Mikor ment világgá a modern ember?

A valaha történt egyik legnagyobb vulkánkitörés hamuja alatt talált kőszerszámok megváltoztathatják a mai ember elterjedéséről alkotott képet.

Úgy 74 000 éve egy mocsaras dél-indiai völgyben nem kelt fel többé a nap. A félhomályban szürke porfelhő lepte el a földet, kísérteties tájjá változtatva a hajdan buja növényzetű vidéket. A hirtelen változást a valaha történt egyik legnagyobb vulkánkitörés okozta. Az indonéziai Szumátra szigetén lévő Toba vulkán felrobbanását követően több ezer köbkilométernyi törmelék került a légkörbe, amely egész Dél-Ázsiára hamuleplet borított. A történtek következményeit a Nature egyik legutóbbi száma elemzi.

A Cambridge-i Egyetem vulkanológusa, Clive Oppenheimer az indiai Jurreru-völgy vulkáni hamulerakódásait vizsgálta. Megállapította, hogy a katasztrófa következtében a hajdan termékeny völgy sivataggá változott. Az archeológusok azonban még meglepőbb eredményre jutottak: a katasztrófának emberi szemtanúi is voltak. Ezt a megállapítást néhány, a hamu alatti rétegből előkerült kőszerszámra alapozzák. De vajon ezek már modern emberek voltak, mint mi, vagy az emberi fejlődési vonal valamelyik mára már kihalt ágához tartoztak?

Korábban indultak az emberek Ázsia meghódítására?

A Jurreru-völgy vastag üledékrétege nemcsak a geológiai leleteket illetően jelez határvonalat, hanem az archeológusok közötti egyik legnagyobb vitában is választóvonalat képez. Ez a vita arról szól, hogy mikor és hogyan hagyta el a modern ember (Homo sapiens) az afrikai bölcsőt, és kezdte benépesíteni Ázsiát, a Föld legnagyobb szárazföldjét. Ez volt az emberi faj első nagy terjeszkedése, amelynek végén az emberek úgy 50 000 éve eljutottak a 12 000 kilométerrel távolabb fekvő Ausztráliába. Vitatott azonban, hogy mikor indultak el az úttörők Afrikából, milyen útvonalakon haladtak, milyen eszközöket vittek magukkal és főképp az, hogy mi váltotta ki a vándorlást.

Az archeológusok közötti vita egy egyszerű kérdésbe sűríthető: Toba előtt vagy Toba után kerekedtek fel őseink? Paul Mellars, a Cambridge-i Egyetem kutatója azt az álláspontot képviseli, hogy a modern emberek jóval a Toba kitörése után indultak útnak, legkorábban 60 000 éve. Az emberek új technológiákkal, többek közt íjjal és nyíllal felszerelkezve az Arab-félsziget, India és Délkelet-Ázsia partvonala mentén haladva viszonylag rövid idő alatt eljuthattak Ausztráliába. A mai ázsiaiak genetikai elemzése a késői, gyors betelepülésre utal, ami megerősíti Mellars meggyőződését.

Ellenfele, Michael Petraglia, az Oxfordi Egyetem archeológusa teljesen más véleményen van. Szerinte az emberek legalább 74 000 éve kezdtek szétszóródni Ázsiában, de azt sem tartja kizártnak, hogy akár 125 000 éve - jóval Toba előtt - a jégkorszakok közötti nedves, meleg időszakban, és nem vittek magukkal kifinomultabb eszközöket, mint amit a korai emberek használtak.

Ráadásul Petraglia szerint nem a part mentén haladtak, hanem a folyóvölgyeket és a tavak partvonalait követték előrehaladva és visszakozva, ahogy a körülmények engedték. Egyik fő érveként azok a felfedezések szolgálnak, melyek bizonyítják, hogy a modern emberek több mint 100 000 éve megjelentek az Arab-félszigeten, amely az Ázsiába vezető út kapuja.

