Paleoantropologie, subdisciplína antropologie, se zabývá studiem vyhynulých primátů. Ačkoli většina badatelů zabývajících se tímto druhem práce jsou antropologové, paleontologové (v rámci oboru geologie) mohou studovat i fosilní primáty. Základní metodou, kterou paleoantropologové používají, je analýza fosilních pozůstatků. Stále více se však spoléhají na další vědecké disciplíny, aby lépe pochopili síly prostředí, které hrály roli v naší evoluci, a také vznik fosilního záznamu. Geologové například zjišťují procesy sedimentace a fosilizace a pomocí různých technik datují fosilie a s nimi spojené sedimenty (viz níže DATOVACÍ TECHNIKY). Na rekonstrukci dávných prostředí a biologických společenstev se podílí celá řada oborů. Paleontologové určují dávné rostlinné a živočišné fosilie. Palynologové analyzují částice v oceánských a jezerních jádrech a také pyl v suchozemských sedimentech (viz obrázek 1.2), aby určili převládající flóru v dané oblasti v určité době. Tafonomisté pomáhají určit, jak vznikala fosilní společenstva.
Ve 20. letech 20. století Raymond Dart navrhl, že raní hominini (dvounohé primáty, jako jsme my) nalezení v jihoafrických jeskyních tyto jeskyně obývali. Kromě toho interpretoval bodné rány nalezené na některých lebkách jako důkaz, že tito hominini vyráběli a používali zbraně k lovu a mužsko-mužské agresi. Tafonomista C. K. Brain v novější době tvrdil, že hominini buď propadli puklinami do podzemních jeskyní poté, co je na stromech schovali levharti, nebo jejich kosti zavlekli hlodavci, například dikobrazi, aby je ohlodali. Nyní si uvědomujeme, že ačkoli tito první příslušníci našeho kmene pravděpodobně používali jednoduché nástroje, nebyli to lovci velkých zvířat ani váleční štváči (více viz kapitola 15).
HISTORIE DĚJIN
Paleoantropologie jako formálně uznávaná věda je sice poměrně nová, ale otázky a názory související s naším původem sahají až k nejstarším příslušníkům našeho druhu a možná i dříve. Všichni moderní lidé žijící v tradičních (např. lovecko-sběračských tlupách, kmenech nebo náčelnictvech) nebo státních společnostech mají soubor přesvědčení spojených s jejich původem. Veškeré představy, které nespadají do oblasti vědy, jsou však součástí náboženství dané kultury a označují se jako mýty o stvoření.
Nejvlivnějšími obory, které přispěly k rozvoji paleoantropologie, jsou geologie, biologie a archeologie. Geologové (i ti, kteří za ně nebyli uznáni, např, Charles Darwin) se zasloužili především o poznání, že (1) Země je prastará a vznikla přirozenými procesy; (2) Země byla původně pokryta vodou a život začal v tomto „prapůvodním moři“; (3) život na Zemi vznikl z jednoduchých forem, přičemž některé potomní druhy se postupem času stávaly složitějšími, jak je patrné z fosilního záznamu; (4) druhy se mění nebo vymírají v reakci na změny prostředí; (5) nové druhy jsou výsledkem adaptace části populace na nové nebo změněné podmínky prostředí; (6) stejné síly, jako jsou sopečné erupce, které působí dnes, jsou těmi, které formovaly Zemi a způsobily změny ve fosilním záznamu prostřednictvím vymírání a speciačních událostí; a (7) vrstvy a usazeniny se neustále vyvíjejí nebo erodují, takže organismy jsou pohřbívány, respektive se objevují fosilie. Myšlenka, že stejné síly, které působí dnes, jsou ty, které formovaly Zemi a způsobily změny ve fosilním záznamu, se označuje jako uniformitarismus. S tímto termínem přišel Charles Lyell a je označován za otce moderní geologie. Významně ovlivnil Darwina a přispěl tak k Darwinovu syntetickému pohledu na vývoj života na Zemi. Geologové používají k datování zkamenělin nebo sedimentů obsahujících zkameněliny různé metody a vypracovali chronologii (tj. časovou osu) pro Zemi jako celek i pro úložné vrstvy v oblastech, kde byly zkameněliny objeveny.
