بازآفريني آخرين نياي مشترك انسان‌ها و نئاندرتالها با استفاده از فسيل مجازي
در تلاشي كه براي دستيابي به تفسير سه‌بعدي از همه‌ي نياهاي مشترك انسان‌ها و نئاندرتالها انجام گرفت، پژوهشگران با به‌كارگيري روش‌هاي نوين ديجيتالي توانسته‌اند شكل فرگشت ساختاري، جمجمه را در دو تبار انسان‌هاي هوشمند (Homo sapiens) و نئاندرتالها شناسايي كنند. اين مطالعه نشان مي‌دهد كه جمعيتي كه دچار جدايي تبارهاي انسان‌ها و نئاندرتال شده‌اند خيلي قبل‌تر از زماني مي‌زيسته‌اند كه تا كنون پنداشته مي‌شد. همه‌ي ما مي‌دانيم كه انسان‌ها داراي يك نياي مشترك با نئاندرتالها هستند. گونه‌ي منقرض‌شده‌ي نئاندرتالها به عنوان نزديك‌ترين خويشاوندان ماقبل تاريخ ما شناخته مي‌شوند. اما فهم و دريافت چگونگي سازوكار و شكل اين جمعيت كهن همواره پديده‌اي رازآلود بوده است. از سويي فسيل‌هاي به دست آمده از دوره‌ي پليستوسن يعني زمان جدايي تبار انسان‌ها و نئاندرتالها بسيار كمياب و در عين حال تكه‌تكه هستند.
اكنون پژوهشگران با استفاده از اشكال (morphometrics) الگوريتم‌هاي آماري در رابطه با فسيل‌هاي جمجمه اي در طي بازه‌ي فرگشتي اين دو گونه توانسته‌اند يك بازسازي سه‌بعدي از آخرين نياي مشترك انسان‌ها و نئاندرتالها ارائه دهند. فسيل مجازي با استفاده از رسم ۷۹۷ نشانه‌ي روي جمجمه‌هاي فسيلي در طول تاريخ تقريبا دو ميليون ساله‌ي نوع بشر شبيه‌سازي شده است. در اين ميان يك فسيل جمجمه از يك انسان راست‌قامت (Homo erectus) مربوط به ۱.۶ ميليون سال پيش، يك جمجمه يافت شده از يك نئاندرتال يافت شده در اروپا و حتي تعدادي از جمجمه‌هاي مربوط به انسان‌هاي قرن نوزدهم كه در آزمايشگاه داكوورث (Duckworth) كمبريج گردآوري شده‌اند مورد مطالعه قرار گرفتند.
نشانه‌هاي موجود در اين جمجمه‌ها داراي يك ساختار و سازوكار فرگشتي بودند به طوري كه پژوهشگران را قادر مي‌ساختند با استفاده از مطالعه آنها يك خط زماني براي تغييرات ساختار جمجمه يا ريخت‌شناسي نياكان كهن ما بيابند. آنها سپس يك جمجه مدرن كه اسكن ديجيتالي شده بود را هم به اين خط زماني اضافه كردند و با كمال تعجب ديدند كه اين جمجمه هم با ساير جمجمه‌هايي كه در طول تاريخ به دست آمده بودند تناسب دارد. اين دستاورد پژوهشگران را قادر مي‌ساخت تا به اين نكته پي ببرند كه چگونه ويژگي‌هاي ريخت‌شناسي دو گونه‌ي انسان‌ها و نئاندرتالها در يك نياي واحد در دوره‌ي پليستوسين متمركز شده است. پليستوسين به دوره‌ي حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰ هزار سال پيش گفته مي‌شود.
گروه پژوهشي سه شكل مختلف از جمجمه‌هاي نياكاني محتمل براي اين دو تبار را در سه دوره‌ي زماني متفاوت پيش‌بيني كردند. سپس با استفاده از شبيه‌سازي انجام‌شده، شكل كامل جمجمه‌ها را به دست آورده و آنها را با معدود فسيل‌هاي به دست آمده و تكه‌هاي استخواني دوره‌ي پليستوسن مقايسه كردند. پژوهشگران توانستند به متناسب‌ترين استخوان جمجمه‌اي كه براي نياي مشترك انسان‌ها و نئاندرتالها مطرح بودند و همچنين بازه‌هاي زماني محتمل‌تر براي آخرين نياي مشتركي كه وجود داشته دست يابند.
برآوردهاي پيش از اين با توجه به DNAهاي كهن پيش‌بيني كرده بودند كه آخرين نياي مشترك انسان‌ها و نئاندرتالها حدود ۴۰۰ هزار سال پيش مي‌زيسته‌اند. اما فسيل مجازي به دست آمده از شبيه‌سازي كامپيوتري و شكل به دست آمده براي جمجمه به تكه‌هاي به دست آمده در حدود ۷۰۰ هزار سال پيش در دوره‌ي پليستوسن را نشان مي‌دهد. به انديشه متخصصين مي‌رسد هنگامي كه دسته‌ي نيايي در اوراسيا هم وجود داشته‌اند، آخرين نياي مشترك اما از سرزمين افريقا سرچشمه گرفته باشد. نتايح اين مطالعه در مجله‌ي فرگشت انسان (Human Evolution) منتشر شده است. سرپرست اين گروه مطالعه دكتر ائورلين مونير (Aurelien Mounier) از مركز لورهولم دانشگاه كمبريج در اين باره مي‌گويد:
ما اين را مي‌دانيم كه با نئاندرتالها يك نياي مشترك داشته‌ايم. اما پرسش اين است كه نياي مشترك به چه شكل بوده است؟ و از سويي سوال اين است كه از كجا بايد پي ببريم كه آيا فسيل‌ها و نمونه‌هاي يافت شده متعلق به همان نياي مشترك است؟ در پي اين عدم قطعيت‌ها تناقض‌هاي و ابهامات زيادي به ميان مي‌ايد كه بايد برايشان پاسخي بيابيم.
