Hominin’lerin Habitatları İlk Kez Yapılandırıldı

Görsel : Yukarıdaki görselde 1.8 milyon yıl önce Doğu Afrika’daki ilk homininlerin yaşamı verilere dayanarak sanatçı tarafından resmedilmiş. Telif : M.Lopez-Herrera via The Olduvai Paleoanthropology and Paleoecology Project and Enrique Baquedano.

Bilim insanları ilk insanlarının yaşam alanlarının parçalarını eldeki tüm verilere dayanarak birleştirdi ve 1.8 milyon yıl önce yaşamın bir piknik yeri olmadığını açığa çıkardı.

Tanzanya’daki Olduvai Gorge bölgesindeki insan atalarımız, yemek ve suya erişimi olan, hatta gölgelik sığınakları olan varlıklardı ve apelerle modern insanların çaprazlanmış haline benzer bir görünüme sahiplerdi. Bununla birlikte birçok iş için kullanabildikleri uçları keskin taş aletleri de çokça mevcuttu.

Rutgers Üniversitesi, Department of Earth and Planetary Sciences’da profesör olan Gail M. Ashley’in açıklamasına göre bu imkanlara rağmen yaşam çok da zordu. Çünkü, diğer etçillerle, yemek için sürekli bir rekabet devam etmekteydi ve bu da ciddi bir stres kaynağıydı.

Ashley ve diğer araştırmacılar yıllar süren çalışmanın sonunda, dönemin insan yaşamı ve yaşam alanı manzarasını dikkatli biçimde yeniden yapılandırdı. Sözü geçen alandan toplanmış bitki ve diğer kanıtlarla uygun boyutlarda oluşturulan yeni yapı ile ilgili detaylar Proceedings of the National Academy of Sciences‘da yayımlandı.

Bu manzara yapılandırılmasının paleoantropologlara, ilk insanların yaşam biçimlerine, neye benzediklerine, fiziksel özelliklerine, nasıl avlandıklarına ve yiyip içme davranışlarına dair fikir ve modelleri geliştirmeleri için çok yardımcı olacağı düşünülüyor. Tanzanya’daki bu örnek alan 1959 yılında ünlü paleoantropolog Mary Leakey tarafından keşfedildi. Leakey bu alandan binlerce hayvan kemiği ve taş alet toplamıştı.  Geçtiğimiz 10 yıl içinde süren yorucu kazılar boyunca Ashley ve diğer bilimciler ile öğrenciler sayısız toprak örneği toplayarak karbon izotopu analizi ile inceledi. İncelemeler sonucunda bu alanın, o dönemde kaynak suyuna sahip olduğu, nemli ve ıslak toprakla birlikte, yeşillik ve ağaçlık alanların da bulunduğu anlaşıldı.

Ashley yaptığı açıklamada, manzara dahilinde insanların ve taş aletlerin bulunmuş olduğu yerler referans alınarak bitkilerin olduğu noktaların haritalandığını ve bunun ilk kez yapıldığını belirtti. Haritalama işlemine referans alınan yer örneklerinin elde edildiği jeolojik yatak aynı zamanda iki ayrı hominin türüne ait kalıntıları da barındırıyordu. Bu ilk insan türleri, daha sağlam yapılı ancak küçük beyinli Paranthropus boisei ile daha zayıf kemikli Homo habilis idi. Homo Habilis hem daha büyük beyinli hem de takip eden evrimsel sürecimiz ile en senkronize olan türdü. İki tür de 1.35 metre ile 1.65 metre boylarındaydı ve iki türün de ortalama yaşam süreleri 30 ila 40 yıl arasındaydı.

Araştırmaları sırasında araştırmacılar, ağaçlık alanlarda akasya ve palmiye ağaçlarının bulunduğunu tespit etti. Homininler’in bu alanlarda kamp yapmadıkları düşünülüyor ancak bulunan kemik yoğunluklarına bakılarak atalarımızın başka yerde avlanıp güvenlik için avlarını bu alanlarda tükettikleri öne sürülüyor.

