Vårt förflutna inom oss

Hur blev vi de tänkande djur som vi är? Det är frågan som ligger till grund för studiet av människans förhistoria – och den som Colin Renfrew har ställt sedan sommaren 1962, när han reste till Milos, en av Kykladiska öarna i Egeiska havet, en källa till den svarta obsidianen. det var den tidigaste varan som handlades av människor.

Mysterieman: Cro-Magnons dök upp för cirka 40 000 år sedan och var väldigt lika oss. Så varför tog det tiotusentals år för civilisationen att få fäste?

Renfrew – Lord Renfrew av Kaimsthorn sedan han blev en brittisk livskamrat 1991 för att hedra hans många bidrag till arkeologi – var då doktorand vid Cambridge. Som student hade han först studerat naturvetenskap innan han gick vidare till arkeologi; För att försöka hitta ett sätt att fastställa härkomsten av obsidianen som förhistoriska folk gynnade för verktygstillverkning, försökte han den nya taktiken att använda optisk emissionsspektroskopi för att analysera dess spårelement.

Den här historien var en del av vårt januarinummer 2009

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Vi hade verkligen tur, berättade Renfrew nyligen. Obsidian gör mycket tunnare, vassare blad än flinta och så var ett föredraget ämne som fanns på nästan alla tidiga neolitiska platser i Grekland. Faktum är att vi fick reda på att det handlades redan under övre paleolitikum. Ändå låg de viktigaste stenbrotten för obsidian i Egeiska havet på Milos. Så materialet dokumenterar den tidigaste kända sjöfarten, säger Renfrew. Vi behövde ändå vara säkra på var den kom ifrån. Spårelementanalys låter oss karakterisera varje olik obsidiankälla, eftersom de skapas av relativt nya vulkaner och tenderar att vara konsekvent urskiljbara. Renfrew fann att han tydligt kunde visa hur långt materialet hade färdats: obsidian från en plats i Anatolien (moderna Turkiet) hade i ett fall transporterats cirka 500 miles till Palestina. Sammantaget antydde bilden som dök upp en värld där de flesta aldrig reste mer än några mil från där de föddes, men några gick överallt. Det är en intressant bild, säger Renfrew. Det var sjöfararna som reste långa sträckor och tog sig runt Egeiska öarna ganska brett och tydligt och gjorde det innan jordbruket började.

Därefter riktade Renfrew sin uppmärksamhet mot vad som hade varit ett omhuldat antagande inom arkeologin: att förhistorisk kulturell innovation har sitt ursprung i Främre Orienten och spridits till Europa. Bara i arkeologiska termer tyckte jag inte att det argumentet var särskilt bra, säger han. I Bulgarien och Rumänien hade jag slagits av den tidiga metallurgin på vissa platser. Så när radiokoldatering kom – särskilt när trädringkalibrering kom igenom i slutet av 1960-talet – sjönk öre. De nya tekniska metoderna bevisade att vissa artefakter i Central- och Västeuropa verkligen var äldre än deras förmodade föregångare i den främre östern. Renfrew skrev en bok, Before Civilization: The Radiocarbon Revolution and Prehistoric Europe (1973), och påpekade att den tidigare diffusionistiska kronologin kollapsade på flera punkter.

Förhistoria: Skapandet av det mänskliga sinnet
Av Colin Renfrew
Modern Library, 2008, $23,00

