Człowiek jako milion zamrożonych przypadków

Ewolucja nie postępuje po linii prostej do celu. To raczej rozrzutny, chaotyczny program testowania na próbę miliona drobniutkich innowacji. Może tej akurat populacji szczurów przyda się nieco dłuższy ogon? Albo nieco szersze zęby? Albo wyższe stężenie soków trawiennych? Albo luźniejsze więzi społeczne? Jeżeli z tysięcy osobników żyjących w tym konkretnym lesie w tym konkretnym czasie częściej będą przeżywać osobniki o nieco dłuższym ogonie – po paru tysiącach lat będzie tam nieco więcej szczurów z dłuższymi ogonami. Jeśli następnie te nowo powstałe szczury długoogoniaste zaczną się odżywiać trochę innymi roślinami, preferowane mogą stać się szersze zęby. I tak dalej. Stąd już krótka droga do tego, aby w końcu doszło do powstania nowego gatunku długoogoniastych szczurów szerokozębnych.

Gatunek ten oczywiście może się „nie udać”. Niech tylko przyjdzie jakaś zmiana klimatyczna, w wyniku której z lasu zniknie roślina będąca pokarmem szczurów szerokozębnych. Szczury te przegrają konkurencję ze starymi dobrymi szczurami wąskozębnymi, które żyły sobie spokojnie w sąsiednim lesie, ale teraz poczują przewagę. Statystyki są nieubłagane: innowacje zwykle się nie przyjmują. Historia życia na Ziemi to więc opowieść o setkach świetnych pomysłów, które nie wypaliły, i o niezliczonych rozwiązaniach, które przyjęły się w bólach i na zupełnie nieoczekiwany sposób. Nasza anatomia, ale też nasz sposób zachowania i nasze struktury społeczne to składowisko zużytych i zmodyfikowanych reliktów, które jakimś cudem uchowały się w toku milionów lat ewolucyjnego szaleństwa.

Dzisiaj przyjrzymy się krótkiemu segmentowi tej historii: powstaniu człowieka z – cóż – niewielkiego nadrzewnego szczura. Opowieść ta nie różni się – pod względem tkwiącej w szaleństwie metody – od tej o powstaniu milionów innych gatunków. Równie ciekawa i zawiła historia doprowadziła do zebrania się w jednym miejscu cech składających się na zjawisko zwane pandą; albo jaskółką; albo dżdżownicą; albo orzęskiem. A jednak historię Homo sapiens znamy nieco lepiej. I dobrze. Potraktujmy ją po prostu jako teleskopowy wgląd w dziwną, przypadkową metodologię ewolucji. Jak człowiek stał się człowiekiem?

Drzewo genealogiczne naczelnych. Zarówno czasy oddzielania się poszczególnych gałęzi, jak i sam ich układ są częściowo spekulatywne. / Rys. Lech Mazurczyk dla „TP”

Plezjadapidy: dłoń, palce, paznokcie

Naszą historię zaczynamy ok. 70 mln lat temu, kiedy to w lasach Ameryki Północnej i Azji żyły – chowając się przed dinozaurami – małe ssaki określane dziś jako plezjadapidy. Typowy plezjadapid to skrzyżowanie wiewiórki i szczura – niewielkie leśne zwierzę o ostrych pazurkach, długim ogonie i wydłużonym pyszczku. Jeden z najwcześniejszych znanych plezjadapidów o wdzięcznej nazwie Purgatorius (66-63 mln lat temu) miał zaledwie 15 cm długości i prawdopodobnie nie był typowym zwierzęciem nadrzewnym, lecz raczej owadożernym mieszkańcem dna lasu, okazjonalnie – i dość zręcznie – wspinającym się po drzewach, np. w sytuacji zagrożenia.

Jego bliski krewny, żyjący 58-55 mln lat temu Plesiadapis, miał już dłuższe kończyny, które zaczynają powoli zasługiwać na miano rąk i nóg. Jego łapy zaczynają już nieco przypominać dłonie, a pazury – paznokcie. Co się dzieje? Cóż, wygląda to na powolne przystosowywanie się do spędzania coraz większej części dnia na drzewach. Dłuższe, szerzej rozstawione kończyny pozwalają obejmować gałęzie; coraz bardziej palcowate palce stają się chwytne.