Araştırmanın yürütüldüğü alanda kalıntıların iyi korunmuş olmasının sebebi olarak, bir noktada alan yüzeyinin volkanik kül ile kaplanmış olduğu gösteriliyor. Alanda yine, zürafa, fil ve antilop ailesinin hızlı üyesi olan afrika antiloplarına ait binlerce kemik bulundu. Homininler bu hayvanları etleri için öldürmüş olabileceği gibi, ölmüş olan hayvanların etlerini toplamaya çalışmış da olabilirler. Bu etler için rekabet halinde oldukları diğer etçiller olan aslanlar, leoparlar ve sırtlanlar aynı zamanda homininler’in kendileri için de tehdit unsuru oluşturuyordu.

Paleoantropologlar ise bu konu üzerine – yani homininlerin hayvanları etleri için mi öldürmüş olduğu yoksa aslan, sırtlan gibi hayvanlar tarafından öldürülmüş olan hayvanların etleri için bir anlamda leşçilik mi yaptıkları üzerine – daha ciddi anlamda düşünmeye ve hipotezler üretmeye başladılar.

Homininler’in yiyeceklerinin içinde sulak arazilerdeki eğrelti otları, kabuklular, salyangozlar ve sümüklü böcekler bulunuyordu. Bilimciler, homininlerin bu alanı yüzlerce yıl boyunca kullanmış olduklarını düşünüyorlar. Çünkü bu alanda yaşamadıkları, ancak temiz ve kullanılabilir sudan ve sulak alanlardan yararlanmak için kullandıkları öne sürülüyor.


Kaynak :

  • Bilimfili,
  • Clayton R. Magill, Gail M. Ashley, Manuel Domínguez-Rodrigo, Katherine H. Freeman. Dietary options and behavior suggested by plant biomarker evidence in an early human habitat. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016; 201507055 DOI:10.1073/pnas.1507055113

Dilimlenmiş Et İnsan Evrimini Nasıl Yönlendirdi?

Bir şempanzenin hayatının en sıkıcı kısmı herhalde çiğnemektir. Primat kuzenlerimiz, günde 6 saatlerini yedikleri meyveleri gıcırdatarak çiğnemeye ayırıyor ve tabii ki bunu da daha eski atalarımızın da benzeri olan büyük dişleri ve koca çene yapıları ile yapıyorlar. Madem durum bu, o halde neden bizim dişlerimiz ve çenelerimiz çok daha küçük? Yeni bir çalışma basit taş aletlerin et kesmek ve dilimlemek, veya sert sebze köklerini ezmek üzere geliştirilmesine dikkatleri çekerek, bu yolla son dönem atalarımızın sonunda konuşma yeteneği kazanmaya varacak şekilde çene ve ağız yapılarının evrimleştiğini öne sürüyor.

Harvard  Üniversitesi’nden evrimsel antropolog Daniel Lieberman’a göre, modern insanların çiğneme işine çok az zaman ayırmasının sebebi atalarımıza göre çok daha kaliteli diyetlere sahip olmamızdır. Şempanzeler çoğunlukla meyve tüketerek hayatta kalırken, insanlar daha fazla besin değeri ve enerjiyi içinde barındıran eti daha yoğunlukla tüketmektedir. (Şempanzeler de et tüketebilmektedir ancak temel beslenme listelerinde insanlarınkine benzer biçimde et bulunmamaktadır.) Bugüne geldiğimizde ise, pişirme işlemleri sayesinde eti hem yemek hem de sindirmek çok daha kolaylaşmıştır ancak Lieberman’a göre atalarımız pişirmeyi öğrenmelerinden çok daha önce et tüketimine başlamışlardı. Örneğin atalarımızın ─dik duran apeler, homininler─ et yediğine dair kanıtlar2.5 milyon yıl öncesine dayanıyor ne var ki pişirme işlemlerinin yaygınlaşmasına dair kalıntılar 500.000 yıldan daha öteye geçemiyor.