A fő gond a leletek hiánya és a DNS-analízis bizonytalansága

Jelenleg valóban nehéz egyértelműen állást foglalni, hogy melyik az igaz a két elmélet közül, noha az utóbbi időben egyre kiterjedtebben folyó DNS-vizsgálatok inkább a késői kirajzást támasztják alá. A genetikusok mitokondriális DNS (mtDNS) mintákat gyűjtöttek Ázsia-szerte, elsősorban azokra az elszigetelt bennszülött-csoportokra koncentrálva, amelyekről úgy vélik, hogy a korai emberi telepesek leszármazottai lehetnek a területen. Eltérő mtDNS-variánsokat, úgynevezett haplotípusokat azonosítottak, és ezeket összehasonlítva alkották meg az afrikai kivándorlás "családfáját". Gyökereinek és ágainak kormeghatározásához a mutációráták becslését használták molekuláris óraként (lásd keretes írásunkat).

Molekuláris órák

A genetikai vizsgálat alapja az a tény, hogy időről időre minden élőlény örökítő anyagában (a DNS-molekulákban) öröklődő elváltozások, azaz mutációk keletkeznek. A mutációk tetemes része semleges hatású, így nem szelektálódik ki abból a népességből, amelyben megjelent, és hosszú távon nyomon követhető marad. Ma már azt is tudják a humángenetikusok, hogy adott idő alatt mennyi új mutáció felbukkanására lehet számítani egy-egy kromoszómában. Ezen a mutációs rátán alapuló kalibrálási módszert molekuláris órának nevezték el. Tehát ha megvizsgálják egy kromoszóma DNS-ét, néhány ezerévnyi szórással meg tudják állapítani a benne található mutációk keletkezésének idejét.

Ha hosszú idő óta egy helyben élő, őshonos populációkat vizsgálunk, akkor az látható, hogy bizonyos mutációk megjelenése egy-egy nagyobb földrajzi régióhoz köthető. Például az M20 jelű mutáció típus - amely a mitokondriumban található - kizárólag az indiai szubkontinens lakóiban, míg az M3-as az amerind nyelvcsaládba tartozó indiánok körében bukkan fel. Amennyiben egy-egy mutáció eredetére vonatkozóan mind időbeli, mind térbeli információval is rendelkezünk, akkor ezekből már "összerakosgathatók" a vándorlási útvonal egyes szakaszai.

Sajnos a genetikai nyomkövetéshez nem használható bármely DNS-molekula (illetve kromoszóma). A megtermékenyítés előtt ugyanis az apai és anyai kromoszómák úgynevezett rekombinációs folyamatban vesznek részt, amelynek során genetikai anyaguk összekeveredik, és az ivarsejtekben egy új minőségű genetikai állomány jön létre (ez az ivaros szaporodás lényege, az evolúció egyik hajtóereje). Szerencsére van két DNS-típus az emberben, amit ez a folyamat alig érint. Az egyik a mitokondrium nevű sejt szervecskék DNS-e, amely kizárólag anyai ágon öröklődik (a megtermékenyítő spermium mitokondriuma nem jut be a petesejtbe). A másik ilyen DNS-molekula pedig az Y-kromoszóma, amely kizárólag férfiágon adódik tovább az utódokba.

A molekuláris óra használatával ezeken a DNS-molekulákon viszonylag nagy biztonsággal megállapítható a mutációk keletkezésének időrendje.

A fa gyökereit az L3 nevű haplotípus jelzi, amely még az emberek afrikai kivándorlása előttről származik. Ennek genetikai lenyomata megtalálható sok mai afrikaiban és valamennyi nem Afrikában élő emberben. A molekuláris óra legkorszerűbb olvasata 60-70 ezer évesre teszi az L3 haplotípust, ami arra utal, hogy az emberek jóval Toba után, úgy 60-65 ezer éve hagyták el Afrikát.

