Nghiên cứu mới cho thấy loài người nhỏ bé - tồn tại cho đến khoảng 18.000 năm trước, muộn hơn bất kỳ loài người nào khác ngoài chúng ta - đã phát triển kích thước nhỏ đáng kể nhanh chóng khi sống trên một hòn đảo bị cô lập.
Một hòn đảo của Indonesia là quê hương của H. Floresiensis - nhưng loài người lùn đã tiến hóa như thế nào? Hình ảnh qua areza taqwim / Shutterstock.com.
Tác giả Jose Alexandre Felizola Diniz-Filho, Đại học Liên bang de Goias và Pasquale Raia, Đại học Naples Federico II
Nó không phải mỗi ngày mà các nhà khoa học phát hiện ra một loài người mới.
Nhưng đó chỉ là những gì đã xảy ra vào năm 2004, khi các nhà khảo cổ phát hiện ra một số hóa thạch được bảo quản rất tốt trong hang động Liang Bua trên đảo Flores, Indonesia. Kích thước nhỏ gọn của loài người mới này, Homo floresiensis, kiếm được biệt danh là Hob Hobbit.
Thật sốc, các nhà nghiên cứu tin rằng nó đã sống sót cho đến cuối Kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 18.000 năm trước. Đó là muộn hơn nhiều so với người Neanderthal sống, muộn hơn bất kỳ loài người nào khác ngoài chúng ta.
Gần như ngay lập tức, các giải thích về bộ xương Hobbit này đã gặp phải sự chỉ trích dữ dội từ cả nhà nhân học và nhà sinh học tiến hóa. Người Hobbit tội nghiệp bị buộc tội là một ví dụ không phải là một loài người nhỏ bé mới, mà là một người bất thường Homo sapiens, mang bất kỳ điều kiện tăng trưởng và nội tiết tố. Người Hobbit, nhiều nhà khoa học quyết định, không có chỗ trong số những người khổng lồ trong hồ sơ tiến hóa của loài người.
Một nghệ sĩ diễn giải về cách thức H. floresiensis nhìn vào cuộc sống. Hình ảnh qua Tim Evanson / Flickr.
Tuy nhiên, cô - vâng, người Hobbit sau đó bị phát hiện là nữ - đã trả thù cô. Sinh vật nhỏ bé, có bộ não nhỏ này chỉ cao hơn một chút ba feet và có bộ não lớn như một con tinh tinh. Nhưng vị trí của cô trong dòng dõi tổ tiên của con người đã được củng cố khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra một cá thể nhỏ bé khác ở Flores. Phát hiện thứ hai, lâu đời hơn này đã làm sáng tỏ ý tưởng rằng Hobbit là một sự độc đáo, bất thường Homo sapiens.
Sau 15 năm nghiên cứu mạnh mẽ, các nhà nhân chủng học giờ đây đã tự tin hẹn hò với cá nhân Liang Bua đã sống từ 60.000 đến 90.000 năm trước. Anh em họ lớn tuổi của cô ở Flores sống cách đây 700.000 năm. Triều đại dài này là minh chứng cho sự thành công của loài người nhỏ bé này, bất kể chúng có dáng người nhỏ bé và nhỏ bé như thế nào.
Và năm nay, các nhà nhân chủng học đã tìm thấy một loài người lùn mới, được đặt tên Homo luzonensis, ở Philippines.
Vậy tại sao những con người nhỏ bé lại sống trên những hòn đảo này? Đối với chúng tôi, các nhà sinh học và nhà sinh học tiến hóa, câu trả lời đã ở ngay trước mắt chúng ta: quy tắc đảo.
Cuộc sống trên đảo và kích thước cơ thể
Nhà động vật học J. Bristol Foster ban đầu đề xuất quy tắc đảo vào năm 1964.