Skąd zaś samo parcie, aby przenosić się na drzewa? Na tego typu pytania zawsze trudno się odpowiada. Każda ewolucyjna przeprowadzka daje się jednak rozłożyć na dwa czynniki: odpychanie ze starego miejsca i przyciąganie ku nowemu.

Po wymarciu dinozaurów (65 mln lat temu) zawalił się stary porządek i zwolniło się wiele zajętych dotychczas nisz ekologicznych. Znalazły się więc i ssaki przyjmujące powoli rolę leśnych drapieżników. Nie jest raczej przypadkiem, że w tym samym czasie, kiedy plezjadapidy zaczęły uciekać na drzewa, w tych samych północnoamerykańskich i azjatyckich lasach doszło do wyłonienia się najstarszych ssaków drapieżnych – wiwerrawidów (Viverravidae) i miacydów (Miacidae). Były to wciąż „uogólnione” wczesne ssaki, z grubsza podobne do szczurów, jednak z wyraźnymi śladami drapieżniczego trybu życia, choćby ostrymi zębami przystosowanymi do szarpania mięsa.

Teilhardina: twarz

Naszym następnym bohaterem jest Teilhardina (55-45 mln lat temu), nazwana na cześć Teilharda de Chardin, jezuity, antropologa i enfant terrible teologii chrześcijańskiej. Teilhardina znana jest tylko ze szczęki, jednak nawet na tej podstawie da się wywnioskować, że było to zwierzę odżywiające się już niemal wyłącznie pokarmami roślinnymi znajdowanymi na drzewach, głównie owocami. Szczątki Teilhardiny znajduje się pośród śladów drzew tropikalnych.

Bliskimi żyjącymi krewniakami Teilhardiny są tarsjusze: maleńkie, aktywne nocą futrzaste zwierzęta o wielkich oczach i długich palcach, wyposażone już w płaskie, relatywnie miękkie paznokcie. Są to niedwuznaczne ślady przestawienia się na tryb życia, w którym dłoń zaczyna spełniać funkcje chwytne i coraz częściej służy manipulowaniu przedmiotami, np. łuskaniu owoców, a nie stanowi masywnej, ostrej broni, jak to jest np. u ssaków drapieżnych.

Poruszanie się wśród gałęzi drzew – zwłaszcza wykonywanie skoków – wymaga też doskonałego zmysłu przestrzeni i wyczucia odległości, co nie za bardzo daje się zrealizować, gdy oczy znajdują się po obu stronach czaszki – jak jest m.in. u gryzoni. Purgatorius patrzył jeszcze w boki. Teilhardina miała już „twarz”, tzn. płaską powierzchnię z przodu czaszki, na której znajdują się skierowane w tę samą stronę oczy.

Eosimias: wolne ręce

Ręce stanowią nasz wielki powód do dumy. I nie bez przyczyny. To świetny wynalazek (napisał właśnie człowiek na klawiaturze)! Coraz bardziej subtelna kontrola nad ruchami palców musi jednak iść w parze z coraz zręczniejszym przyjmowaniem pozycji pionowej. Na co nam zręczne palce, jeśli służą do podpierania ciała.

Wszystkie wczesne ewolucyjnie naczelne umieją tak się ustawić w koronach drzew, aby zagonić swoje zręczne palce do roboty. Zrobienie tego na ziemi to jednak wyższa szkoła jazdy – trzeba tak ustawić ciało, aby ręce były wolne nawet w trakcie ruchu. Eosimias (40-45 mln lat temu) był jednym z ostatnich naczelnych w linii ewolucyjnej prowadzącej do małp człowiekowatych, który nie opanował tej sztuczki. Było to nadrzewne zwierzątko o cudownie chwytnych i zręcznych dłoniach, wyposażonych już najprawdopodobniej w linie papilarne dla pewniejszego chwytu. Sądząc po szkielecie, Eosimias mógł okazjonalnie kucać, podpierając się ogonem, mniej więcej w stylu, w jakim robią to wiewiórka czy szczur.