Under decennierna har Renfrew hållit sig på sitt områdes framkant; han var bland de tidigaste förespråkarna för teknologier som datormodellering och positronemissionstomografi (PET), den senare för att undersöka samtida försökspersoners hjärnaktiviteter när de replikerade verktygstillverkningen av nedre paleolitiska hominider. I sin senaste bok, Prehistory: The Making of the Human Mind, har Renfrew inte bara gjort en sammanfattning av den överlägset större delen av mänsklighetens historia utan också gett en redogörelse för arkeologins framsteg sedan europeiska forskare insåg för cirka 150 år sedan att det mänskliga förflutna sträckte sig många årtusenden längre tillbaka än 4004 f.Kr (1600-talsteologen biskop Usshers uppskattning av när Gud hade skapat världen). Med tanke på dess vidsträckta ämne och dess längdbegränsningar är förmodligen den enda verkliga kritiken man kan framföra mot boken att författaren saknas i dess register, under bokstaven R. Det är en betydande utelämnande: Renfrew har informerat dagens förståelse av människans förhistoria mycket när han säger att Gordon Childe – som är ansvarig för koncepten för de neolitiska och urbana revolutionerna – format tänkande under första hälften av 1900-talet. Liksom Childe har han varit en av de stora arkeologiska synthesizers som arbetat för att konstruera en teori om global mänsklig utveckling. För Renfrew leder all arkeologi i slutändan till kognitiv arkeologi – grenen som undersöker utvecklingen av mänsklig kognition.

I synnerhet har Renfrew varit upptagen av vad han har kallat den sapient paradoxen: den enorma tidsförskjutningen mellan framväxten av anatomiskt moderna människor och tillkomsten av de kulturella beteenden som vi tar för att definiera mänskligheten.

Förhistoria definieras som den period av mänsklighetens historia under vilken människor antingen ännu inte hade uppnått läskunnighet - vår grundläggande informationslagringsteknik - eller lämnat inga skriftliga uppgifter. Således, i Egypten, slutade förhistorien omkring 3000 f.Kr., under den tidiga dynastiska perioden, när hieroglyfinskrivna monument, lertavlor och papyrus dök upp; i Papua Nya Guinea, omvänt, slutade det så sent som i slutet av förra seklet. Arkeologer och antropologer accepterar denna region-för-region-definition av förhistoriens slutsats, men de är mindre överens om dess början. Ett fåtal har sett förhistorien börja så sent som omkring 40 000 f.Kr., med uppkomsten av Cro-Magnon-människan, som som Homo sapiens sapiens var nästan omöjlig att skilja från oss (även om Cro-Magnons i genomsnitt hade större hjärnor och mer robust fysiologi). Men de flesta experter skulle förmodligen säga att förhistorien började i Mellersta Pleistocen, så många som 200 000 år sedan – när Homo neanderthalensis (ibland klassad som Neandertalaren Homo sapiens ) och arkaiska Homo sapiens dök upp. Hur som helst, det antas att utseendet på Homo sapiens sapiens utlöste en ny förändringstakt … som satte kulturell utveckling på [en] … accelererande utvecklingsväg, som Renfrew skriver i Förhistoria . Men Renfrew tror att denna acceleration måste ha berott på något annat.

Bevisen för att Homo sapiens ankomst är lika med fulla språkliga förmågor, den mänskliga beteenderevolutionen och så vidare är mycket begränsade, berättade Renfrew för mig och tillade att han inte ser något tydligt som skiljer neandertalarnas flintverktyg från de som är förknippade med Homo sapiens. När det gäller grottmålningarna på Altamira, Lascaux och andra sydeuropeiska platser, som är 15 000 till 17 000 år gamla: De är fantastiska, men stilistiskt unika och mycket begränsade i sin distribution. De kanske inte är karakteristiska för tidig Homo sapiens. Sammantaget, tror Renfrew, om utomjordingar från rymden hade jämfört Homo sapiens jägare-samlare med sina tidigare motsvarigheter, skulle de förmodligen inte ha sett någon större skillnad.

För två och en halv miljon år sedan formade de första protomänniskorna, Homo habilis, stenar för att ta platsen för klorna och huggtänderna de saknade, och använde dem för att döda små djur och rensa upp resterna av större. Utbytet var enormt: medan metaboliska behov som livsmedelsbearbetning begränsar hjärnstorleken för de flesta däggdjur, gjorde köttätandet att habilis började utveckla en mindre tarm, vilket frigjorde den metaboliska energin för hjärnans användning. Efter några hundra tusen år hade senare hominider som erectus och ergaster utvecklat uträtade fingerben, starkare tummar och längre ben. Expansionen av hominidhjärnor – de var dubbelt så stora inom en miljon år, tre gånger av Mellanpaleolitikum – möjliggjorde symbolisk kommunikation och abstrakt tanke. Vid 50 000 f.Kr. hade våra förfäder spridit sig från Afrika genom Asien, Europa och Australien.