Biologové a genetici zpřesnili teorii evoluce pomocí přírodního výběru tím, že určili, jak se dědí znaky. Vědci z různých oborů klasifikovali známé druhy světa na základě evolučních vztahů (viz také kapitola 2).
Archeologie hrála a stále hraje silnou roli v paleoantropologii prostřednictvím studia archeologického záznamu, tj. záznamu minulé lidské činnosti prostřednictvím kulturních pozůstatků a antropogenních (člověkem způsobených) změn prostředí. Thomas Jefferson byl označován za prvního archeologa v tom smyslu, že jeho metody byly více vědecké než metody jeho kolegů starožitníků. Antikváři měli tendenci jít po „zboží“ bez ohledu na pečlivou interpretaci archeologického záznamu. Většina z nich by byla podle dnešních měřítek považována za lupiče. Odnášeli si předměty velkého kulturního a historického významu do osobních nebo muzejních sbírek. Některé předměty byly vráceny do zemí svého původu, ale škoda vznikla narušením nebo zničením archeologického záznamu. Jakmile je předmět odstraněn z oblasti, kde byl nalezen, vědci se již nemohou poučit z jeho kontextu, například ze souvisejících artefaktů nebo umístění artefaktu v geografickém prostoru a čase.
Archeologové a geologové sehráli klíčovou roli při rozpoznání, že „kameny a kosti“ jsou důkazem dřívějších aktivit homininů. Navíc skutečnost, že některé z kostí pocházely z vyhynulých zvířat, podpořila myšlenku, že lidé zde byli již dlouho. Archeologické metody vykopávek a analýz, jako je provenience (tj. trojrozměrné umístění v rámci lokality) a asociace artefaktů (tj. přenosných předmětů vyrobených nebo pozměněných člověkem), pomáhají archeologům a paleoantropologům rekonstruovat chování v minulosti. Stejně jako hraje tafonomie roli při určování toho, jak vznikly fosilní soubory, je užitečná i pro archeologické soubory.
Podle Merriam-Webster Online došlo k prvnímu známému použití termínu „paleoantropologie“ v roce 1916. První paleoantropologové však takto označováni nebyli a pocházeli z různých profesí, například anatomové a lékaři. Prvními objevenými fosiliemi homininů byli neandrtálci v 19. století. Paleoantropologové se však neshodli na tom, zda neandertálci byli předky člověka, nebo šlo o moderní lidi. Eugène Dubois byl prvním člověkem, který záměrně hledal fosilie hominina. Vydal se do Asie s jediným cílem – najít důkazy o tom, že se tam člověk vyvinul, jak panovalo přesvědčení v západní Evropě. V roce 1891 objevil na řece Solo v Trinilu na Jávě lebeční čepičku (tzv. kalotu) a stehenní kost. Další nálezy v Číně a na Jávě v první polovině 20. století podporovaly teorii asijského původu, dokud Raymond Dart a jeho současník Robert Broom nezačali v jihoafrických lomech a jeskyních objevovat mnohem starobylejší materiál. Další objevy Louise a Mary Leakeyových ve východní Africe upevnily pozici Afriky jako místa zrodu lidstva a závod v hledání původu a předků člověka se rozběhl.
REKONSTRUKCE PALEOENVIRONMENTU
K určení typu prostředí, které minulé druhy obývaly, lze použít řadu nástrojů. Jak již bylo zmíněno, paleontologové mohou využít floristické a faunistické analýzy a to, co vědí o dávných druzích nebo jejich současných příbuzných, aby určili typ prostředí, například přítomnost druhů žijících ve vodě, na pastvinách a/nebo v lese. Palynologové k témuž účelu zkoumají částice ve vodních a suchozemských vrstvách (tj. vrstvách nebo sedimentech), přičemž se zaměřují především na florální analýzy. Ke kategorizaci florálních a/nebo faunistických společenstev na dané lokalitě lze použít řadu izotopových nástrojů, jako je například frakcionace izotopů vodíku, kyslíku a uhlíku a poměr izotopů dusíku. Například pozůstatky bohaté na vápník, jako jsou vaječné skořápky, kosti a zuby, lze analyzovat izotopicky, aby bylo možné určit, jaké druhy vegetace tato zvířata konzumovala, a tedy i typ prostředí, ve kterém žila. Poměr stroncia a vápníku v kostech a zubech lze použít k určení množství živočišných a rostlinných látek v potravě. Na základě této techniky se vědci nyní domnívají, že parantropové, skupina homininů ve východní a jižní Africe z počátku až poloviny pleistocénu (viz kapitola 16), jedli určitou část živočišné potravy. Není však známo, zda konzumovali hmyz nebo větší kořist.
