فسيل تبار انسان تبار انسان

هومينين برچسبي است كه به طور خودكار به انسان هاي مدرن و تمام گونه هاي منقرض شده روي ( يا مرتبط با ) شاخه كوچك مربوط به انسان مدرن در درخت حيات نسبت مي دهيم. در اين مقاله به بحث درباره ي اين موضوع مي پردازم كه شواهد فسيلي تبار انسان حاوي چه چيزي است؛ چطور كشف مي شود؛ و چطور اين فسيل ها و محتويات شان تحقيق و بررسي مي شوند.

شواهد فسيلي تبار انسان

يك فسيلْ بقايا يا اثر به جا مانده از موجود زنده در گذشته است. فقط كسر بسيار كوچكي از موجودات زنده به شكل فسيل باقي مي مانند؛ قبل از آنكه انسان ها تعمداً دفن شوند، اين قاعده در مورد اعضاي تبار انسان نيز صدق مي كرد. تقريباً مطمئنيم كه فسيل هاي باقي مانده نمونه ي جهت داري از جمعيت اصلي اند. فسيل ها معمولاً، اما نه هميشه، درون سنگ ها حفظ مي شوند. دانشمندان دو دسته ي عمده از فسيل ها را به رسميت مي شناسند: دسته ي كوچك تر، يعني « فسيل هاي اثري » ( true fossils )، حاوي ردپاهايي همچون ردپاهاي 3/6 ميليون ساله در لاتولي تانزانيا، و همچنين « كوپروليت ها » ( مدفوع هاي فسيل شده ) هستند. دسته ي بزرگ تر يا فسيل هاي حقيقي ( trace fossils ) بقاياي واقعي جانوران يا گياهان را شامل مي شوند. شواهد فسيلي اعضاي تبار انسان، بسيار پرشمارتر از فسيل هاي اثري اند؛ طوري كه هنگام استفاده از واژه ي فسيل معمولاً مقصود همان فسيل هاي حقيقي است. فسيل هاي جانوري معمولاً حاوي بافت هاي سختي نظير استخوان ها و دندان ها هستند. اين امر به آن علت است كه بافت هاي سخت در برابر تخريب و فروپاشي مقاومت بيشتري در مقايسه با بافت هاي نرم مانند پوست، ماهيچه يا روده از خود نشان مي دهند. بافت هاي نرم فقط در مراحل مؤخرتر شواهد فسيلي تبار انسان حفظ شده اند؛ براي مثال، مي توان به « انسان هاي باتلاقي » كشف شده در دانمارك يا مناطق ديگري از اروپا اشاره كرد.