Pişirmeyi Öğrenmeden Önce İnsanlar Ne Yapıyorlardı?

Bu sorunun cevabı başka bir evrimsel inovasyonun geliştirilmesine dayanıyor olabilir: Taş aletler. Çünkü basit taş aletlerin geliştirilmeye başlanması ile, homininlerin et tüketimine adapte olması yaklaşık olarak aynı zamana denk geliyor. Lieberman, yine Harvard’dan başka bir evrimsel antropolog olan Katherine Zink ile işbirliği yaparak, bahsi geçen taş aletlerin homininlerin yiyebildikleri yemek çeşitlerini nasıl etkilemiş olabileceğini incelemeye koyuldu.

Zink’e göre, düşünebildiğimiz en basit formuyla besinleri işlemeye başladık. Patates ve pancar gibi kökleri, püre haline gelecek biçimde ezdik; etleri ise dilimledik ya da daha basitçe keserek parçalara ayırdık. Araştırmacılar buna dayanarak, gönüllü olan insanların yüzlerine elektrotlar bağlayarak; farklı biçimlerde hazırlanmış et ve sebzeleri çiğnemeye harcadıkları zaman ve enerjiyi ölçtü : çiğ ve işlem geçirmemiş, çiğ ve bahsi geçen yöntemlerle işlenmiş ve son olarak pişmiş et ve sebzeler.

Araştırma ile ilk sırada keşfedilen şey; çiğ eti yemenin insan ve hatta şempanze benzeri dişler ile neredeyse imkansız olduğuydu. Modern büyükbaş hayvanlar üretilirken, etlerinin daha yumuşak olması tercih edildiğinden buna göre üretiliyorlar. Bu sebepten dolayı araştırmacılar, ilk homininlerin yediği sertlikteki eti taklit edebilmek için çiğ et olarak keçi eti kullandılar. Metodu kendi üzerinde de deneyen Lieberman keçi etini çiğ yemenin hiç de hoş olmayan bir deneyim olduğunu belirtiyor ve ekliyor : “Çiğniyorsunuz, çiğniyorsunuz, çiğniyorsunuz ve çiğniyorsunuz ancak hiçbir şey olmuyor.” Esprili de olsa bu açıklama insan dişlerinin çiğ eti yutabileceğimiz küçüklükte parçalara ayırmak için yeterli olmadığını gözler önüne seriyor. Şempanze dişleri de et çiğnemek için benzer şekilde yetersiz. Doğal olarak, şempanze benzeri diş ve ağız yapıları olan erken dönem atalarımız için de et yemek bu denli zaman ve enerji kaybına sebep olan bir süreçti.

Dilimleme, ister bir bıçak ile ister keskin bir taşla gerçekleştirilsin, tüm bu olumsuz durumu tersine çevirebiliyor. Bu aletler ile, homininler bir anda esnek iskelet kaslarını küçük parçalara ayırarak ağızlarına atmaya ve onları daha kolay çiğneyerek yutmaya ve hatta daha kolay sindirmeye başladılar diyebiliriz. Ezmek de, yüksek lifli kök sebzeler için benzer bir etki yaratıyor. Zink’in yaptığı açıklamaya göre; en basit haliyle etleri dilimlemek ve sebzeleri ezmek, bir hominin için gerçekleştirdiği çiğneme sayısını %17 oranında azaltmaya yetiyordu. Evrimsel anlamda önemine bakılacak olursa, bu denli bir kazancın, bir sene içinde neredeyse 2.5 milyon daha az çiğneme hareketine ihtiyaç duyulması anlamına geldiği görülecektir.

Araştırmalarının detaylarını ve bulgularını Nature dergisinde yayımlayan Zink ve Lieberman, yukarıda bahsi geçen azalmanın, cinsimiz olan Homonun ilk üyelerinin daha küçük çene ve dişler geliştirmeye başlamaları için yeterli olduğunu açıklıyor. Bir kere bu süreç başladığında ve çiğnemeye bu kadar çok zaman-enerji harcamaya gerek kalmadığında, uzun çeneler ve büyük dişler bir avantaj olmaktan çıkmaya başladı. Bununla birlikte işlemekte olan doğal seçilim başka özellikleri öne çıkarmaya ve üretmeye başladı.

