To jeden z najsłynniejszych szkieletów w historii. Wciąż skrywa tajemnice

Jak się potem okazało, te kostki należały do nieznanego do tamtej pory gatunku hominidów – najstarszych przodków człowieka. Od nazwy regionu, w którym zostały znalezione szczątki, gatunek nazwano Australopithecus afarensis (czyli małpa południowa z Afaru). A ten konkretny osobnik – jak się okazało, była to samica – otrzymał imię na cześć klasycznego utworu Beatlesów „Lucy in the Sky with Diamonds”. Wraz z tym odkryciem rozpoczęła się naukowa debata, która trwa do dziś. Czy najstarsza przedstawicielka linii ewolucyjnej prowadzącej do powstania naszego gatunku przypominała bardziej małpę, czy człowieka?

Skarb w wąwozie

Choć samo odnalezienie szczątków Lucy było wielkim zaskoczeniem, naukowcy nie natknęli się na nie przypadkiem. Już kilka lat wcześniej pierwsze skamieliny w formacji skalnej Hadar odkrył dr Maurice Taieb, francuski geolog i paleontolog tunezyjskiego pochodzenia. W 1968 r. wybrał się do Etiopii i po obejrzeniu skał Hadaru uznał, że mogą kryć się tam prawdziwe paleontologiczne skarby. Po powrocie do Francji zorganizował ekspedycję International Afar Research Expedition, do której zaprosił trzech uznanych paleontologów – Donalda Johansona z Cleveland Museum of Natural History, prof. Yves’a Coppensa z Collège de France oraz Mary Leakey, znaną brytyjską paleoantropolożkę. W tym składzie wyruszyli do Etiopii w 1973 r. i rozpoczęli odsłanianie poszczególnych warstw skał.

Szybko zorientowali się, że miejsce jest faktycznie bardzo bogate w skamieliny – w skałach zatopione były kości wielu zwierząt, w tym dużych ssaków, ale też kilka kości hominidów. Znaleziono np. fragment kości udowej. Johanson był jednak pewien, że należała do osobnika chodzącego w postawie wyprostowanej. Tylko jaki to był gatunek? Tego wówczas nie udało się wyjaśnić. Dlatego naukowcy wrócili do Hadaru na kolejny sezon badawczy rok później. Znów zbierali pojedyncze kości, w tym jedną kość szczękową, należącą, jak się wydawało, do jakiegoś przodka człowieka.

Badacze przez dwie godziny przeszukiwali wąwóz nad rzeką Auasz w rosnącym upale. Już mieli kończyć, kiedy na skalnej ścianie Donald Johanson zauważył skamieniałą kość ramienną

Ekspedycja zaczęła już zbliżać się ku końcowi i wtedy, niemal w przeddzień wyjazdu z Etiopii, 25 listopada 1974 r., Johanson postanowił sprawdzić jeszcze dno małego wąwozu nad rzeką Auasz, leżące około 2 km od głównego stanowiska badawczego. Zszedł tam ze swoim doktorantem Tomem Grayem i – jak wspominał później Johanson – przez dwie godziny przeszukiwali wąwóz w rosnącym upale. Już mieli kończyć, kiedy na skalnej ścianie Johanson zauważył skamieniałą kość ramienną, a tuż obok niej niewielką czaszkę i inne drobniejsze kości, należące, jak się wydawało, do jednego osobnika. Wiek osadów, w których znajdowały się kości, oszacowano na 3,2 mln lat.

Wydobycie skamieniałości hominida zajęło kolejne trzy tygodnie. Udało się znaleźć kilkaset fragmentów kości, które po złożeniu okazały się niemal połową kompletnego szkieletu. Spory fragment kości miednicy pozwolił na ustalenie, że osobnik był płci żeńskiej. To wtedy naukowcy zdecydowali, żeby otrzymał imię Lucy od piosenki Beatlesów z 1967 r., która ponoć bez przerwy była odtwarzana w obozie ekspedycji.

Dorosła, choć nieduża

Wydobyte ze skał Hadaru kości zostały za zgodą etiopskiego rządu przewiezione do Cleveland Museum of Natural History, gdzie ze znalezionych fragmentów kości naukowcy zrekonstruowali wygląd Lucy. Była niewysoka – jako dorosła samica mierzyła zaledwie 107 cm, miała krótkie nogi i szerokie biodra, ale też długie ręce, sugerujące, że „małpie” przemieszczanie się po drzewach na rękach nie było jej obce. W szczęce tkwiły zęby mądrości i były one już dość zużyte. Oznacza to, że Lucy była samicą dorosłą, choć ważyła zaledwie 28 kg. Odnalezione później szczątki australopiteków płci męskiej pokazały, że samice były dużo mniejsze od samców – podobnie jest u współczesnych goryli. Niektórzy paleontologowie sądzą, że australopiteki mogły żyć w poligamicznych grupach właśnie jak goryle – z jednym dominującym samcem i kilkoma podporządkowanymi mu samicami.