فرآيند فسيل شدن

شانس اينكه اسكلت تبار انسان يا همان هومينين ها در قالب شواهد فسيلي حفظ شده باشد بسيار كم است. گوشتخواران از قبيل اجداد شيرها، پلنگ ها و يوزپلنگ هاي مدرن امروزي، به احتمال زياد، نخستين دستبردها را به لاشه ي يك هومينين مرده زده اند. پس از آنها نوبت لاشخورهاي زميني به سردستگي كفتارها، سگ هاي وحشي و گربه هاي كوچكتر، سپس پرندگان شكاري، در ادامه حشرات و سرانجام باكتري ها بوده است. در مدت دو تا سه سال ( ‌زماني كه به طور حيرت آوري اندك است )، اين موجودات زنده قادرند بيشتر آثار هر پستاندار بزرگي را محو و ناپديد كنند.
حفظ شدن بافت هاي سخت تبار انسان به صورت فسيل، مستلزم آن بوده است كه استخوان ها و دندان هاي يك هومينين مرده به سرعت با گل و لاي يك نهر، شن هاي ساحل و يا خاك شسته شده ي درون يك غار پوشيده شده باشد. اين وضع فسيل آتي را از تجزيه و تخريب در امان مي دارد و اجازه مي دهد كه فرآيند فسيل شدن به وقوع پيوندد. فسيل شدن يك استخوان هنگامي آغاز مي شود كه مواد شيميايي از رسوبات اطراف جانشين مواد آلي موجود در بافت هاي سخت شود. به اين ترتيب، مواد شيميايي شروع به جانشين شدن مواد آلي موجود در استخوان ها و دندان ها مي كنند. اين فرآيندهاي جانشيني سال هاي مديدي به طول مي انجامد و به اين طريق يك استخوان به يك فسيل تبديل مي شود. فسيل ها در اصل سنگ هاي استخوان شكل يا دندان شكل اند. در طي اين روند، رسوباتي كه فسيل را دربرمي گيرند خود تبديل به سنگ مي شوند. در درون دندان ها، كه پيش از اين نيز در جريان زندگي سخت و بادوام بوده اند، اينك روند جا به جايي شيميايي نيز صورت مي گيرد.
دياژنز ( diagenesis ) يا سنگ شدگي واژه اي است كه دانشمندان براي توصيف تمام تغييرات به وقوع پيوسته روي استخوان ها و دندان ها در روند فسيل شدن به كار مي برند. فسيل هاي جايگاه هاي مختلف و حتي فسيل هاي مربوط به بخش هاي مختلف يك جايگاه درجه متفاوتي از فسيل شدگي را به نمايش مي گذارند، اين امر به سبب وجود تفاوت هاي كوچك مقياس در محيط شيميايي آنها است. هنگامي كه فسيل ها در سنگ هاي سخت حفظ مي شوند و زماني كه آنها به تازگي سر برمي آورند بسيار بادوامند. با وجود اين، اگر براي هر مدتي در معرض فرسايش ناشي از باد و باران قرار گيرند، استخوان فسيلي مي تواند به سستي يك دستمال كاغذي مرطوب شود. در اين موارد محققان ناچار به نفوذ تدريجي درون استخوان شكننده با پلاستيك مايع يا چيزي مشابه آن اند تا فسيل را از متلاشي شدن بازدارند. آشكار است كه دفن تعمدي شانس حفظ اسكلت ها در شرايط مناسب را بسيار افزايش مي دهد. اين يكي از علل عمده بهتر شدن وضع كه شواهد فسيلي انسان در حدود 60 تا 70 « هزار سال پيش » است.
بيشتر فسيل ها هومينين ها در سنگ هايي يافت مي شود كه از رسوبات بستر رودها يا سواحل درياچه ها و يا سيلاب هاي درون غارها شكل گرفته اند. به طور كلي سنگ هاي قديمي تر ( ‌و از اين رو فسيل هايي كه در آنها وجود دارد ) در لايه هاي پايين تر و انواع جوان تر به سطح زمين نزديك ترند. اين اصل قانون برهم نهش ( soperposition ) ( يا اصل قرارگيري طبقات رسوبي روي يكديگر.م ) ناميده مي شود. با وجود اين، حركت نسبي سنگ ها در اثر كشش و تراكم، همچون حركات برشي، كه در امتداد گسل ها در پوسته زمين رخ مي دهد، مي تواند اين اصل كلي را برهم بزند. سنگ هاي رسوبي كه در غارها شكل مي گيرند نيز مستعد درهم آميختگي به شيوه هاي حتي پيچيده تري اند. آبي كه از كف به درون نفوذ مي كند مي تواند رسوبات كهنه را نرم و سپس حل كند. اين روندْ حفره هايي شبيه پنير سوئيسي توليد مي كند كه در ادامه توسط رسوبات جديدتر پر مي شوند. بنابراين، رسوبات جديد در درون غارها ممكن است در زير انواع قديمي قرار داشته باشند.
دانشمندان علوم زمين از نما، بافت و شيمي خاص سنگ ها براي توصيف و طبقه بندي آنان بهره مي گيرند. براي مثال، آنها ممكن است يك لايه را « توف صورتي » و يا ديگري را « ‌شن لجني » بنامند. درست همان طور كه قوانيني براي نام گذاري گونه هاي جديد وجود دارد، قوانين و قراردادهايي نيز براي نام گذاري لايه هاي يك توالي رسوبي تازه كشف شده وجود دارد و اين قوانين، هم ارز تاكسونومي لينه اي براي سنگ هاست.
لايه ي سنگي، كه فسيلي در آن مدفون شده، « افق اوليه » ( يا افق مادر ) آن فسيل محسوب مي شود. فسيل هاي هومينين يافت شده درون يك لايه ي سنگي خاص، هم سن با آن لايه در نظر گرفته مي شوند، مگر آنكه مدرك روشني مبني بر دفن تعمدي آن وجود داشته باشد. يك فسيل، كه به صورت جاسازي شده درون يك سنگ يافت مي شود، به عنوان كشف شده « در جاي طبيعي » ( in situ ) توصيف مي شود. با وجود اين، بيشتر فسيل هاي اعضاي تبار انسان، در اثر فرسايش، از افق مادر خود جا به جا شده اند؛ اين قبيل فسيل ها « يافته هاي سطحي » ناميده مي شوند. به منظور ارتباط دادن مطمئن و درخور اعتماد يك يافته سطحي با افق مادر آن كمك خوبي خواهد بود كه برخي تكه هاي سنگ مادر يا خميره آن به فسيل متصل يا به درون آن نفوذ كرده باشد. به اين علت است كه دانشمندان با احتياط هرگز خميره سنگي را كاملاً از فسيل پاك نمي كنند.

