Palæoantropologi, en underdisciplin inden for antropologi, er studiet af uddøde primater. Mens størstedelen af de forskere, der udfører denne form for arbejde, er antropologer, kan palæontologer (inden for disciplinen geologi) også studere fossile primater. Den primære metode, der anvendes af palæoantropologer, er analyse af fossile rester. De benytter sig dog i stigende grad af andre videnskabelige discipliner for at få en bedre forståelse af de miljømæssige kræfter, der har spillet en rolle i vores udvikling, samt af dannelsen af de fossile fund. Geologer identificerer f.eks. sedimentations- og fossiliseringsprocesser og daterer fossiler og deres tilhørende sedimenter ved hjælp af en række forskellige teknikker (se DATERINGSTEKNIKKER nedenfor). En række forskellige discipliner er involveret i at hjælpe med at rekonstruere gamle miljøer og biologiske samfund. Palæontologer identificerer gamle fossiler af planter og dyr. Palynologer analyserer partikler i hav- og søkerner samt pollen i terrestriske sedimenter (se figur 1.2) for at bestemme den fremherskende flora i et givet område på et bestemt tidspunkt. Taphonomer hjælper med at bestemme, hvordan fossilsammensætninger blev dannet.
I 1920’erne foreslog Raymond Dart, at tidlige homininer (tobenede primater, som os selv), der blev fundet i sydafrikanske huler, havde beboet disse huler. Desuden tolkede han stiksår fundet i nogle af kranierne som bevis for, at disse homininer lavede og brugte våben til jagt og aggression mellem mænd. Tafonomen C. K. Brain hævdede i nyere tid, at enten faldt homininerne gennem sprækker ind i underjordiske huler efter at være blevet gemt i træer af leoparder, eller også blev deres knogler slæbt ind af gnavere, såsom pindsvin, til gnavning. Vi er nu klar over, at selv om disse tidlige medlemmer af vores stamme sandsynligvis brugte simple redskaber, var de ikke storvildtjægere eller krigsfangere (se kapitel 15 for flere oplysninger).
DISKIPLENS HISTORIE
Mens palæoantropologien, som en formelt anerkendt videnskab, er forholdsvis ny, strækker spørgsmål og overbevisninger relateret til vores oprindelse sig tilbage til de tidligste medlemmer af vores art og muligvis endnu tidligere. Alle moderne mennesker, der lever i traditionelle (f.eks. jæger-samlerbander, stammer eller høvdinge) eller statslige samfund, har et sæt overbevisninger, der er forbundet med deres oprindelse. Alle ideer, der falder uden for videnskabens område, er imidlertid en del af en kulturs religion og betegnes som skabelsesmyter.
De mest indflydelsesrige områder, der har bidraget til palæoantropologiens videnskab, er geologi, biologi og arkæologi. Geologer (selv dem, der ikke blev anerkendt som sådan, f.eks, Charles Darwin) er primært ansvarlige for erkendelserne af, at (1) jorden er gammel, og at den er dannet via naturlige processer; (2) jorden oprindeligt var dækket af vand, og livet begyndte i dette “urhav”; (3) livet på jorden opstod med simple former, hvor nogle efterkommere blev mere komplekse med tiden, som det kan ses i fossilregistret; (4) arter ændrer sig eller uddør som reaktion på miljøændringer; (5) nye arter er resultatet af, at en del af en population tilpasser sig nye eller ændrede miljøforhold; (6) de samme kræfter, som f.eks. vulkanudbrud, der virker i dag, er dem, der har formet jorden og forårsaget ændringer i de fossile optegnelser via udryddelser og artsdannelser; og (7) lag og aflejringer udvikler eller eroderer sig hele tiden, så organismer begraves og fossiler kommer frem i lyset, henholdsvis. Ideen om, at det er de samme kræfter, der virker i dag, som dem, der har formet jorden og forårsaget ændringer i de fossile optegnelser, kaldes uniformitarianisme. Charles Lyell opfandt udtrykket og er kendt som faderen til den moderne geologi. Han havde stor indflydelse på Darwin og bidrog således til Darwins syntetiske syn på udviklingen af livet på jorden. Geologer bruger forskellige metoder til at datere fossiler eller fossilholdige sedimenter og har udviklet en kronologi (dvs. en tidslinje) for jorden som helhed samt for aflejringslag i områder, hvor der er fundet fossiler.
Biologer og genetikere har forfinet teorien om evolution ved hjælp af naturlig udvælgelse ved at bestemme, hvordan egenskaber nedarves. Forskere fra en række forskellige discipliner har klassificeret de kendte arter i verden på baggrund af evolutionære relationer (se også kapitel 2).
