakse, on löydetty Saudi-Arabiasta aina Australiaan saakka13. Nämä Aasian fossiilit, kuten eurooppalaiset H. sapiens -näytteet 50 000-40 000 vuoden takaa, ovat saattaneet olla peräisin populaatioista, jotka ovat saavuttaneet pysyviä ja menestyksekkäitä leviämistapahtumia ja jotka ovat vaikuttaneet joidenkin elossa olevien ihmisten syntyperään.
Kun otetaan huomioon, että Apidima 1:stä sekä Misliyasta ja Zuttiyehista löydetyt fossiilit ovat vain osittaisia kalloja, jotkut saattavat väittää, että näytteet ovat liian epätäydellisiä siihen, että niiden asemasta ei voi saada varmuutta H. sapiensin osalta. Voisiko molekyylien avulla määrittää, mihin lajiin ne kuuluvat? DNA:ta ei ole aina mahdollista saada talteen muinaisista fossiileista. Fossiileihin säilyneitä muinaisia proteiineja analysoimalla, jota kutsutaan paleoproteomiikaksi, on kuitenkin alettu käyttää lajien tunnistamiseen (ks. go.nature.com/2xkosom). Muinaisen DNA:n analysointiin verrattuna paleoproteomiikka vaatii vähemmän erikoiskäsittelyä fossiileille kontaminaation estämiseksi. Sitä käytettiin hiljattain14 Kiinasta löydetyn, noin 160 000 vuotta vanhan fossiilisen leuan analysointiin, minkä ansiosta yksilö voitiin tunnistaa arvoitukselliseksi hominiiniksi nimeltä denisovan, jonka harvoja fossiileja on löydetty myös Denisovan luolasta Siperiasta.
Ehkä paleoproteomiikkaa voidaan käyttää Apidiman fossiilien identiteetin tarkistamiseen. Tätä menetelmää voitaisiin ehkä soveltaa myös Aasiasta peräisin oleviin (arviolta 300 000-150 000 vuotta vanhoihin) samanaikaisiin fossiileihin, joita ei ole vielä lopullisesti määritetty johonkin lajiin. Nämä fossiilit ovat kiinnostavia, koska ne voivat paljastaa, kuinka monta hominiinilajia on voinut elää tuona aikana. Ehkä jotkut niistä ovat myös H. sapiens, vaikka epäilen sitä. Täydellisimpiä näistä näytteistä ovat kallot Intiasta Hathnora-nimisestä paikasta15 ja Kiinasta Dalista16, Jinniushanista16 ja Hualongdongista17. Kunnes tällaisia fossiileja tutkitaan paleoproteomiikan avulla, Harvatin ja kollegoiden tekemien analyysien kaltaiset analyysit tarjoavat parhaan käsityksemme lajimme ja lähisukulaistemme monimutkaisesta historiasta näiden populaatioiden levittäytyessä Afrikasta – varhaisista, epäonnistuneista levittäytymisvaiheista vaelluksiin, jotka lopulta onnistuivat.