يافتن فسيل هومينين ها

ديرين انسان شناسان كجا به دنبال فسيل اعضاي تبار انسان مي گردند؟ چارلز داروين در قرن نوزدهم بر اين باور بود كه به سبب منحصر بودن نزديك ترين خويشاوندان انسان هاي مدرن، يعني شمپانزه ها و گوريل ها، به آفريقا، اين امر محتمل است كه نياي مشترك انسان هاي مدرن نيز در آفريقا زندگي كرده باشد. از اين رو، در 75 سال گذشته و به ويژه در 50 سال اخير، آفريقا در كانون تحقيقات ميداني مرتبط با منشأ انسانْ جاي داشته است. اما پژوهشگران به هيچ وجه نمي توانند تمام آفريقا را جست و جو كنند. آيا مكان هاي خاصي وجود دارد كه در آنها احتمالاً فسيل هومينين ها يافت شود؟
ديرين انسان شناسان به دنبال جايي اند كه در آن سنگ هايي با سن موردنظر ( با عمر 10 ميليون سال پيش ) در اثر فرسايش طبيعي، روباز در معرض ديد قرار گرفته باشند. فرسايش در مكان هايي رخ مي دهد كه همراه با فشار مناطق وسيعي از زمين موسوم به صفحات تكتونيكي به يكديگر پوسته زمين تحت فشار قرار گرفته و شكاف برداشته باشد. منطقه ي بين شكاف هاي بزرگ يا گسل ها تحت فشار رو به پايين قرار مي گيرند و پوسته زمين روي بخش بيروني گسل هاي بزرگ رو به بالا رانده مي شوند. اين همان روشي است، كه براساس آن كف و ديواره دره هاي كافتي ( rift valleys ) شكل مي گيرد. گسل هايي كه تعيين كننده ي طرفين دره هاي كافتي اند. گاهي اوقات بسيار عميق اند؛ به طوري كه هسته ي مايع زمين از طريق آنها راهي به بيرون مي يابد. هنگامي كه هسته ي مذاب تحت فشار بسيار بالايي قرار مي گيرد، در قالب فوراني آتشفشاني بيرون مي آيد و در غير اين صورت، به صورت جرياني از گدازه هاي مذاب به آهستگي به بيرون « نشت » مي كند. معمولاً فوران هاي آتشفشاني حاوي خاكستر ( تفرا ناميده مي شود ) اند كه غني از عناصر شيميايي پتاسيم و آرگون است. سنگ هاي شكل گرفته از اين لايه هاي خاكستر « توف » ( tuff ) ‌ناميده مي شوند. توف ها مواد خامي براي تاريخ گذاري بسياري از جايگاه هاي فسيلي شرق آفريقا فراهم مي آورند. آنها همچنين نمايه اي شيميايي خاص و منحصر به فرد دارند كه « اثرانگشت » ناميده مي شود و به زمين شناسان اجازه مي دهد تا يك توف منفرد را نه فقط درون يك جايگاه و سايت فسيلي بزرگ بلكه همچنين در فاصله صدها كيلومتري از يك سايت تا سايت ديگر نيز رديابي كنند.
بعضي وقت ها خاكستر داغ آتشفشاني روي زمين فرود نمي آيد، بلكه بر روي آب مي نشيند و به شكل كلوخه هايي درمي آيد كه به عنوان سنگ پاهاي آتشفشاني در حمام استفاده مي شوند؛ شكل آنها به سبب تأثير حباب هاي هوا، به هنگام فرود آمدن خاكستر داغ بر روي آب، متخلخل مي شود.
هنگامي كه نهرها و رودخانه ها مسير خود را در ميان دره ها از ميان بلوك هاي رسوبي بيرون پرتاب شده از گسل ها مي فرسايند، فسيل هاي موجود در ديواره ها و كف دره ها در معرض ديد قرار مي گيرند. اين نوع مكان ها « بيرون زدگي » يا « رخ نمون » ( exposures ) ناميده مي شوند و بخش هايي از اين بيرون زدگي ها را، كه در آنها فسيل يافت مي شود، موضع يا محل خاص مي گويند. دانشمندان در آفريقاي شرقي به دنبال فسيل هاي هومينين در سنگ هايي با قدمت مناسب اند؛ سنگ هايي كه در اثر تركيبي از فعاليت آتشفشاني ( تكنونيسم ) و فرسايش درون و اطراف دره كافتي در معرض ديد قرار گرفته باشند. « اولدواي گورج » ( Olduvai Gorge ) در تانزانيا شايد شناخته شده ترين نمونه از سايت دره ي كافتي است؛ جايي كه تكنونيسم و فرسايش سنگ هايي با سن مناسب را در معرض ديد قرار داده اند.