Mevcut araştırma; diş ve çene yapılarındaki değişimi yönlendiren şeyin pişirme olduğunu öne süren hipoteze de bir anlamda meydan okuyor. Zink ve Lieberman, makalelerinde; bilinen ilk pişirme işlemlerine dair arkeolojik kanıtların bir milyon yıllık olduğunu ve ancak 500.000 yıl öncelere gelindiğinde yaygınlaştığını gösteren araştırmalara atıfta bulunuyor. Ancak aynı üniversitede biyolojik antropolog olarak görev yapan Richard Wranghman; arkeologların pişirme izleri veya ateş yakma düzenekleri keşfedememiş olmalarının bilinenden daha önce de ilk homininlerin ateşi pişirme için kullanmadıklarını göstermediğini belirtiyor. Yine bununla birlikte Wranghman, 1.9 milyon yıl öncesinde görülmeye başlanan bir özellik olan daha küçük çiğneme araçlarının (diş ve çene) ve özellikle daha küçük sindirim sisteminin evrimleşmesinin açıklanmasında tek başına dilimleme ve ezmenin yeterli olmayacağını düşünüyor.

Lieberman ve Zink genel anlamda pişirmenin önemini göz ardı etmediklerini, onun yerine daha çok süreci iki aşamalı olarak gördüklerini açıklıyor: Ezmek ve dilimlemek evrimsel olarak daha küçük çene, diş ve sindirim sistemi gelişimini uyardı ve pişirme işlemi de bu süreci devam ettirip, geliştirdi. Her şeye rağmen kesin olan bir şey var, modern insanlar olarak bizler çiğ keçi eti ile hayatta kalamayız, eninde sonunda onu dilimlememiz gerekecek.

 


Kaynak :

  • Bilimfili,
  • Katherine D. Zink & Daniel E. Lieberman Impact of meat and Lower Palaeolithic food processing techniques on chewing in humans Nature (2016) doi:10.1038/nature16990 Received 07 August 2015 Accepted 11 January 2016 Published online 09 March 2016

Neandertal ve İnsan Yüz Gelişimindeki Fark

New York University’s College of Dentistry (NYUCD) araştırmacıları tarafından öncülük edilen uluslararası bir araştırma ekibi tarafından, Neandertallerin yüz iskeletlerinin insanlarınkinden farklı olmasına sebep olan gelişimsel süreçleri ilk kez açıklanabildi ve bulguları Nature Communications‘da yayımlandı.

Araştırmacılar, 200.000 yıl kadar önce ortaya çıkan Neandertaller’in insanlardan (Homo sapiens) yüzün gelişimi süreci ile farklılaştığını ve iki türün bu noktada ciddi şekilde ayırt edilebileceğini gösterdi. Daha önceden de bilinen insan-neandertal yüz yapısı farkına bir ekleme daha yapılmış oldu.

Evrim süreci için düşünüldüğünde önemli bir yeri dolduran bu bilgi aynı zamanda ‘insan ve neandertallerin insan soy ağacında farklı dallar olarak düşünülmemesi’ gerektiğini öne süren teorileri de yanlışlıyor. Yüzdeki büyüme süreçlerine (pattern) dayanan araştırma iki türün birbirinden sanılandan daha da ayrı dallarda bulunduğunu ortaya çıkardı.

Mevcut araştırma ilkelden modern insana geçişi anlamak için büyük önem arz eden, Neandertal ve insan yüzü arasındaki morfolojik süreç farklılıklarını incelemek üzere düzenlendi. 

İnsanlarda kemiklerin en dış katmanları ve yüzeyleri kemikten atım yapılan (rezorpsiyon -azalma veya kemikten madde azalması olarak anlaşılmalıdır) kısım iken Neandertaller’de en dış kemik katmanı kemiğin büyümesini sağlayan depozisyon (madde üretimi veya birikmesi) işlevini gerçekleştirmektedir.