Mnóstwo informacji dostarczyła też naukowcom rekonstrukcja twarzoczaszki australopiteka. Lucy miała bardzo wydatną szczękę i żuchwę, szerokie nozdrza, głęboko osadzone, nieduże oczy pod wydatnymi łukami brwiowymi i wciąż jeszcze bardzo małą puszkę mózgową, mogącą pomieścić mózg wielkości 375-500 cm sześc., czyli około 20 proc. większy niż dzisiejsze szympansy (dla porównania, mózg Homo sapiens ma wielkość 1350 cm sześc.).

I mózg Lucy był według naukowców mózgiem zdecydowanie bardziej małpim niż ludzkim. Dowiedli tego naukowcy z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maksa Plancka w Lipsku, którzy zrekonstruowali budowę i rozwój mózgu australopiteków, porównując go z innymi hominidami (wczesnymi przodkami człowieka) oraz mózgami ludzi i dzieci. Ustalili, że mózg Lucy i jej krewniaków miał jeszcze zdecydowanie małpią budowę – świadczyło o tym umiejscowienie struktury zwanej bruzdą księżycowatą w mózgu (a konkretnie jej odcisku na czaszce).

Za to rozwój mózgu u Lucy oraz jej dzieci – o ile je miała – przebiegał już zupełnie inaczej niż u małp. Mózg dziecka australopiteka potrzebował o wiele więcej czasu, żeby przybrać dorosłą formę, niż mózgi małp. Oznacza to, że małe australopiteki potrzebowały długiej opieki rodzicielskiej – i to może być jeden z kamieni milowych ewolucji. Im bowiem dłuższa opieka rodzicielska, tym więcej czasu na rozwój zdolności poznawczych i kompetencji społecznych – twierdzą badacze z Instytutu Maksa Plancka.

Czy Lucy miała na tyle zaawansowany mózg, że mogła już wytwarzać narzędzia i ich używać? Tego nie wiadomo – przy samej Lucy żadnych narzędzi nie znaleziono. Najnowsze odkrycia wskazują jednak na to, że przodkowie człowieka używali prymitywnych narzędzi kamiennych dużo wcześniej, niż dotychczas się zdawało. Do niedawna paleontolodzy stali na stanowisku, że umiejętność tę zdobył dopiero Homo habilis, pierwszy przedstawiciel rodzaju Homo, który pojawił się w Afryce około 2,6 mln lat temu. Jednak w 2010 r. na łamach „Nature” ukazał się sensacyjny artykuł dowodzący, że pierwsze narzędzia wytwarzały właśnie australopiteki z okolic Afaru. Autorami artykułu byli naukowcy pod kierunkiem dr. Zeresenaya Alemsegeda z California Academy of Sciences w San Francisco, którzy nieopodal formacji Hadar, na stanowisku Dikika, znaleźli kość z dwoma śladami nacięć. Zdaniem naukowców były to nacięcia wykonane jakimś kamiennym narzędziem i powstały podczas oddzielania mięsa od kości. A sama kość pochodziła sprzed 3,2-3,4 mln lat! Całkiem prawdopodobne więc, że Lucy sprawnie posługiwała się narzędziami, choć jej szkielet nie daje na to żadnych dowodów.

Na wyprostowanych nogach

Dla zrozumienia wyjątkowego miejsca Lucy w ewolucji najważniejsze było badanie kości jej nóg, bioder i kręgosłupa. Kolana Lucy były zbudowane podobnie jak kolana człowieka, a kręgosłup wykrzywiony w odcinku lędźwiowym (tzw. lordoza) w sposób wskazujący na nawyk dwunożnego chodzenia. Johanson zmierzył również stosunek długości jej kości ramiennej do udowej – wynosił on 85 proc., podczas gdy u szympansa jest to 98 proc., a u człowieka współczesnego – 71 proc. Oznaczało to, że albo kość ramienna u Lucy zaczęła się już ewolucyjnie skracać, albo kość udowa wydłużać. Możliwe też, że oba te ewolucyjne procesy zachodziły jednocześnie.

To, że Lucy umiała chodzić na dwóch nogach, nie pozostawiało wątpliwości już w latach 70. XX w., ale pytanie, jaki był to chód – bardziej podobny do ludzkiego czy do „kaczego”, szerokiego chodu współczesnych szympansów, które nie umieją całkowicie prostować kolan? Rozstrzygnęła to dopiero w 2023 r. dr Ashleigh Wiseman z University of Cambridge, która cyfrowo zrekonstruowała wielkość i kształt 36 mięśni w nogach Lucy. Okazało się, że Lucy miała naprawdę imponujące mięśnie – aż o połowę większe zarówno w łydkach, jak i w udach niż u człowieka o analogicznym wzroście. Ale co ważniejsze, umożliwiały całkowite wyprostowanie kolana – tak samo jak dzieje się to u nas. Lucy potrafiła więc chodzić i stać w wyprostowanej pozycji podobnej do pozycji człowieka, a nie szympansa czy goryla. – Mięśnie Lucy sugerują, że była równie biegła w poruszaniu się na dwóch nogach jak my. A jednocześnie zapewne czuła się jak w domu na drzewach, czyli poruszała się w sposób, którego nie widzimy u żadnego żyjącego dziś gatunku – uważa dr Wiseman.