فسيل هاي اوليه اعضاي تبار انسان در بستر زمين شناختي بسيار متفاوتي در آفريقاي جنوبي يافت مي شوند. در اينجا آنها در غارهايي يافت مي شوند كه به هنگام جريان يافتن باران به درون شكاف هاي سنگ آهك شكل مي گيرند. شكاف هاي كوچك به شكاف هاي بزرگ توسعه مي يابند، شكاف هاي بزرگ حفره ها را مي سازند و حفره ها ضمن آميختن با يكديگر غارها را به وجود مي آورند كه سپس با خاك شسته شده از سطح پر مي شوند. پلنگ ها از درختاني كه در دهانه ي اين غارها مي رويند همچون محلي براي پنهان كردن لاشه ها استفاده مي كنند و كفتارها از مدخل چنين غارهايي به جاي كمينگاه بهره مي گيرند. دانشمندان تصور مي كنند كه بيشتر فسيل هاي هومينين يافت شده در غارهاي آفريقاي جنوبي را پلنگ ها و كفتارها و يا جانوران استخوان جمع كن مانند تشي ها به آنجا آورده اند.
اگرچه آفريقا امروزه كانون اصلي تحقيق ميداني به شمار مي رود، تا پيش از قرن بيستم چنين نبود. پيش از آن، جست و جو براي فسيل اعضاي تبار انسان در اروپا و آسيا جريان داشت. اروپا جايي بود كه نخستين پيش- تاريخ شناسان ( مورخان ماقبل تاريخ ) در آنجا كار و سكونت مي كردند و از اين رو، انتظار بر اين بود كه آنها پيش از آنكه در جست و جوي فسيل هاي به جا مانده از اجدادمان در مكان هاي بيگانه برآيند، از هر فرصتي، كه براي كار در منطقه خودشان به آنها پيشنهاد مي شد، بهره گيرند. درست مانند چارلز داروين كه در سال 1871 پيش بيني كرد كه آفريقا زادگاه بشر است، طبيعي دان برجسته ي آلماني به نام ارنست هكل ( Ernest Haeckel ) در 1874 اين را مطرح كرد كه حضور اوران گوتان، تنها انسان ريخت بزرگ غيرآفريقايي، در جايي كه بعدها هند خاور هلندي ( اكنون برونئو و سوماترا در اندونزي ) ناميده شد، اين محل را زادگاه احتمالي انسان مي سازد. دو سال قبل از انتشار كتاب تأثيرگذار هكل، آلفرد راسل والاس طبيعي دان ( Alfred Russel Wallace ) ( 1872 ) در كتابش درباره ي تاريخ طبيعي مجموعه جزاير مالايا، اطلاعات مفصلي درباره ي ريخت شناسي و عادات اورن گوتان آورده بود.
منطق هكل و شايد توصيفات واضح والاس از اوران گوتان ظاهراً كارآموز جراح جواني به نام « يوجين دوبويس » ( Eugène Dubois ) را به سوي خود جلب كرد؛ به طوري كه او در اواخر دهه 1880، شغلي را در اين منطقه گرفت تا بتواند در جست و جوي اجداد انسان برآيد. معروف ترين يافته او بخش فوقاني جمجمه موجودي بود كه برآمدگي ابرويش مشابه هيچ انسان مدرني نبود. اين جمجمه در سال 1891 در ساحل رود « ترينيل » در جاوه به دست آمد. تمام اجداد انساني كشف شده در آسيا در رسوبات برش خورده توسط رودها يافت نشدند. فسيل هاي معروف « انسان پكني » ( Peking Man ) متعلق به غاري واقع در سايتي، كه اكنون « ژوكاديان » ( Zhoukoudian ) ناميده مي شود، در نزديكي پكن در چين بودند.

