Rajanveto sirpaleista on tiukka paikka spesialistillekin.
Uudet fossiililöydöt ravistelevat ihmisen sukupuuta harva se vuosi. Minkä perusteella tutkijat sijoittavat löydön oikeaan oksaan?



Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2008

Vuonna 2003 Indonesian Floresinsaaresta löytyi pikkuihmisten fossiileja, jotka hämmensivät sukupuumme tuntijoita. Floresinihmiset, Homo floresiensikset, olivat olleet noin metrin korkuisia ja simpanssinaivoisia ja muistuttaneet lähinnä Afrikan muinaisia apinaihmisiä eli Australopithecuksia. Apinaihmisten ei kuitenkaan uskota levittäytyneen Afrikan ulkopuolelle, ja ne kuolivat sukupuuttoon yli miljoona vuotta sitten. Floresinihmisen luut ovat vain 90 000-12 000 vuotta vanhoja.

Floresinihminen on hyvä esimerkki siitä, etteivät uudet fossiilit aina heti tarkenna sukupuuta, vaan niistä kiistellään usein pitkäänkin. Luiden yksittäiset rakennepiirteet voivat johtaa harhaan. Yleensä tarvitaan useita löytöjä sen arvioimiseen, onko kyseessä uusi laji tai jopa isompi sukupuun haara.

Miten tutkijat sitten osaavat päätellä, onko kyseessä ihmisen sukulainen ja jos on, miten läheinen? Entä mitä muuta luista voi nähdä? Asian valaisemiseksi lähdetään kiipeämään sukupuuhumme sen tyvestä alkaen.


Kasvot alkoivat ihmismäistyä

Vanhimmat ihmisapinoiksi tunnistetut fossiilit on löydetty Pohjois-Afrikasta. Ne ovat peräisin 30 miljoonaa vuotta sitten eläneistä Proconsulidae-heimon edustajista. Nämä on määritetty ihmisapinoiksi lähinnä kasvoista ja hampaista, joiden piirteet poikkeavat muista senaikaisista afrikkalaisista apinoista. Proconsulien otsaluu oli pysty, ja silmät suuntautuivat suoraan eteenpäin tarjoten hyvän stereonäön. Nenäontelot olivat pienet, joten ilmeisesti näköaisti oli hajuaistia tärkeämpi.

Myös moni proconsulien kallon pienistä yksityiskohdista viittaa sukulaisuuteen myöhempien ihmisapinoiden kanssa. Esimerkiksi kallon uurteiden perusteella proconsulien sisemmän kaulavaltimon reitti oli sama kuin ihmisapinoilla.

Ihmisapinoille tyypillisesti proconsuleilta puuttui häntä.

Muu luusto ei kuitenkaan muistuta myöhempiä ihmisapinoita, ja sen perusteella on osin vaikeaa vetää rajaa muihin senaikaisiin apinoihin.

Proconsuleilta esimerkiksi puuttui ihmisapinoille tyypillinen laakea lonkkamalja. Lonkkamalja on nivelkuoppa, jossa reisiluun yläpää eli lonkkanivel pyörii. Maljan laakeus mahdollistaa nivelen laajan liikeradan, mikä sopii ihmisapinoille tyypilliseen puissa kiipeilyyn. Proconsulit ilmeisesti liikkuivat lähinnä neljällä jalalla.


Sitten tuli pystykävely

Proconsuleista kehittyivät myöhemmät ihmisapinat. Niillä kaikilla on proconsuleilta perityt kallonpiirteet.

Lisäksi ihmisapinoita yhdistävät kaarevat sormenluut ja tietty olkapään rakenne. Nämä molemmat viittaavat siihen, että ihmisapinoiden alkumuodot roikkuivat ja liikkuivat puissa käsiensä varassa.

Monet kehittyivät myös pystykävelijöiksi. Yksi näistä sukuhaaroista oli Oreopithecidae, joka sittemmin kuoli sukupuuttoon. Se oli kuitenkin aina jääkauden alkuun asti monimuotoinen ja laajalle levinnyt ryhmä Afrikassa ja Aasiassa. Itse asiassa ryhmä oli niin kirjava, että sitä on ollut vaikea sijoittaa sukupuun tietylle paikalle.

Oreopithecuksista ihmismäisin oli Italiasta löydetty Oreopithecus bambolii. Sitä pidettiin välillä jopa aivan lähisukulaisenamme. Sillä oli nimittäin ihmismäisen leveä rinta, lyhyt selkä ja pysty lantio. Sillä oli ihmisen tapaan myös lannenotko selkärangassa ja suoraksi oikenevat polvinivelet. Esimerkiksi simpanssi on ihmiseen verrattuna tynnyririntainen, pitkäselkäinen ja koukkupolvinen.