Buradan hareketle araştırmada, ilk kez genç Neandertallerin yüz iskeletlerinde gerçekleşmekte olan kemikte hücresel gelişimi (rezorpsiyon ve depozisyon) haritalamak için,  hominin fosillerinde yüz gelişimi modellendi.

Growth directions of the maxilla in the Sima de los Huesos (SH) and Neanderthals compared to modern humans. This impacts facial growth in at least two ways. (i) Extensive bone deposits over the maxilla in the fossils are consistent with a strong forward growth component (purple arrows); whereas resorption in the modern human face attenuates forward displacement (blue arrow). (ii) Deposition combined with larger developing nasal cavities in the fossils displaces the dentition forward generating the retromolar space characteristic of Neanderthals and also in some SH fossils.
Maxilla’nın gelişim yönleri sırasıyla Sima de los Huesos (arkaik hominin fosillerinin bulunduğu İspanya’da bir bölge), Neandertal ve insan için gösteriliyor. Bu gelişim şekilleri yüz gelişimini iki ayrı önemli şekilde etkiliyor : (i) Fosil maxilla’larının üzerinde bulunan kemik depozitleri dışa doğru büyüme (mor oklar) ile tutarlılık gösterirken, modern insan maxilla’sındaki rezorpsiyon ileri büyümeye engel oluyor (mavi ok) (ii) Neandertaller ve bazı SH fosilleri için belirgin bir retromolar karakteristiği oluşturan – diş gelişiminin farklı yerde gerçekleşmesi- durumunu ortaya çıkarıyor.

Araştırmada yüz kemiği gelişimi modellemelerine göre Neandertallerin maxilla olarak bilinen üst çene kemiklerinin (buradaki osteoblast’lardan kaynaklı olarak dış yüzeyinden -buna ters işleyecek bir atım veya azalma süreci gerçekleşmediğinden- sürekli büyümeye devam etmesinin bir sonucu olarak) çıkıntılı bir yapıya sahip olduğu keşfedildi.

Tüm bu işleyiş insanlarda tersine işlediğinden ‘üst çenede yapım’ yerine ‘alt çenede yıkım’ diyebileceğimiz bir süreç gerçekleşiyor ve dolayısıyla Neandertallere göre daha düz bir çeneye sahip olmamıza neden oluyor.

Ekip, araştırma sırasında çok iyi şekilde korunmuş Neandertal çocuk kafatasları (Gibraltar ve güneybatı Fransa’da bulunan La Quina’dan 1926’da çıkarılmış olan) üzerinde çalıştı. Ayrıca, Neandertallerin yüz gelişimini arkaik homininlerle (insan ve Neandertallerin ortak atası olan grup) karşılaştırmak için bu gruba ait 400.000 yıllık 4 adet hominin genç-çocuk fosil koleksiyonundan (Sima de los Huesos) yararlandılar.

Hep bizden farklı bir hominin kategorisinde olduğunu düşündüğümüz Neandertaller aslında yüz gelişimi açısından bakıldığında çok eski Afrika homininleri ile bu özellikleri bakımından çok benzerler. Buna dayanarak araştırmacılar bir sonraki adımlarını, insanların diğer homininlerden farklı olan bu yüz gelişim biçimini ne zaman ve nasıl ortaya çıkardıklarını anlamak üzere atacaklar.



Kaynak :  

  1. Bilimfili,
  2. Rodrigo S. Lacruz, Timothy G. Bromage, Paul O’Higgins, Juan-Luis Arsuaga, Chris Stringer, Ricardo Miguel Godinho, Johanna Warshaw, Ignacio Martínez, Ana Gracia-Tellez, José María Bermúdez de Castro, Eudald Carbonell. Ontogeny of the maxilla in Neanderthals and their ancestors. Nature Communications, 2015; 6: 8996 DOI:10.1038/ncomms9996

Alzheimer’ın kökeni insan zekasına bağlandı

Geçtiğimiz ay içinde BioRxiv1′de yayımlanan bir araştırmada bilim insanları, Alzheimer hastalığının insan zekasıyla paralel bir evrim geçirdiği ve geliştiği savını ortaya attı.