كار تيمي

تيم هايي كه اين روزها در چاد، اتيوپي يا اريتره به دنبال فسيل هومينين ها مي گردند بايد شامل طيف گسترده اي از كارشناسان باشند. افزون بر ديرين انسان شناسان، زمين شناسان، كارشناسان تاريخ گذاري و ديرين شناساني كه مي توانند بقاياي فسيلي جانوران و گياهان يافت شده به همراه هومينين ها را شناسايي و تفسير كنند، يك تيم چند رشته اي بايد شامل كارشناسان عوامل و فاكتورهايي باشد كه شواهد فسيلي را تحت تأثير خود قرار مي دهند، چنين تيمي همچنين ممكن است شامل دانشمندان علوم زمين باشد كه قادر به تجزيه و تحليل شيمي خاك ها به منظور بازسازي زيستگاه هاي كهن اند. اعضاي اين تيم ناگزير به سفر به مناطق دورافتاده و گاهي خطرناك اند؛ جايي كه آنها همراه با كارگران محلي اجيرشده براي كمك به جست و جوي فسيل ها و از خاك درآوردن شان، نيازمند منابع آب، غذا و سوخت به ميزان كافي اند. رهبران اين سفرهاي اكتشافي، افزون بر قابليت هاي علمي، بايد از مهارت هاي سازماني خوبي برخوردار باشند. كاوش هاي بزرگ در سايت هاي فسيلي دسترس ناپذير در آفريقاي مركزي و شرقي، پرهزينه اند؛ طوري كه بودجه سالانه بزرگ ترين موارد اين اكتشافات بالغ بر ده ها هزار دلار مي شود. سايت هاي غاري آفريقاي جنوبي عمدتاً بسيار دسترس پذيرترند. بيشتر آنها در فاصله سفر يك ساعته با ماشين از ژوهانسبورگ يا از پرتوريا واقع شده اند. اين وضع دانشمندان را قادر مي سازد تا ضمن كار در دانشگاه ها و موزه هاي نزديك به اين سايت ها بر روند تحقيقات نيز نظارت و رسيدگي كنند.

فسيل ها بازكشف مي شوند

بعضي از كشفيات هيجان آور فسيل هاي هومينين در موزه ها صورت گرفته است. بررسي مجموعه فسيل هاي « غيرانسان »، به دست آمده از يك سايت فسيلي هومينين، همواره ارزش صرف وقت و انرژي را دارد. حتي بهترين ديرين شناسان نيز ممكن است به هنگام جور كردن صدها تكه استخوان چيزي را از قلم بيندازند. در گذشته، هنگامي كه كشفيات مهمي از اعضاي تبار انسان صورت مي گرفت، فسيل ها را براي ارزيابي نزد كارشناسان مي فرستادند و اگر مراقبت زيادي از آنها نمي شد، اين امكان وجود داشت كه درهم بريزند و يا برچسب شان جا به جا شود. براي مثال، مدارك نشان مي دهد كه وقتي اسكلتي از يك بچه نئاندرتال، كه بسيار كامل بود، از سايت « لاماستير » بيرون آمد، براي ارزيابي و تعيين سن به « مارسلين باول » فرستاده شد. با وجود اين، به نظر مي رسيد كه تمام رد اين اسكلت گم شده باشد، تا اينكه يك محقق استخوان هاي نوزادي را در ميان ابزارهاي سنگي سايت « لس ايزيز » يافت! خوشبختانه برخي از استخوان ها هنوز در بستر اصلي شان بودند و اين فسيل نشان دهنده ي مطابقت سنگ هاي « وزر ريور » با انواعي بود، كه پيش تر در « لاماستير » بيرون آورده شده بود.