Další informace o výše uvedených metodách naleznete v publikaci Henke W, Tattersall I. 2006. Handbook of paleoanthropology. New York (NY): Springer.
DATOVACÍ TECHNIKY
Datovací techniky se dělí do dvou kategorií, relativní a absolutní. Relativní datovací techniky (1) řadí vrstvy vzhledem k sobě v čase (viz obrázek 1.6) nebo (2) využívají toho, co je známo o usazeninách v jedné oblasti, například o sopečném popelu nebo lávě, k relativnímu datování usazenin v jiné oblasti. Jeffersonovi je připisován zákon superpozice, který tvrdí, že čím hlouběji do země jdete, tím jsou vrstvy starší, pokud nebyly narušeny v důsledku lidské, zvířecí nebo geologické činnosti. Artefakty nebo fosilie nalezené v jedné vrstvě jsou tedy buď starší, nebo mladší než ty v hlubší, respektive mělčí vrstvě. Techniky absolutního datování využívají podobnosti (1) ve floristických a faunistických souborech nebo (2) v sedimentárním a/nebo chemickém složení usazenin s cílem porovnat ty neznámého stáří s těmi známého stáří a/nebo uspořádat vývoj prostředí, organismů a klimatické a geologické aktivity v rámci regionů nebo mezi nimi.
Absolutní nebo chronometrické datovací techniky poskytují přibližná data v letech BP (před současností) nebo BCE (před dobou obecnou). BCE a CE (Common Era) zachovávají systém datování BC/AD bez náboženského podtextu. Zkrácený způsob, jak označit určitý počet let před, zejména při posuzování fosilního záznamu, je kya nebo mya (před tisíci, resp. miliony let), čímž odpadají všechny ty nepřehledné nuly! Zatímco BP dává větší smysl, protože k datu nemusíte připočítávat více než 2 000 let, většina lidí je zvyklá na systém BC/AD, což vysvětluje běžné používání BCE. Nejznámějšími technikami absolutního datování jsou radiometrické metody datování, například metodou Carbon-14 (14C). Používají se k měření poločasu rozpadu nebo výměny radioaktivních prvků v organickém nebo fosilním materiálu nebo ve vrstvách, v nichž se nacházejí. Vzhledem k tomu, že tyto metody jsou časově omezené a/nebo kontextově specifické, je třeba zvolit nejvhodnější techniku (techniky) na základě řady parametrů. Následující techniky využívají pro účely datování radioaktivní rozpad:
Datování pomocí uhlíku-14 (≤60 kya) měří zbývající 14C v organických materiálech (tj. obsahujících uhlík). Protože rostliny využívají oxid uhličitý k fotosyntéze, obsahují všechny tři izotopy uhlíku (12C, 13C a 14C) v přibližném poměru, který je přítomen v atmosféře. Živočichové se živí rostlinami, a proto v každém konkrétním okamžiku budou mít všichni přibližně stejné množství 14C. Jakmile zemřou, uhlík se v nich již nehromadí. Hladinu stabilnějšího 12C pak lze porovnat se zbývajícím 14C v organických pozůstatcích a určit, kdy zemřeli. Poločas rozpadu 14C je ~5 700 let, to znamená, že polovina 14C se ve vzorku za tuto dobu ztratí.
Datování uranovou řadou (≤500 kya) zkoumá relativní hladiny dvou prvků, uranu-234 a thoria-230, které jsou výsledkem rozpadu prvního na druhý. Používá se k datování uhličitanu vápenatého v korálech a mušlích.