Ông Laud lưu ý rằng khi một loài có thân hình to lớn định cư trên một hòn đảo, nó sẽ có xu hướng tiến hóa để thu nhỏ kích thước - tất cả các con đường đến mức để lại hậu duệ lùn. Đồng thời, điều ngược lại sẽ xảy ra. Các loài có thân nhỏ sẽ tiến hóa lớn hơn, sinh ra các loài con gái khổng lồ.
Có những trường hợp ngoạn mục của quy tắc đảo này trong hành động trên toàn thế giới. Hãy nghĩ về những con voi và voi ma mút đến từ các đảo Địa Trung Hải và Baja California, những con hà mã gần như không bằng một con lừa ở Síp, những con nai cao như một con chó cưng ở Bêlarut, chuột to như một con bò ở Caribbean và côn trùng dài bằng bàn tay con người ở New Zealand.
Các nhà sinh học đã đề xuất các cơ chế khác nhau có thể chịu trách nhiệm cho xu hướng tiến hóa này. Một động lực tốt có thể là sự vắng mặt của động vật săn mồi tự nhiên trên đảo. Một số loài, đáng chú ý nhất là voi và hà mã, chống lại những kẻ săn mồi nhờ kích thước của chúng, một chiến lược đắt giá khi không có kẻ giết người nào ẩn nấp trong bóng tối. Ngoài ra, trên các đảo, nguồn cung tài nguyên khan hiếm có thể thiên về kích thước cơ thể nhỏ hơn vì các cá thể nhỏ hơn có thể sống với ít hơn.
Hoặc có thể là những cá thể nhỏ hơn không có động vật ăn thịt chỉ sinh ra nhiều con cái, ngụ ý con cái bắt đầu đẻ sớm hơn và ở kích thước nhỏ hơn, đầu tư ít hơn vào tăng trưởng và sinh sản nhiều hơn. Khả năng này là một lời giải thích có khả năng cho cách thức những người pygmies đương đại phát triển.
Tất cả các tùy chọn này cuối cùng sẽ dẫn đến những thay đổi trong kiến trúc di truyền làm cơ sở cho sự thay đổi kích thước cơ thể.
Vì vậy, chúng tôi đã hỏi, liệu quy tắc đảo có thể là một lời giải thích cho kích thước nhỏ của Homo floresiensis và Homo luzonensis? Chúng tôi nghĩ có lẽ là có.
Khai quật năm 2009 tại hang Liang Bua, nơi Homo floresiensis được tìm thấy. Hình ảnh qua AP Ảnh / Achmad Ibrahim.
Thế hệ người mẫu trên đảo
Tổ tiên Hobbit có khả năng nhất là Homo erectus, một loài lớn hơn gấp đôi kích thước của nó về bộ não và tổng thể. Dựa trên lịch sử địa chất của Flores và các hóa thạch lâu đời nhất được biết đến của Homo floresiensis, có vẻ như sự tiến hóa của các loài mới phải xảy ra trong vòng chưa đầy 300.000 năm.
Là nhà sinh vật học tiến hóa, chúng ta đã làm quen với ý tưởng rằng sự tiến hóa của Darwin là một quá trình chậm chạp và dần dần diễn ra trong khoảng thời gian rất dài. Thay đổi mạnh mẽ như vậy trong kích thước cơ thể có thể xảy ra nhanh như vậy?
Vì vậy, nhóm nghiên cứu liên ngành của chúng tôi đã phát triển một mô hình máy tính để cố gắng trả lời câu hỏi cơ bản này. Nó giống như một trò chơi máy tính mô phỏng sự tiến hóa kích thước cơ thể theo các kịch bản thực tế về mặt sinh học và sinh thái.
Trong mô hình của chúng tôi, các cá thể xâm chiếm hòn đảo, phát triển đến kích thước cơ thể trưởng thành của chúng theo số lượng thức ăn có sẵn, sinh ra một số con non và chết. Nguyên tắc cơ bản của trò chơi là các cá nhân gần với kích thước cơ thể tối ưu nhất của đảo cho đảo trong thời điểm đó sẽ để lại nhiều hậu duệ hơn. Con cái thừa hưởng gen cho kích thước cơ thể lớn hay nhỏ.