تاريخ گذاري فسيل هاي هومينين

زمين شناسان معمولاً مي توانند توالي زماني فسيل ها را در يك سايت فسيلي كوچك مشخص كنند. اما چطور مي توانيد سن فسيل هاي يافت شده در جايگاه هايي با صدها كيلومتر فاصله از هم را مقايسه كنيد و چگونه مي توانيد اين مقايسه را در مورد قدمت فسيل هاي به دست آمده از سايت هايي واقع در قاره هاي متفاوت انجام دهيد؟ براي پاسخ به اين پرسش ها نيازمند روش هاي تاريخ گذاري هستيد. اين روش ها به دو دسته مطلق و نسبي تقسيم مي شوند.
روش هاي مطلق تاريخ گذاري عمدتاً‌ در مورد سنگ هايي به كار مي روند كه در آنها فسيل هومينين و بايد با فسيل هاي غيرهومينين از افق مشابه يافت شده است. پژوهشگران بايد در حفظ مداركي كه فسيل را به لايه ي سنگي ويژه اي مرتبط مي كند. بسيار مراقب باشند. روش هاي مطلق تاريخ گذاري متكي به دانستن مدت زماني است كه فرآيندهاي طبيعي نظير تخريب اتمي دوره شان را سپري مي كنند؛ اين روش ها همچنين افق فسيلي را دقيقاً با رويدادهاي جهاني كاليبره و درجه بندي شده، مانند وارونگي هاي جهت ميدان مغناطيسي زمين، ارتباط مي دهند. به اين علت است كه تاريخ هاي مطلق مي توانند به دقت در قالب سال هاي تقويمي بيان شوند. معروف ترين نمونه از اين روش هاي مطلقْ تاريخ گذاري راديوكربن است كه فقط براي مراحل مؤخرتر تكامل انسان مناسب است. پس از 5 هزار و 730 سال ( به علاوه و منهاي 40 سال )، نيمي از كربن14، هنگامي كه موجود زنده مرده باشد، به نيتروژن14 تبديل مي شود ( به اين علت است كه اين دوره زماني را « نيمه عمر » مي نامند ). تاريخ گذاري راديوكربن به طور موفقيت آميزي براي تعيين قدمت فسيل هاي H.sapiens از استراليا و اروپا استفاده شده است، اما اين شيوه براي تاريخ گذاري قديمي تر از 40 « هزار سال » نامطمئن و اعتمادناپذير است، زيرا مقادير كربن راديواكتيو باقي مانده بسيار كوچك تر از آن خواهد بود كه دقيق سنجيده شود.
بيشتر فسيل هاي هومينين سايت هاي شرق آفريقا، مانند « ‌اولدواي گورج » در تانزانيا، « كوبي فورا » ‌در كنيا و « هَدَر » در اتيوپي، ‌از افق هاي قرار گرفته در ميان خاكسترهاي آتشفشاني يا تفرا هستند كه غني از ايزوتوپ هاي پتاسيم و آرگون است. به سبب آنكه پتاسيم و آرگون راديواكتيو بسيار كندتر از كربن 14 به عناصر دخترشان ( عنصري كه از عنصر ديگر در اثر راديواكتيويته عنصر قبلي به وجود مي آيد. م ) تبديل ( ‌يا فروپاشيده ) مي شوند، روش هاي تاريخ گذاري پتاسيم/ آرگون و آرگون/ آرگون مي تواند در مورد سنگ هاي حاوي فسيل ها و ابزارهاي سنگي متعلق به مراحل اوليه ( ‌قديمي تر از 100 « هزار سال » ) شواهد فسيلي هومينين به كار برده شود.
تاريخ گذاري « پارينه مغناطيسي » ( palaeomagnetic ) از شواهد پيچيده ي وارونگي هاي جهت ميدان مغناطيسي زمين استفاده مي كند. جهت ميدان مغناطيسي زمين، براي دوره هاي طولاني از تاريخ خود، دقيقاً مخالف وضع امروزي اش بوده است. جهت كنوني « طبيعي » و جهت مخالف « معكوس » ناميده مي شود. جريانات درون هسته مايع زمين علت وقوع چنين تغيير جهت هايي در ميدان مغناطيسي زمين به شمار مي رود. هنگامي كه ذرات معلق پيش از شكل گيري يك سنگ رسوبي سخت ته نشين مي شوند، وجود مقادير بسيار خردي از فلز مغناطيسي در اين ذرات سبب مي شود تا آنها مانند يك آهن ربا رفتار كنند. آنها، به هنگام ته نشيني، در راستاي جهت مغناطيسي زمين در آن زمان به خط مي شوند و به كل سنگ جهت مغناطيسي قابل رديابي يا قطبيت مي دهند. پژوهشگران توالي تغييرات جهت مغناطيسي حفظ شده در رسوبات حاوي فسيل هاي هومينين را با شواهد مغناطيسي حفظ شده در هسته هاي برداشته شده از كف عمق اقيانوس ( موسوم به ستون هاي پارينه مغناطيسي ) مقايسه مي كنند و مي كوشند بهترين تطابق را پيدا كنند. برخي توالي ها بيش