Wszystkie późniejsze od Eosimias naczelne – należące formalnie do grupy małp wąskonosych – potrafią się już poruszać w postawie dwunożnej, choćby przez chwilę. Z badań nad chodem dwunożnym u makaków wynika, że choć potrafią one pokonywać na dwóch nogach krótkie odległości, kosztuje je to o 30 proc. więcej energii niż przy zwykłym chodzie czworonożnym (metoda: makaki umieszcza się na bieżni w szczelnym pomieszczeniu i mierzy stężenie CO2 w powietrzu).

Człowiek jest już zwierzęciem typowo dwunożnym – polecam próbę pokonania stu metrów na czworaka (choć rekord świata człowieka w biegu na 100 m na czworaka to 15,71 s. Naprawdę nieźle).

Proconsul: na ziemię, bez ogona

Zerknijmy na nasze drzewo genealogiczne. Jesteśmy teraz ok. 30-35 mln lat temu, w momencie, kiedy od „naszej” gałęzi oddziela się grupa makakowatych. To mniej więcej w tym czasie doszło do zaniku ogona. Eosimias ogon miał; Proconsul już nie. Makakowate mają, choć np. u makaka berberyjskiego jest on szczątkowy. Widać więc stopniowy proces uwalniania się od ogona. Czemu? Dlaczego miałoby zanikać coś tak praktycznego jak zwinny, czepny ogon?

Nikt do końca nie wie, ale wydaje się to mieć związek z dwunożnością. W biologii nie ma faktów izolowanych. Małpy tzw. człekokształtne – czyli człowiekowate (orangutan, goryl, szympans i człowiek) i gibonowate – są jednocześnie bezogonowe oraz zdolne do chodu dwunożnego (gibony chodzą czasem na dwóch nogach, ale dla utrzymania równowagi utrzymują przy tym „nienaturalnie” wzniesione ręce). Jednoczesne zajście dwóch przemian ewolucyjnych to lampka ostrzegawcza. Ale czy rzeczywiście wygodniej się chodzi bez ogona? Kwestia pozostaje w dużym stopniu otwarta.

Drugim postępującym jednocześnie procesem był ogólny wzrost rozmiarów ciała. Pierwsze naczelne były wielkości niedużego szczurka. Jeszcze Eosimias zmieściłby się nam na dłoni. Proconsul (21-15 mln lat temu), który był prawdopodobnie przodkiem wszystkich małp człowiekowatych, mógł ważyć nawet do 85 kg. To już kawał małpy. Dla tak dużego zwierzęcia nie wchodzi w grę bujanie się na gałęziach, jak to robią np. gibony. Stąd bierze się więc stopniowy powrót na ziemię – po trwającej 50 mln lat fazie nadrzewności – dotyczący całej rodziny człowiekowatych. Proconsul poruszał się po ziemi na czworakach. Nie wiadomo, czy był zdolny do spektakularnych ataków w pozycji pionowej, z których słyną goryle.

Driopitek: rodzina, dzieciństwo, mózg

Dryopithecus (10 mln lat temu) był zbliżony rozmiarem ciała do orangutana. Poruszał się zwykle na czworaka, kładąc otwarte dłonie na ziemi – tak prawdopodobnie chodziłaby większość ludzi, gdyby im kazać poruszać się na czterech kończynach. Szympansy i goryle „stąpają” na pięściach, opierając się o ziemię kostkami. Kiedy ja próbuję tak chodzić, boli, i to nie tylko ze względu na obrączkę (spróbujcie zresztą sami). Czuję więc powinowactwo z driopitekiem.