Arkæologi har spillet og spiller fortsat en stærk rolle i palæoantropologien via studiet af de arkæologiske optegnelser, dvs. optegnelserne over tidligere menneskers aktiviteter via kulturelle levn og antropogene (menneskeskabte) ændringer af miljøet. Thomas Jefferson er blevet omtalt som den første arkæolog, idet hans metoder var mere videnskabelige end hans antikvariatskollegers. Oldtidsforskere havde en tendens til at gå efter “varerne” uden at tage hensyn til en omhyggelig fortolkning af de arkæologiske fund. De fleste ville blive betragtet som plyndrere efter nutidens standarder. De tog genstande af stor kulturel og historisk betydning til deres personlige samlinger eller museumssamlinger. Nogle genstande er blevet returneret til deres oprindelseslande, men skaden er sket, når den arkæologiske dokumentation er blevet forstyrret eller ødelagt. Når en genstand er blevet fjernet fra det område, hvor den blev fundet, kan forskerne ikke længere lære noget af dens kontekst, f.eks. af tilknyttede artefakter eller artefaktets placering i geografisk rum og tid.
Arkæologer og geologer spillede en afgørende rolle i erkendelsen af, at “sten og knogler” var beviser for tidligere homininaktiviteter. Desuden understøttede det faktum, at nogle af knoglerne var fra uddøde dyr, ideen om, at mennesker havde eksisteret i lang tid. Arkæologiske udgravningsmetoder og analyser, såsom proveniens (dvs. den tredimensionelle placering på et sted) og tilknytning af artefakter (dvs. bærbare menneskeskabte eller ændrede genstande), hjælper arkæologer og palæoantropologer med at rekonstruere tidligere tiders adfærd. Ligesom taphonomi spiller en rolle i bestemmelsen af, hvordan fossile samlinger er opstået, er den også nyttig for arkæologiske samlinger.
I henhold til Merriam-Webster Online fandt den første kendte brug af begrebet “paleoantropologi” sted i 1916. De tidligste palæoantropologer blev dog ikke betegnet som sådan og kom fra en række forskellige erhverv som f.eks. anatomikere og læger. De første homininfossiler, der blev fundet, var neandertalerne i 1800-tallet. Palæoantropologerne var dog uenige om, hvorvidt neandertalerne var forfædre til mennesket eller var moderne mennesker. Eugène Dubois var den første person, der bevidst søgte efter en fossil hominin. Han tog til Asien med det ene formål at finde beviser for, at mennesket udviklede sig der, hvilket var den herskende tro i Vesteuropa. I 1891 fandt han en kraniehætte (kendt som en calotte) og et lårben ved Solo-floden i Trinil på Java. Flere fund i Kina og Java i første halvdel af det 20. århundrede støttede teorien om asiatisk oprindelse, indtil Raymond Dart og hans samtidige, Robert Broom, begyndte at finde meget mere gammelt materiale i sydafrikanske stenbrud og grotter. Yderligere opdagelser af Louis og Mary Leakey i Østafrika cementerede Afrika som menneskehedens fødested, og kapløbet om at finde menneskets oprindelse og forfædre var i gang.
REKONSTRUKTURERING AF PALEOENVIRONMENTER
Der kan bruges en række værktøjer til at bestemme, hvilken type miljø tidligere arter har levet i. Som nævnt kan palæontologer bruge blomster- og faunaanalyser og det, de ved om gamle arter eller deres nulevende slægtninge, til at bestemme miljøtypen, f.eks. tilstedeværelsen af vand-, græsmarks- og/eller skovboende arter. Palynologer undersøger partikler i akvatiske og terrestriske lag (dvs. lag eller sedimenter) for at gøre det samme, idet de primært fokuserer på floralanalyser. Der kan anvendes en række isotopværktøjer til at kategorisere blomster- og/eller faunasamfund på et givet sted, f.eks. brint-, ilt- og kulstofisotopfraktionering og kvælstofisotopforhold. F.eks. kan kalkrige rester som æggeskaller, knogler og tænder analyseres isotopisk for at bestemme, hvilke typer vegetation disse dyr har spist og dermed hvilken type miljø de har levet i. Forholdet mellem strontium og calcium i knogler og tænder kan bruges til at bestemme mængden af animalsk materiale i forhold til vegetabilsk materiale i kosten. Baseret på denne teknik mener forskerne nu, at paranthropinerne, en gruppe af homininer i Øst- og Sydafrika fra det tidlige til midterste pleistocæn (se kapitel 16), spiste en del animalsk materiale. Det vides dog ikke, om de spiste insekter eller større byttedyr.
For yderligere oplysninger om de ovennævnte metoder henvises til Henke W, Tattersall I. 2006. Handbook of paleoanthropology. New York (NY): Springer.
Dateringsteknikker
Datingsteknikker kan inddeles i to kategorier, relative og absolutte. Relative dateringsteknikker (1) rangordner lag relativt til hinanden gennem tiden (se figur 1.6) eller (2) bruger det, man ved om aflejringer i et område, f.eks. vulkansk aske eller lava, til at datere aflejringer i et andet område relativt. Jefferson er krediteret for loven om superposition, som går ud fra, at lagene bliver ældre, efterhånden som man kommer dybere ned i jorden, så længe lagene ikke er blevet forstyrret på grund af menneskelig, dyrisk eller geologisk aktivitet. Artefakter eller fossiler, der findes i et lag, er således enten ældre eller yngre end dem, der findes i et henholdsvis dybere eller mindre dybt lag. Absolutte dateringsteknikker bruger ligheder i (1) blomster- og faunasamlinger eller (2) sedimentære og/eller kemiske sammensætning af aflejringer for at matche dem af ukendt alder med dem af kendt alder og/eller ordne udviklingen af miljøer, organismer og klimatisk og geologisk aktivitet inden for eller mellem regioner.