ما مي‌خواستيم تا يك راهكار نوين براي برخورد با كاستي‌هاي فسيل‌هاي يافت شده طي ساليان طولاني پيدا كنيم. روش ما به صورت تركيبي از روش‌هاي ديجيتال سه‌بعدي و روش‌هاي تخميني آماري بود. اين امر مارا قادر مي‌ساخت تا بتوانيم به صورت رياضي‌وار پيش‌بيني هايي انجام دهيم و فسيل‌هاي جمجمه‌ي آخرين نياي مشترك انسان‌هاي مدرن و نئاندرتالها را با استفاده از يك درخت زندگي براي سره‌ي انسان‌ها (سره‌ي Homo؛ منظور از آن خانواده‌ي انسان و انواع ميمون‌ها هم در آن قرار مي‌گيرند.) بازآفريني كنيم.
با اين حال، چهره‌ي نياي مجازي شبيه‌سازي شده نشان مي‌دهد كه بر روي اين چهره هم نشانه‌هايي از اندكي تورفتگي روي استخوان گونه ديده مي‌شود كه در انسان‌هاي مدرن هم وجود دارد كه اين ويژگي در ساختار استخوان‌هاي گونه منجر به شكل‌گيري چهره‌ي خوشايندتري در انسان‌هاي مدرن شده است. در نئاندرتالها اين ناحيه حالت بادكرده و بيرون‌زده دارد. به علت وجود توده‌هاي هوايي در اين ناحيه در نئاندرتالها آرواره‌ها ضخيم‌تر هستند و همين امر باعث بيرون‌زدگي چهره در آنها شده است.
پژوهشي از دانشگاه نيويورك چندي پيش منتشر شد كه نشان مي‌داد ته‌نشين‌هاي استخواني در ادامه باعث ساخته شدن استخوان چهره‌ي كودك‌هاي نئاندرتالها در طول سال‌هاي اوليه‌ي زندگي شده‌اند. پيشاني پهن و بزرگ نياي مجازي كه به عنوان ويژگي خاص تبار انسان شناخته مي‌شود هم شبيه نئاندرتالها و هم انسان‌هاي اوليه است كه اين ويژگي در انسان‌هاي مردن از بين رفته است. به گفته‌ي مونير اين فسيل مجازي روي هم رفته به نئاندرتالها شباهت بيشتري دارد كه اين وضوع خيلي هم عجيب نيست چون اگر كل آن خط زماني را در انديشه متخصصين بگيريم، خواهيم ديد كه هومو ساپين‌ها يا انسان‌هاي امروزي بر حسب ساختار جمجمه‌شان از مسير نياكان خود فاصله گرفته‌اند. دكتر مارتا ميرازون لار (Mata Mirazon Lahr) از كمبريج كه در اين پژوهش همكاري داشته معتقد است:
مي‌توان با مطالعه‌هاي آماري و مطالعه رانش ژني احتمال داد كه نرخ انجام تغييرات ريخت‌شناختي در تبار انسان‌هاي مدرن به علت برخي اتفاقات بزرگ در زمينه‌ي آماري و رانش ژني بسيار بيشتر از ساير گونه‌ها بوده است؛ تصادفاتي كه منجر شده است تا يك نوع خاص از انسان‌ها در افريقا اكنون جمعيتي بيش از ۷ ميليارد نفر روي كره‌ي زمين داشته باشد. نتايج ما امكان روي دادن نرخ بالاتري از تغييرات ريخت‌شناختي در تبار انسان‌هاي مدرن را محتمل مي‌داند.
به گفته‌ي مونير دسته‌ي آخرين نياكان مشترك احتمالا بخشي از گونه‌ي انسان هايدلبرگي بوده‌اند. انسان‌هاي هايدلبرگي دسته‌اي بودند كه حدود ۷۰۰ تا ۳۰۰ هزار سال پيش در افريقا و اروپا زندگي مي‌كرده‌اند. مونير و همكارانش در گام بعدي اين پروژه مي‌خواهند روي مدل‌هاي آخرين نياي مشترك آدم‌ها (Homo) و شامپانزه‌ها كار كنند. او در اين مورد مي‌گويد:
مدل‌هاي ما با اينكه عين واقعيت نيستند اما در نبود فسيل‌ها مي‌توان از اين روش‌هاي نوين براي آزمايش و سنجش فرضيه‌هاي موجود در زمينه‌ي انسان‌هاي عصر قديم و پرسش‌هاي مرتبط با آن استفاده كرد. اين روش‌ها حتي براي ساير جانوران قديمي از اسب‌ها گرفته تا دايناسورهاي منقرض‌شده هم مي‌تواند به كار رود.
هم انديشي ها