Arkeogenetik dyker upp
Paradoxen, eller pusslet, är detta: om den arkaiska Homo sapiens dök upp så länge som för 200 000 år sedan, varför behövde vår art så många årtusenden innan dess övergång, för 12 000 till 10 000 år sedan, från jägare- och samlarnomadismen som kännetecknade alla tidigare hominider till permanent bosättning året runt, som sedan möjliggjorde utarbetandet av mänsklighetens kulturella ansträngningar? För att svara på denna fråga efterlyser Renfrew en storslagen syntes av tre tillvägagångssätt: vetenskaplig arkeologi, som samlar in hårda data genom radiokoldatering och liknande teknologier; språklig studie som syftar till att konstruera tydliga historier om världens språk; och molekylärgenetisk analys.

Renfrew ser detta sista tillvägagångssätt, som han kallar arkeogenetik, som snabbast framåt. Hittills har arkeogenetiken huvudsakligen förlitat sig på analys av mänskligt mitokondrie-DNA (mtDNA), som inte finns i de parade kromosomerna i cellkärnor utan i små slingor, kallade plasmider, inuti mitokondrierna som genererar det mesta av cellens kemiska energi. Till skillnad från kromosomalt DNA, härrör mtDNA endast från ägget - så det representerar endast moderns härstamning - och rekombinerar inte från generation till generation. Det är alltså i grunden statiskt. Ändå förekommer under tusentals år ennukleotidpolymorfismer - mutationer som förändrar ett enda DNA-baspar - i mitokondrier med en statistiskt förutsägbar hastighet. Med tanke på den mutationshastigheten kan moderna forskare analysera och jämföra mtDNA-prover från individer över hela världen, genom att använda likheterna och skillnaderna för att konstruera ett stort mänskligt släktträd.

Dessutom, berättade Renfrew för mig, studier av mtDNA-mutationshastigheter ger en ungefärlig kronologi som knyter an ganska bra till data från radiokoldatering av fossila lämningar. Liksom radiokoldatering i sig har mtDNA-analys vederlagt sedan länge omhuldade myter om ras genom att visa att mänskligheten nästan säkert hade ett enda ursprung i Afrika, där vår huvudsakliga spridning från den kontinenten inträffade för cirka 60 000 år sedan och troligen involverade ett relativt litet antal människor . Under mänsklighetens globala diaspora växte många befolkningar isolerade. Idag kan mitokondriella haplogrupper - grupper som delar gemensamma förfäder - identifieras som ursprung i Afrika, Europa, Asien, Amerika och Stillahavsöarna.

Mitokondriell-DNA-analys är bara ett verktyg i en expanderande genomarsenal. Den fullständigare bilden är kanske ännu mer dramatisk än vad Renfrew antyder. I allt högre grad ser vi ut som bara en taxonomisk variant inom kontinuumet av hominidkladen: en FOXP2-genvariant som är starkt inblandad i våra språkförmågor, till exempel, är en vi delade med neandertalarna för 60 000 till 100 000 år sedan. Enligt John Hawks, en antropolog och populationsgenetiker vid University of Wisconsin-Madison, kan neandertalarna och Homo sapiens mycket väl ha korsat sig: Ingen primatart har etablerat reproduktionsgränser till sterilitet på mindre än ett par miljoner år. Neandertalarna och vi själva liknar kanske schimpanser och bonoboer, som är geografiskt åtskilda i naturen men hybridiserar fritt om de placeras tillsammans i en djurpark. Kort sagt, även om vi tenderar att vara artcentrerade när det gäller begreppet mänsklighet, är verkligheten att alla organismer är tillfälliga behållare som DNA häller sig i, och gränserna mellan arterna är mer flytande och tunna än vi har trott. På sätt och vis är idén om Homo sapiens som en distinkt art ytterligare en raslig myt.