از يك بار در ستون مرجع ديده مي شوند و بنابراين، استفاده از روش تاريخ گذاري قطعي ديگري مي تواند با كمك به محققان به آنها نشان دهد كه بايد بر روي كدام بخش از شواهد پارينه مغناطيسي تمركز كنند. يك دوره ي پايداري پارينه مغناطيسي طولاني مدت، يك « كرون » ( chron ) و يك تغيير نسبي كوتاه مدت در جهت ميدان مغناطيسي در داخل يك كرون، يك « ساب كرون » ( subchron ) ناميده مي شود. « اولدواي گورج » نخستين سايت هومينين هاي اوليه بود كه با استفاده از چينه نگاري مغناطيسي، تاريخ گذاري شد، در هنگام نام گذاري سابكرون ها به آنها،براساس آنچه كه بودند شماره داده نشد و اكنون يكي از آنها « رويداد اولدواي » ( Olduvai Event ) ناميده مي شود.
دسته ي ديگر از روش هاي مطلق تاريخ گذاري روش « قرينه سازي اسيدآمينه اي » با بهره گيري از واكنش هاي بيوشيميايي همچون ساعت (1) است. براي مثال، پوسته ي تخم حاوي نوعي اسيدآمينه موسم به لوسين است. هنگامي كه پوسته شكل مي گيرد، تمام لوسين آن به فرم L است. با وجود اين، اين فرم L اسيدآمينه لوسين در طول زمان، با سرعت كم و بيش پايداري، به فرم جانشيني موسوم به فرم D تبديل يا قرينه سازي مي شود. بنابراين، نسبت اين دو فرم، همراه با سرعت تبديل، تاريخي را به دست مي دهد كه نشان دهنده ي زمان شكل گيري آن پوسته است. سايت هاي فسيل هومينيني بسيار جديد حاوي قطعاتي از پوسته ي تخم شترمرغ است و اگر اين فرض منطقي را در نظر بگيريم كه پوسته تخم واقع در يك افقْ سن زمين شناختي مشابهي با هر هومينين موجود در آن افق دارد، پس تاريخ گذاري پوسته ي تخم شترمرغ ( OES ) مي تواند روش بالقوه مفيدي به شمار آيد. تاريخ گذاري پوسته ي تخم شترمرغ يكي از چند روشي ( ساير روش ها شامل رزونانس چرخش الكتروني يا ESR و نيز تاريخ گذاري سري هاي اورانيومي يا USD هستند ) محسوب مي شود كه دانشمندان از آن براي تعيين قدمت آن دسته از سايت هاي فسيل هومينين ها استفاده مي كنند كه در محدوده ميان تاريخ گذاري راديوكربن و پتاسيم آرگون قرار دارند. اين روش ها به ويژه براي تعيين قدمت سايت هايي با عمر بين 300 تا 40 « هزار سال پيش » سودمندند.
روش هاي تاريخ گذاري نسبي عمدتاً متكي بر مطابقت فسيل هاي غيرانساني يافت شده در يك سايت با شواهد هم ارز سايت ديگرند كه قدمت آنها به طريق مطمئن با روش هاي تاريخ گذاري مطلق تعيين شده باشد. اگر فسيل هاي جانوري يافت شده در سايت A مشابه فسيل هاي به دست آمده از سايت B باشد، سايت A مي تواند تقريباً هم سن سايت B فرض شود. روش هاي تاريخ گذاري نسبي، در مقايسه با انواع مطلق، فقط قدمت تقريبي فسيل ها را به دست مي دهند. استفاده از بقاياي جانوري به منظور تاريخ گذاري، كه « گاه شناسي زيستي » ( biochronology ) ناميده مي شود، به ويژه براي تعيين قدمت فسيل هاي هومينين اوليه به دست آمده از سايت هاي غاري آفريقاي جنوبي با اهميت بوده است. تقريباً تمام اين سايت ها حاوي فسيل آنتيلوپ ها و ميمون ها هستند. به سبب آنكه جانوران مشابهي در سايت هاي كليدي شرق آفريقا به طور مطلق تاريخ گذاري شده اند، پژوهشگران مي توانند اين تاريخ ها را در مورد لايه هاي محتوي فسيل هاي هم ارز در غارهاي آفريقاي جنوبي نيز به كار گيرند. « گاه شناسي زيستي » همچنين براي تعيين سن سايت هاي فسيل هومينين ها در چاد و دمانيسي در گورجستان استفاده شده است.
در تاريخ گذاري نسبي براي بالا بردن دقت تاريخ گذاري كربني از « دندروكرنولوژي » ( dendrochronology ) يا استفاده از حلقه هاي درخت استفاده شده است. حلقه هاي سالانه درخت بسيار مطمئنند؛ طوري كه از آنها براي تصحيح تاريخ هاي كربني استفاده مي كنند، زيرا تاريخ هاي كربني تحت تأثير آن دسته از فعاليت هاي انساني قرار دارند كه سطح ايزوتوپ كربن را در جو تغيير مي دهد.