Oreopithecus bamboliin kuitenkin erottivat ihmisistä ja apinaihmisistä muut piirteet, kuten vapaasti liikkuva isovarvas ja laajasti liikkuva kyynärnivel. Laji oli kaksijalkainen mutta seisoi isovarvas sisäänpäin, niin että sen jalka muistutti linnun jalkaa. Pystykävely oli siis erilaista kuin myöhemmillä sukulaisillamme.

Kaikki oreopithecukset eivät olleet kaksijalkaisia, vaan liikkumissopeumia oli paljon erilaisia. Espanjasta on esimerkiksi löytynyt ainutlaatuinen Hispanopithecus, jolle ei löydy vastinetta nykymaailman ihmisapinoista. Sillä oli orankimaisen pitkät sormet, ja ilmeisesti se heilauttelikin itseään puissa orankien tapaan. Sormien nivelsiteiden ja lihasten kiinnityskohtien perusteella on kuitenkin päätelty, että se toisaalta saattoi kävellä maanpinnalla kämmenet kamaraa vasten paviaanien tapaan.

Nykyisin oreopithecusten fossiileja tunnetaan jo niin paljon, että on voitu päätellä liikkumiskirjon viittaavan vain yksittäissopeumiin eri elinympäristöihin eikä siihen, että tietyllä tavalla liikkuvat myöhemmät ihmisapinat polveutuisivat näistä oreopithecuksista.

Oreopithecusten kirjo auttaa ymmärtämään, miksi ihmisapinoiden sukupuun laatiminen on haastavaa. Moni piirre on kehittynyt itsenäisesti eri sukulinjoissa, mutta sukupuun piirtäjän on pystyttävä määrittelemään, mikä ominaisuuksien yhdistelmä rajaa kunkin linjan ja erottaa sen muista.


Aivokoppa kasvoi

Mitä lähemmäs nykyaikaa tullaan, sitä paremmin fossiiliset lajit tunnetaan. Euroopan jääkauden ihmiset tunnetaankin jo melko hyvin. Niiden rakenteista osataan myös tunnistaa ominaiset piirteet. Silti uudet löydöt saattavat olla hämmentäviä.

Ensimmäiset Afrikasta Euraasiaan saapuneet ihmiset muistuttivat monin tavoin enemmän apinaihmisiä, Australopithecuksia, kuin myöhempiä ihmisen Homo-suvun edustajia. Ensimmäiset euraasialaiset kuuluivat pystyihmisiin, Homo erectuksiin, ja jo samaan aikaan Afrikassa eli kehittyneempiä ihmisiä, joilla oli suuremmat aivot. Pystyihmisen fossiilit eroavat nykyihmisen, Homo sapiensiksen, jäännöksistä niin pienemmän aivokopan kuin ranteen, hartian ja jalan rakenteiden puolesta. Pystyihmisistä polveutui esimerkiksi Eurooppaa jääkaudella hallinnut neandertalinihminen, Homo neanderthalensis. Nämä pystyihmisten euraasialaiset jälkeläiset syrjäytti sitten Afrikasta vaeltanut nykyihminen.

Monet antropologit uskovat, että Euroopassa ja Aasiassa syntyi jääkauden loppupuolella nykyihmisen ja neandertalinihmisen rinnalle muitakin lajeja, jotka kuolivat sittemmin sukupuuttoon. Valtaosa tutkijoista pitää näitä kuitenkin vain biologisena muunteluna Homo sapiens -lajin sisällä.

Selviönä on pidetty kuitenkin sitä, että ensimmäisessä aallossa saapuneet pystyihmisen kaltaiset muinaislajit kuolivat jo varhain sukupuuttoon. Siksi muinaiselta näyttävän floresinihmisen löytäminen oli sensaatio.


Mihin väliin hobitti kuuluu?

Monet tutkijat ovat uskoneet, että Floresinsaaren erikoiset varhaisihmiset, "hobitit", olivat vain nykyihmispopulaatio, joka kärsi periytyvästä mikrokefaliasta eli pienipäisyydestä.

Tulkinta kuitenkin mutkistui, kun tutkittiin ranneluita. Nykyihmisen ranneluut ovat mutkikkaasti erikoistuneita ja poikkeavat selvästi varhaisempien lajien luista. Sen sijaan floresinihmisten ranteet muistuttivat varhaisten Homojen ranteita.