Sok kutató, így például Oppenheimer szerint a DNS pontatlan óra. Noha Oppenheimer is inkább úgy véli, hogy az Afrikából való kirajzás Toba után történt, elismeri, hogy a hibahatárba még az is belefér, hogy az emberiség 79 000 éve hagyta el Afrikát. Ezért ő is fontosnak tartja - akárcsak Petraglia -, hogy archeológiai leletek erősítsék meg a DNS-elemzése alapján megállapított időadatokat.

A fenti ellentmondások miatt sok archeológus karba tett kézzel figyeli a vitát, mondván, addig nem foglalnak állást, amíg nem kerül elő több régészeti lelet, amely egyik vagy másik irányba billentené a mérleg nyelvét. Talán nem is kell soká várniuk. Az archeológusok lázasan kutatnak tárgyak és az első modern ázsiaiak fosszíliái után. Ha fáradozásuk sikerrel jár, akkor az pontot tehet a vita végére.

Amerikát is előbb népesítették be, mint eddig gondolták

Az elmúlt 50 évben szinte valamennyi antropológus egyetértett abban, hogy az amerikai kontinenst a Bering-szoroson át az akkoriban éppen kibukkanó földnyelvet kihasználva népesítették be az Ázsiából kivándorló vadászok úgy 13 000 éve. Ezt a feltételezést a régészek az Új-Mexikóban talált leletek (kőszerszámok), az úgynevezett Clovis-kultúra maradványai alapján állították fel. Sokáig szentségtörésnek számított ennek az elméletnek a megkérdőjelezése, noha egyre több ennek ellentmondó lelet látott napvilágot. Washington államban előkerült például egy 14 000 éves masztodonfosszília, amelyen lándzsahegy okozta sérülések voltak láthatók, de ezt és a többi leletet sokáig nem vette figyelembe a tudomány fő vonala.

Az 1970-es években egy amerikai archeológus, Tom Dillehay Chile déli részén, majdnem Dél-Amerika csücskénél fedezett fel egy nagy táborhelyet. A faanyag és más szerves maradványok radiokarbonos kormeghatározása szerint a hely mintegy 14 600 éves volt, azaz több mint 1000 évvel korábbi, mint a legidősebb ismert Clovis szerszámok. Mivel azonban a helyszín vizsgálatát jelentősen megnehezítette félreeső volta, ezért más régészek nem vállalkoztak az ottani kutatásokra, és Dillehaynek majdnem 20 évbe telt, míg meggyőzte kollégáit, nem tévedett.

A DNS-vizsgálatok elterjedése azután megadta a kegyelemdöfést a Clovis-kultúrára alapozott bevándorlási elméletnek. Az első genetikai bizonyítékokat azok a megkövült ürülékmaradványok, az úgynevezett koprolitok szolgáltatták, amelyeket egy oregoni barlangban fedezett fel Dennis Jenkins archeológus. A radiokarbon kormeghatározás 14 300-14 000 évesre tette a koprolitok korát, és a DNS-vizsgálat megerősítette, hogy modern emberektől származnak. A kinyert DNS-ben ráadásul olyan mutációkat fedeztek fel, amelyek közösek a modern indiánokéival.

A bizonyítékok alapján tehát ma már a legtöbb szakember elfogadja, hogy Amerikát úgy 16-15 ezer évvel ezelőtt népesítették be a modern emberek, akiknek ősmaradványait azonban eddig még nem sikerült megtalálni. A közvetett bizonyítékok viszont arra utalnak, hogy ezek az ősi vadászok nemcsak a Bering-szorosnál kialakult szárazföldön, hanem tengeren át, hajóval is érkeztek Amerikába. Az amerikai régészeti kutatások egyik fő célja napjainkban, hogy megtalálják ezeknek az ősi embereknek a fosszilíáit, amelyek végképp eldönthetik az Amerika benépesítésével kapcsolatos vitákat.