بازسازي محيط زيست گذشته

درست همان طور كه تراز و سيماي سطح زمين اكنون متفاوت با چيزي است كه چندين ميليون سال پيش بوده، محيط زيست هاي قديمي نيز در يك ناحيه الزاماً مشابه آنچه امروز مشاهده مي شود، نبوده است. پژوهشگران، با بهره گيري از شواهد زمين شناختي و ديرين شناختي، به بازسازي محيط زيست هاي قديمي مي پردازند. تجزيه شيميايي در تعيين اين نكته به كار مي آيد كه آيا خاك منطقه در شرايط خشك شكل گرفته است يا در شرايط مرطوب؟ ديرين شناسان مي توانند از روي نوع فسيل هاي جانوري يافت شده به همراه فسيل هاي هومينين چيزهاي زيادي درباره ي ديرين زيستگاه ها بگويند. آنها از پستانداران بزرگ و پستانداران كوچك ( مانند موش ها و جربيل ها ) براي بازسازي محيط هاي قديمي بهره مي گيرند. پستانداران خرد به ويژه سودمندند، زيرا گستره هاي جغرافيايي آنها محدودتر از پستانداران بزرگ جثه است و از اين رو، آنها احتمالاً بازسازي هاي زيستگاهي دقيق تري را ميسر مي سازند. پِلِت هاي ( توده هاي متراكم گرد و كوچكي كه برخي پرندگان شكاري آن را قِي مي كنند و شامل بقاياي هضم نشدني غذاي خورده شده است.م ) فسيل شده ي جغدها منبع اطلاعاتي خوبي درباره ي پستانداران خردند، زيرا جغدها از پستانداران كوچك در درون يك گستره نسبتاً كوچك شكار مي كنند. محققاني كه از پستانداران بزرگي مانند نخستي ها براي بازسازي محيط زيست هاي قديمي استفاده مي كنند بايد مراقب باشند و چنين فرض نكنند كه ترجيحات زيستگاهي اجداد آنها نيز مشابه نمايندگان امروزي آنان بوده است. براي مثال، اگرچه ميمون هاي كولوبوس امروزي عمدتاً برگ خواراني اند كه در جنگل هاي انبوه زندگي مي كنند، وجود [ فسيل ] ميمون هاي كولوبوس در يك سايت 5 ميليون ساله، به مفهوم آن نيست كه شرايطي مشابه با انواع معاصر در آنجا برقرار بوده است.

تغيير اقليم جهاني

تكامل تبار انسان در زماني اتفاق افتاده كه تغييرات عمده اي در اقليم جهاني به وقوع پيوسته است. پژوهشگران با بررسي هسته هاي عمق دريا به مطالعه تغيير اقليم مي پردازند. گروهي از موجودات ميكروسكوپي موسوم به « فُرامينيفرا » ( Foraminifera ) ( معمولاً به صورت « فُرام » ها خلاصه مي شوند ) در اقيانوس هاي جهان معلق اند. اين موجودات دو فرم ايزوتوپ اكسيژن را جذب مي كنند كه عبارتند از اكسيژن 16 كه سبك تر و اكسيژن 18 كه سنگين تر است. مادامي كه دماي جهاني بالاتر مي رود، اكسيژن سبك تر بيشتري بخار مي شود و از اين رو، نسبت فرم سبك به فرم سنگين كاهش مي يابد. حالت برعكس زماني رخ مي دهد كه دماي جهاني خنك تر شود. محققان از تناسب اين دو ايزوتوپ به منظور رديابي دماي اقيانوس ها استفاده مي كنند و دماي آب اقيانوس را نيز به نمايندگي از تغيير اقليم در نظر مي گيرند. اما اقليم يك منطقه ثمره ي همكنش هاي پيچيده اي ميان اقليم جهاني و تأثيرات منطقه اي نظير طول و عرض جغرافيايي و نيز حضور نواحي كوهستاني است.
طي دوره اي ميان 8 تا 5 « ميليون سال پيش »، زمين آغاز يك روند بلندمدت از خشكي و سردي را تجربه كرد. تكامل هومينين هاي اوليه در زمان وقوع اين تغييرات اقليمي در آفريقا صورت گرفت.
بعدها در روند تكامل اعضاي تبار انسان، به روند بلندمدت سرد شدن تغييرات دوره اي در اقليم جهاني، كه با استفاده از هسته هاي عمق دريا سنجيده مي شود، نيز افزوده شد. پيش از 3 « ميليون سال پيش »، اقليم جهاني در معرض چرخه هاي 23 هزار ساله ي گرم تر/ خشك تر و سردتر/ مرطوب تر بود. در حدود 3 « ميليون سال پيش »، تناوب اين چرخه ها به 41 « هزار سال » تبديل شد و يك « ميليون سال پيش »، بار ديگر به چرخه ي 100 « هزار سال » تغيير پيدا كرد. اين چرخه هاي 100 هزار ساله عامل دوره هاي سرماي شديد ثبت شده در نيم كره ي شمالي در طي ميليون ها سال گذشته به شمار مي روند. اين چرخه هاي بلند، اثر مهم ديگري نيز بر تكامل انسان داشته اند، زيرا هنگامي كه يخ بسيار زيادي در كلاهك هاي يخي قطب شمال و جنوب جمع مي شود، افت ارتفاع سطح درياها گريزناپذير خواهد بود. اين امر سبب بيرون آمدن فلات قاره اي مي ناميم. كاهش ارتفاع سطح درياها در اين ابعاد به انسان هاي مدرن اجازه داد تا از دنياي قديم به استراليا و دنياي جديد مهاجرت كنند.

پي‌نوشت‌ها:

1.amino acid racemization dating uses biochemical reaction as a clock.

منبع مقاله :
وود، برنارد؛ (1391)، تكامل انسان، ترجمه ي فرهاد رضايي، تهران: نشر بصيرت، چاپ اول.