Datování draslíkem a argonem (K/Ar) a datování argonem a argonem (Ar/Ar) měří poměr jednoho izotopu k druhému prostřednictvím procesu radioaktivního rozpadu, draslík-40 → argon-40, resp. argon-40 → argon-39. V obou případech se jedná o datování draslíkem a argonem. Často se používají k datování vulkanických vrstev, ale lze je použít i u jiných složek půdy, např. jílu. Ačkoli lze uvést, že věkový rozsah obou metod je neomezený, datování K/Ar není užitečné pro „mladé“ materiály, protože poločas rozpadu draslíku je velmi dlouhý – 1,26 miliardy let.
Další metody, které se rovněž opírají o radioaktivitu, jsou:
Elektronová spinová rezonance (ESR) (do „několika“ mil. let) zkoumá strukturu elektronů, které se „vytočily“ ze svého původního místa v minerálních sloučeninách (např. v minerálech), sloučeniny vápníku) a zanechaly za sebou prázdná místa v důsledku vystavení záření z okolního prostředí. Zubní sklovina je nejužitečnější aplikací ESR v paleoantropologii, ale ESR lze použít také k datování částic křemene v sedimentech (Wagner 2006).
Datování štěpných stop (20 mya->10 kya) měří počet „stop“ (pitting) v minerálních sloučeninách, které jsou výsledkem energie uvolněné při samovolném štěpení uranu 238 v průběhu času. Tuto metodu lze použít k datování různých minerálů, jako jsou slídy, a také produktů vulkanické (např. obsidián) a meteorické činnosti (Davis 2009; Wagner 2006).
Termoluminiscence (300-1 kya) měří radioaktivní rozpadové částice v minerálních sloučeninách. Je užitečná pro sloučeniny, které byly vystaveny intenzivnímu teplu (např. sopečné erupci) v určitém známém časovém okamžiku, kdy byly „radioaktivní hodiny“ vynulovány a rozpad začal nanovo. Termoluminiscenci lze použít k datování artefaktů (např. keramiky) a prvků (např. ohnišť), stejně jako produktů sedimentace (např. usazenin)., speleotémy, což jsou minerální usazeniny, které se tvoří v jeskyních) a vulkanickou činností (např. tefra, což jsou úlomky ze sopečných erupcí) (Davis 2009).
Následující metody nespoléhají na radioaktivní aktivitu, ale spíše na organické procesy:
Dendrochronologie využívá letokruhy stromů ve fosilním nebo zuhelnatělém dřevě k datování artefaktů nebo fosilií nalezených ve spojení se dřevem. Každý rok stromy vytvářejí novou vrstvu obvodové tkáně. Když jsou klimatické podmínky příznivé, ukládá se více tkáně a vzniká silnější letokruh a naopak. Průřez stromem vypovídá o historii jeho růstu (viz obrázek 1.8). Aby však bylo možné dendrochronologii použít jako datovací metodu, je třeba pro danou oblast sestavit chronologii (časový záznam), v tomto případě mapu ročního tempa růstu zpětně v čase. Lze použít živé stromy i mrtvé dřevo, pokud se jejich letokruhy překrývají.
Racemizace aminokyselin (2 mya-2 kya ± 15 %) měří poměr dvou forem aminokyseliny, jedné produkované za života organismu a akumulace druhé formy po smrti. Pokud lze přibližně určit teplotu prostředí v době smrti, lze vzorek datovat a naopak (Davis 2009).
Paleomagnetismus (stovky tisíc – miliony let, Fagan 2000) měří minulé změny paleomagnetického pole Země, které jsou zachovány v některých běžných minerálech vyskytujících se v horninách a sedimentech. Protože vědci stanovili chronologii těchto změn, lze pak u těchto materiálů určit přibližná data, kdy vznikly. Pokud se paleomagnetismus používá k datování archeologických materiálů, označuje se jako archeomagnetické datování.
Hydratace obsidiánu (100-1 mil. let) se používá k datování vulkanického skla, tj. obsidiánu, zkoumáním míry hydratace, k níž došlo v důsledku působení živlů. Je užitečná při datování obsidiánových artefaktů i ledovcové a vulkanické činnosti (Davis 2009).
Datování povrchové expozice nebo expozice kosmogenními nuklidy měří dobu, po kterou byly horniny vystaveny působení prvků. Lze ji použít k datování ledovcových, lávových a skalních sesuvů a poškození způsobených mimozemskou činností (např. slunečními erupcemi nebo meteority) (Davis 2009; přispěvatelé Wikipedie 2015i).
.