Tạo ra thế hệ này, đột biến mới có thể xuất hiện trong quần thể và thay đổi kích thước cơ thể theo giá trị cao hơn hoặc thấp hơn. Thỉnh thoảng, những cá nhân mới thậm chí có thể xâm chiếm hòn đảo và hòa nhập với cư dân. Một quy tắc cơ bản khác là dân số nhỏ ban đầu không thể tăng lên trên số lượng tài nguyên trên đảo có thể duy trì.
Các đồng nghiệp của chúng tôi, các nhà khoa học hệ thống Trái đất Neil Edwards và Phil Holden, đã sử dụng dữ liệu theo phong cách cổ điển để điều chỉnh mô hình của chúng tôi. Thời gian nóng hơn và ẩm ướt hơn có thể hỗ trợ nhiều người hơn trên đảo và sẽ ảnh hưởng đến kích thước cơ thể tối ưu tại bất kỳ thời điểm nào.
Chúng tôi bắt đầu mô phỏng giả định rằng thân hình to lớn Homo erectus đến hòn đảo và sau đó tiến hóa thành một loài nhỏ hơn ở đó. Vì chúng tôi chỉ không biết những con số chính xác mà mô hình của chúng tôi sẽ vượt qua, chúng tôi dựa trên những ước tính thu được từ dân số hiện tại.
Vì sự không chắc chắn này, chúng tôi đã chạy mô hình của mình hàng nghìn lần, mỗi lần sử dụng kết hợp ngẫu nhiên tất cả các tham số. Cuối cùng, chúng tôi đã có thể xây dựng một phân phối thống kê về thời gian mất bao lâu Homo erectus trở nên nhỏ bé như Homo floresiensis.
Một loài mới, trong chớp mắt
Sau khi chạy 10.000 mô phỏng, chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng trong chưa đầy 350 thế hệ, quá trình đã hoàn tất. Suy nghĩ về các năm, giả sử một phụ nữ trẻ sinh con đầu lòng ở độ tuổi trung bình 15, có nghĩa là khoảng 10.000 năm.
Điều đó có vẻ dài cho bạn và tôi. Nhưng từ góc độ tiến hóa, đó là chớp mắt - hơn một phần nghìn Đồng tính lịch sử tiến hóa.
Tất nhiên chúng tôi không mong đợi rằng tất cả các tính năng tạo ra Homo floresiensis độc đáo như nó được phát triển nhanh chóng và cùng một lúc. Tuy nhiên, mô phỏng của chúng tôi vẫn cho thấy, 300.000 năm là quá nhiều thời gian để một loài người mới phát sinh.
Công trình của chúng tôi ủng hộ ý tưởng rằng sự tiến hóa nhanh là khá hợp lý dưới một tập hợp các thông số sinh thái thực tế và chọn lọc tự nhiên có thể là một lực mạnh mẽ ảnh hưởng đến kích thước cơ thể trên các đảo. Và nếu Homo floresiensis Cô thực sự là một sản phẩm của quy tắc đảo, một lần nữa - rằng con người chúng ta có xu hướng tuân theo các quy tắc chung tương tự thúc đẩy sự tiến hóa ở nhiều động vật có vú khác.
Jose Alexandre Felizola Diniz-Filho, Giáo sư Sinh thái học và Tiến hóa, Đại học Liên bang de Goias và Pasquale Raia, Phó Giáo sư Cổ sinh vật học và Cổ sinh vật học, Đại học Naples Federico II
Bài viết này được tái bản từ Cuộc hội thoại theo giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.
Điểm mấu chốt: Nghiên cứu mới cho thấy loài người nhỏ bé có biệt danh là Hob Hobbit đã phát triển kích thước nhỏ đáng kể nhanh chóng khi sống trên một hòn đảo bị cô lập.