Co się przydarzyło małej Selam?

Ale czy faktycznie Lucy umiała przemieszczać się po drzewach równie sprawnie jak dzisiejsze szympansy czy orangutany? Potwierdzenie tej hipotezy zabrało naukowcom niemal 30 lat, a stało się możliwe dzięki nowemu, niezwykle ciekawemu odkryciu z Afryki, którego dokonał zespół dr. Zeresenaya Alemsegeda z California Academy of Sciences. W 2000 r., podczas jednej z ekspedycji w Etiopii, na stanowisku Dikika nieodległym od Hadaru, natknął się on na skamieniałe szczątki około trzyletniego dziecka australopiteka. Gdy ogłosił swoje odkrycie światu, do znaleziska natychmiast przylgnęła nazwa „dziecka Lucy”, które nawet otrzymało swoje imię – Selam. Jednak laboratoryjne oznaczenie wieku znaleziska wykluczyło hipotezę, że Selam mogła kiedykolwiek spotkać się z Lucy. Żyła około 3,3 mln lat temu, czyli 100 tys. lat przed Lucy.

Odnalezienie Selam pozwoliło naukowcom na potwierdzenie, że – choć australopiteki umiały się poruszać na dwóch nogach – to doskonale przemieszczały się też po drzewach, utrzymując się na rękach. Kluczowe dla ustalenia tego faktu były świetnie zachowane kości łopatek Selam, których właściwości zbadali prof. David Green z Midwestern University oraz odkrywca Selam, dr Alemseged.

Zanim jednak do tego doszło, dr Alemseged spędził 11 lat na ostrożnym wyjmowaniu dwóch łopatek z reszty dziecięcego szkieletu, zamkniętego w bloku piaskowca. – Ponieważ łopatki są cienkie jak papier, rzadko ulegają skamienieniu, a nawet gdy do tego dojdzie, są prawie zawsze fragmentaryczne – tłumaczy dr Alemseged. Tym razem jednak udało się nie tylko znaleźć obie łopatki przymocowane do szkieletu, ale też wydobyć je bez szwanku. Dzięki temu naukowcy wreszcie mogli odpowiedzieć na pytanie, które pozostawało nierozwiązane przez ponad 30 lat – kiedy nasi przodkowie porzucili wspinaczkę? Zdaniem dr. Alemsegeda i prof. Greena wydarzyło się to znacznie później niż za życia australopiteków, chociaż po odkryciu Lucy i jej przystosowanych do chodzenia w pionie nóg, bioder i kręgosłupa wydawało się, że australopiteki były tym przełomowym gatunkiem, który już całkowicie porzucił nadrzewne życie.

Tymczasem łopatki Selam okazały się niezwykle podobne do kości współczesnych małp nadrzewnych. Naukowcy dowiedli tego, porównując łopatki Selam z innymi archaicznymi gatunkami człekokształtnymi, ale też kośćmi współczesnych szympansów, goryli, orangutanów oraz ludzi. Okazało się, że łopatki Selam były zdecydowanie małpokształtne, co przemawia za tym, że częściowo była gatunkiem nadrzewnym. Do tego naukowcy odkryli, że szkielet dziecka i dorosłego australopiteka zmieniał się wraz z dorastaniem podobnie jak u współczesnych małp, ale inaczej niż u człowieka. To kolejny argument za tym, że Lucy, Selam i innym australopitekom wciąż było bardzo blisko do małpich przodków oraz nadrzewnego stylu życia.

I choć nie wiadomo, dlaczego zginęła Selam, to najprawdopodobniej właśnie drzewo – a konkretnie upadek z niego – było przyczyną śmierci Lucy. Ustalili to dopiero w 2016 r. badacze z University of Texas w Austin, którzy przeskanowali zachowane kości Lucy za pomocą zaawansowanego tomografu komputerowego. Wówczas prof. John Kappelman zauważył coś niezwykłego – koniec prawej kości ramiennej Lucy został złamany w sposób, którego normalnie nie widać w skamieniałościach, zachowując serię ostrych, czystych pęknięć z drobnymi fragmentami kości i drzazgami. – To tak zwane złamanie kompresyjne, które powstaje, gdy dłoń uderza o ziemię podczas upadku, i wywołuje uderzanie elementów barku o siebie – mówi prof. Kappelman. Ale to nie było jedyne złamanie, którego doznała Lucy. Naukowcy zauważyli również ślady innych złamań, w tym żebra, lewego kolana i miednicy.

To ironia losu, że nasza przodkini, która odważnie, na dwóch nogach przemierzała sawannę, skończyła tak niefortunnie. Może Lucy nie miała już takiej zwinności w przemieszczaniu się po drzewach, jak jej małpi przodkowie? Skutki okazały się dla niej tragiczne, ale utrata tej małpiej zręczności była zapowiedzią zupełnie nowego ewolucyjnego rozdziału.