Koska ranteiden kehitys modernista taaksepäin on epätodennäköistä, floresinihmiset saattavatkin polveutua suoraan homininien ensimmäisestä Euraasian-valloituksesta ja niiden esivanhemmat olisivat siis säilyneet Aasiassa yli miljoona vuotta. Tämän käsityksen mukaan floresinihmiset olisivat siis sisarlinja nykyihmiselle.

Analysoijien mukaan ranneluut myös kumosivat uumoilun floresinihmisten perinnöllisestä kehityshäiriöstä. Mikrokefalukseen ei kuulu ranteiden epämuodostuminen. Ranteiden luut muodostuvat jo sikiönkehityksen alkuvaiheessa, mutta mikrokefaluksen kaltaiset kehityshäiriöt kohdistuvat yleensä myöhempiin vaiheisiin.

Floresinihmisen tapaus tuskin kuitenkaan on vielä loppuun käsitelty, sillä nykyihmisnäkemyksellä on yhä kannattajansa (ks. Floresin pikkuihmisistä sukeutui suuri kiista, Tiede 9/2006, s. 30-33, sekä Jälleen uusi käänne hobittien mysteerissä, Tiede 2/2008, s. 9.)


Lopuksi ote ja kieli

Ihmisfossiilin nuoruus ei siis välttämättä takaa, että se olisi helppo tulkita. Yksi hankalaksi osoittautunut vertailupari on aivan sukupuumme latvassa: nykyihminen ja neandertalinihminen.

Nykyihmisen erottavina piirteinä pidetään sormenpäiden tarkkuusotetta, kieliluun viestimää puhekykyä ja erityisen suurta aivokoppaa. Viimeaikaisten tutkimusten mukaan neandertalinihmiset eivät kuitenkaan suuresti poikenneet meistä näissä. On jopa herätelty jälleen ajatusta, että neandertalit olisivat vain oman lajimme sisäistä muuntelua.

Ainutkertaisimmaksi katsottu tunnusmerkkimme on peukalo, jonka pystymme painamaan voimakkaasti muita sormenpäitä vasten ja näin muodostamaan tarkkuusotteen. Se mahdollistaa esimerkiksi veitsen käsittelyn. Muutama vuosi sitten kuitenkin osoitettiin kolmiulotteisella tietokonesimulaatiolla, etteivät neandertalien peukalon liikeradat poikenneet omistamme. Vastoin aiempia käsityksiä hekin siis pystyivät tarkkuusotteeseen.

Myös puhuttua kieltä, jossa käytetään vokaaleja ja konsonantteja, on pidetty piirteenä, joka erottaa meidät kaikista muista lajeista. Israelista on kuitenkin löytynyt neandertalin kieliluu, joka viittaa samankaltaiseen kurkunpäähän kun meillä. Lisäksi neandertaleilla oli luista eristetyn dna:n perusteella "puhegeenistä" sama muoto kuin meillä. Mutaatio tässä geenissä johtaa nykyihmisellä puhehäiriöihin.

Kaiken kukkuraksi aivomme eivät näytä ratkaisevasti poikkeavan neandertalilaisten aivoista. Aivojen keskimääräinen koko suhteessa ruumiinpainoon on molemmilla sama. Aivojen rakenne ja eri lohkojen väliset suhteet eivät myöskään tarkkojen vertailujen perusteella ole kovinkaan erilaisia.

Neandertalinihmisen perimää tutkitaan parhaillaan, ja tutkijat pyrkivät lukemaan koko sen emäsjärjestyksen. Tulevaisuudessa sukulaisuuttamme voidaan siis verrata kokonaisista genomeista. Tutkimusmenetelmien kehittyessä on mahdollista, että varhaisempienkin heimolaistemme perimää päästään selvittämään. Se on tervetullut lisä tähänastiseen vertailuun, joka on perustunut anatomiaan.


Suvi Viranta-Kovanen on paleontologi.


Modernit tekniikat apuna


Vanhastaan tutkijat ovat mitanneet fossiileja työntötulkkien ja muiden mekaanisten välineiden avulla. Nykyisin tutkimusta tehostaa kolmiulotteisten tietokonemallien laatiminen löydöistä. Tietokonesimulaatioilla luiden päälle voi rekonstruoida lihaksia ja muita pehmytkudoksia.
Avuksi on otettu myös lääketieteelliset kuvaustekniikat. Niillä pääsee tarkastelemaan luun sisällä olevia rakenteita ilman, että fossiilia joutuu hajottamaan. Esimerkiksi syvällä kallossa ohimoluun sisällä sijaisevat sisäkorvan rakenteet ovat osoittautuneet käyttökelpoisiksi sekä lajien sukulaisuussuhteiden että liikkumistapojen tutkimuksissa.