Andra antaganden håller inte bättre. Cro-Magnons hade inte bara större hjärnor än vi till exempel, utan skillnaden var stor. Under de senaste 10 000 åren har våra hjärnor krympt cirka 200 kubikcentimeter, förklarar Hawks. Om vi ​​krympte ytterligare 200 skulle vi vara motsvarigheten till Homo erectus. En möjlighet är att detta representerar större effektivitet - våra hjärnor använder mindre energi, behöver mindre utvecklingstid och signalerar snabbare. Alternativt blir vi naturligtvis dummare.

Med tanke på dessa och liknande frågor undrade Hawks och andra forskare om data från International HapMap Project – ett konsortium som etablerats för att katalogisera mönstren för mänsklig genetisk variation i olika populationer runt om i världen – kunde hjälpa till att klargöra saker.

Inom populationsgenetik innebär länkojämvikt att vissa alleler – de alternativa versionerna av en given gen som är ansvariga för variationer som bruna eller blå ögon – uppträder tillsammans oftare än vad som kan förklaras av en slump. Det är ett tecken på att evolutionärt urval har fungerat: fördelaktiga nya mutationer dyker upp. Hawks och hans kollegor tillämpade nya genomskanningsmetoder på HapMap-data för att spåra ojämvikt mellan länkar och publicerade sedan, i december 2007, en kontroversiell artikel, Recent Acceleration of Human Adaptive Evolution, i Proceedings of the National Academy of Sciences .

När jag gick på forskarskolan i mitten av 90-talet var dogmen att kulturen hade stoppat evolutionen, berättade Hawks för mig. Men han och hans kollegor hittade genomiska bevis för att kultur tvärtom har ökat takten i mänsklig evolution under de senaste 40 000 åren, och särskilt under de senaste 10 000 åren. Det som driver denna acceleration, hävdade de i PNAS, är den globala mänskliga befolkningsexplosionen som började för 10 000 år sedan, som en konsekvens av jordbruksrevolutionen. Människan uppfann jordbruket, började äta olika livsmedel och började bo i städer; populationer expanderade, vilket möjliggjorde ett stort antal mutationer. Naturligt urval främjade spridningen av fördelaktiga variationer.

Enligt Hawks indikerar bevis nyligen urval på mer än 1 800 mänskliga gener. Förutom att identifiera en utvald allel, tillägger han, kan analys ofta avgöra från dess sekvens något av vad allelen gör. Hawks tror att några av de nya allelerna ger nya matsmältningsförmåga, som med glukos- och laktostolerans; patogenresistens, som mot malaria; förbättrad kapacitet för DNA-reparation, vilket kan vara associerat med mänsklig livslängd; och nya neurotransmittorvariationer, som dopaminvarianten DRD4-7R, som valdes starkt för i vissa populationer för kanske 40 000 år sedan och som är inblandad i ökade tendenser till impulsivitet, uppmärksamhetsstörning och alkoholism. (Mer konservativa populationsgenetiker hävdar att medan människor förmodligen fortfarande utvecklas, är det inte klart att evolutionen accelererar, och ännu mindre säker på vilka alleler som har nyligen ursprung.)

Att diskutera skillnader i befolkningar är inget vårt jämlika samhälle tycker om. Men en av Hawks medförfattare, Henry Harpending, en befolkningsgenetiker och antropolog vid University of Utah, tycker att det borde vara: Medborgarna borde inse att evolutionen pågår, det finns många verkliga mänskliga skillnader och vi skadar många människor genom att förneka dem. Harpending noterar också att biovetenskapsindustrin följde upp papperet och sökte möjligheter till läkemedelsutveckling och personlig medicin. Inför generad tystnad från världens forskare är de inte hämmade, säger han. De vill tjäna pengar och är på det som kråkor på roadkill. Om Harpending har rätt kommer vi att lära oss nya fakta om mänsklig utveckling vare sig vi vill eller inte.

Mark Williams är en medverkande redaktör till Teknikgranskning .

Dölj