Wraz z przemianami stylu życia zmieniały się też relacje społeczne. Goryle i szympansy, czyli najbliżsi krewniacy driopiteka, żyją w niewielkich społecznościach, w których występuje samiec alfa. Są to ponadto gatunki względnie osiadłe: mimo że w skali całego życia przemieszczają się, tworzą po drodze mniej czy bardziej trwałe „obozowiska”. Jest to styl życia sprzyjający życiu społecznemu i rodzinnemu. Stąd driopitek cechował się już prawdopodobnie czymś, co określa się jako wydłużone dzieciństwo – przedłużony okres niesamodzielności. Po co dzieciństwo? Przeznaczane jest ono na szeroko rozumianą naukę, co wymaga oczywiście większego mózgu. Choć więc Proconsul i Dryopithecus były z grubsza podobnej wielkości, to ten drugi miał niemal dwukrotnie większy mózg (300 cm3), osiągając już rozmiary porównywalne z mózgami szympansów. Od tego momentu rozpoczyna się rewolucja mózgowa, której efektem jest monstrualny ludzki mózg, mający ponad litr objętości.

Australopiteki: biegiem ku przyszłości

Australopithecus (4-3 mln lat temu) bywa wymieniany jako pierwsze ogniwo w łańcuchu istot prowadzących do człowieka. Tutaj na nim się zatrzymamy – o najnowszych etapach ewolucji człowieka pisze się wystarczająco często (a w tym dodatku, przez pryzmat zmian odżywiania się, robi to Michał Kuźmiński w tekście pt. „Przez żołądek do człowieka”). Czasem mówi się, że australopiteki były w zasadzie ledwie „dwunożnymi szympansami” – małpami nieposiadającymi żadnych zaawansowanych ludzkich cech (ogień, mowa, miasta, nie mówiąc już o lotach w kosmos, chirurgii naczyniowej i malarstwie hiperrealistycznym). Podprowadziliśmy więc naczelne na próg ostatniej, najbardziej tajemniczej z przemian. Czym były australopiteki?

Były to niewysokie (1,2 m) owłosione małpy człowiekowate; żyły w małych grupach, przemieszczając się po obszarach na granicy między lasem równikowym a sawanną – wygonione z lasu ze względu na postępujące pustynnienie Afryki (to wtedy zaczęła powstawać Sahara). Prawdopodobnie potrafiły wykonywać proste narzędzia – ale dziś wiemy już, że umieją to robić również szympansy i inne naczelne. Żyły w złożonych światach społecznych, knuły i zmawiały się, tworzyły sojusze i przyjaźnie – ale i to okazuje się występować u niektórych małp człowiekowatych. Chodziły dość swobodnie, być może opanowały nawet trudną sztukę biegu na dwóch nogach. Nie mówiły i nie potrafiły kontrolować ognia. Rzeczywiście były bardziej „ostatnimi małpami” (ostatnimi w tej konkretnej linii ewolucyjnej…) niż „pierwszymi ludźmi”. Wyszły jednak z lasu na sawannę – wielkie wyzwanie, które tylko kilka razy udało się naczelnym (np. pawianom płaszczowym) i za każdym razem przyniosło szereg ciekawych innowacji.

Tłem dla dalszego rozwoju człowieka był cały ten przedziwny, nagromadzony w ciągu 3 mld lat bagaż ewolucyjny – prawdziwy gabinet osobliwości, jak choćby płuco będące uchyłkiem układu pokarmowego (kłopotliwa pamiątka po naszych dziadkach-rybach). Szczególną rolę pełni tu również specjalny zestaw cech powstałych w toku ewolucji naczelnych: długie chwytne palce wyposażone w linie papilarne i paznokcie, płaska twarz z oczami zdolnymi do dobrej oceny odległości, kość ogonowa, przedłużona faza dzieciństwa, mieszana dieta zwierzęco-roślinna, długie nogi zdolne do wielogodzinnego chodu… Mogło być inaczej. Ale było tak, jak było, i jesteśmy teraz tym, czym jesteśmy – milionem zamrożonych w czasie przypadków. ©

ŁUKASZ LAMŻA jest doktorem filozofii, nauczycielem akademickim i popularyzatorem nauki. Członek Centrum Kopernika i redaktor działu naukowego „Tygodnika Powszechnego”.