Araştırmada, 50.000’den 200.000 yıla kadar geçmiş dönemde beyin gelişimi ile ilgili altı gende doğal seçilime bağlı olarak değişim gerçekleştiği bulundu. Bu değişimler ile nöron bağlantıları artmış, böylelikle modern insanlarınhominin atalarından daha zeki olması durumu gelişmiş olabilir. Ancak bu gelişmiş zeka kapasitesinin bir bedeli vardı; aynı genlerin değişimi Alzheimer hastalığının da temel sebebini oluşturdu.

Şangay Biyoloji Bilimleri Enstütüsü’nde popülasyon genetikçisi olan Kun Tang, yaşlanan insan beyninde artan zekanın metabolik ihtiyaçlarının karşılanamamasına bağlı olarak hafıza problemlerinin ve bozukluklarının ortaya çıktığını düşünüyor. Alzheimer hastalığına sahip olan tek tür insandır ve en yakın olan akrabalarımız şempanzeler de dahi bu hastalık görülmüyor.

Araştırma ekibi, bu arkaik evrimin kanıtlarını bulmak üzere modern insan DNA’sını analiz etti. 90 farklı insan DNA’sını inceleyen bilim ekibi, popülasyon büyüklüğü ve doğal seçilimdeki değişimler ile oluşan çeşitlilik ve bu çeşitliliğin yayılmasını takip etti.

Seçilim ile işaretlendi 

Analiz bir bakıma yanıltıcıydı, çünkü iki kuvvet de birbirine benzer etkiler yaratabiliyor. Popülasyon değişimlerinin etkilerini kontrol etmek ve böylelikle doğal seçilimin birebir etkilerini gözlemlemek için, ekip popülasyon değişimini sayısal olarak hesapladı. Daha sonra popülasyon geçmişi ile uyuşmayan DNA segmentleri ve bunların içinden doğal seçilim ile şekillenmiş olanları tespit edildi.

Bilimciler bu yolla 500.000 yıl içinde gerçekleşmiş seçilim olaylarını gözlemlemiş, modern insanın yükselişini belirleyen 200.000 yıllık kuvvetleri belirlemiş oldu. Daha önceki ilkel metotlar bu değişimleri yalnızca 30.000 yıla kadar gözlemleyebiliyordu.

Deneysel olarak yöntemin geçerliliği ispatlanana kadar ek çalışmalara ve tekrara ihtiyaç duyulsa da, en güçlü genomik-analiz yöntemleri dahi tarihsel bozunmalardan dolayı bile kısıtlı bir başarıya sahip. Asya’lı ve Avrupa’lı insanlar 60.000 yıl içinde buralara doğru göçen küçük gruplardan gelişerek popülasyon oluşturdu.

Popülasyonların kendi içinde üremesi ve soyunu devam ettirmesinden dolayı Avrupa’da genetik varyasyonların eski göstergeleri silinmiş durumda. Afrika’lı insanların genomu ile araştırmacılar, insanlığı oluşturan evrimsel değişimleri ve kökenlerini çok daha eskiye bakarak gözlemleyebiliyor.

 


Referans :

  1. Bilimfili,
  2. Nature
  3. Li H1, Durbin R. Inference of human population history from individual whole-genome sequences. Nature. 2011 Jul 13;475(7357):493-6. doi: 10.1038/nature10231.
  4. Udupa A, Wahi RS, Chansouria JP, Srinivasan S, Udupa KN. Monoamine oxidase in thyroid gland of rats: effect of neurohumors, thyroxine, carbimazole, adrenaline, beta-adrenergic blockers & MAO inhibitors. Indian J Exp Biol. 1976 Jan;14(1):14-8. http://dx.doi.org/10.1101/018929 (2015).