Absolute eller kronometriske dateringsteknikker giver omtrentlige datoer i år BP (før nutiden) eller BCE (før den fælles tidsalder). BCE og CE (Common Era) bevarer BC/AD-dateringssystemet uden den religiøse konnotation. En forkortelse for et bestemt antal år siden er kya eller mya (henholdsvis tusinder eller millioner af år siden), især når man ser på fossiler, og man slipper dermed for alle de ubehjælpsomme nuller! Selv om BP giver mere mening, fordi man ikke behøver at lægge 2.000+ år til datoen, er de fleste mennesker vant til BC/AD-systemet, hvilket forklarer den almindelige brug af BCE. De bedst kendte absolutte dateringsteknikker er radiometriske dateringsmetoder, f.eks. kulstof-14 (14C). De bruges til at måle halveringstiden eller udskiftningen af radioaktive grundstoffer i organisk eller fossilt materiale eller de lag, hvori de findes. Da disse metoder er tidsbegrænsede og/eller kontekstspecifikke, skal den eller de mest hensigtsmæssige teknikker vælges på grundlag af en række forskellige parametre. Følgende teknikker anvender radioaktivt henfald til dateringsformål:
Kulstof-14-datering (≤60 kya) måler det resterende 14C i organiske materialer (dvs. kulstofholdige). Da planter bruger kuldioxid til fotosyntese, indeholder de alle tre isotoper af kulstof (12C, 13C og 14C) i de omtrentlige forhold, der findes i atmosfæren. Dyrene spiser planter, og derfor vil de på et givet tidspunkt alle have omtrent den samme mængde 14C. Når de dør, ophober de ikke længere kulstof. Niveauet af det mere stabile 12C kan derefter sammenlignes med det resterende 14C i organiske rester for at fastslå, hvornår de er døde. Halveringstiden for 14C er ~5.700 år, dvs. halvdelen af 14C vil være gået tabt i en prøve på den tid.
Uran-serie-datering (≤500 kya) undersøger de relative niveauer af to grundstoffer, Uran-234 og Thorium-230, som er resultatet af førstnævntes henfald til sidstnævnte. Den bruges til at datere calciumcarbonat i koraller og skaller.
Kalium-Argon (K/Ar)- og Argon-Argon (Ar/Ar)-datering måler begge forholdet mellem en isotop og en anden via den radioaktive henfaldsproces, henholdsvis Kalium-40 → Argon-40 og Argon-40 → Argon-39. De bruges ofte til at datere vulkanske lag, men kan også bruges på andre jordkomponenter, f.eks. ler. Mens aldersintervallet for begge metoder kan angives at være ubegrænset, er K/Ar-dateringer ikke nyttige for “unge” materialer, fordi halveringstiden for kalium er så lang – 1,26 milliarder år.
Andre metoder, der også er afhængige af radioaktivitet, er:
Elektronspinresonans (ESR) (op til “nogle få” mya) undersøger mønstret af elektroner, der er “spundet” ud af deres oprindelige placering i mineralforbindelser (f.eks, calciumforbindelser), og efterlader tomme rum tilbage, på grund af eksponering for miljøstråling. Tandemalje er den mest nyttige anvendelse af ESR i palæoantropologi, men ESR kan også bruges til at datere kvartspartikler i sedimenter (Wagner 2006).
Fissionsspor-datering (20 mya->10 kya) måler antallet af “spor” (pitting) i mineralforbindelser, der skyldes den energi, der frigives, når Uranium-238 spaltes spontant over tid. Denne metode kan bruges til at datere en række forskellige mineraler, såsom glimmer, samt produkter fra vulkanske (f.eks. obsidian) og meteoriske aktiviteter (Davis 2009; Wagner 2006).
Thermoluminescens (300-1 kya) måler radioaktive henfaldspartikler i mineralforbindelser. Det er nyttigt for forbindelser, der blev udsat for intens varme (f.eks. vulkanudbrud) på et kendt tidspunkt, hvor det “radioaktive ur” blev sat tilbage til nul, og henfaldet begyndte på ny. Termoluminescens kan bruges til at datere artefakter (f.eks. keramik) og elementer (f.eks. ildsteder) samt produkter af sedimentation (f.eks., speleothems, som er mineralaflejringer, der dannes i huler) og vulkanske aktiviteter (f.eks. tephra, som er fragmenter fra vulkanudbrud) (Davis 2009).
De følgende metoder er ikke afhængige af radioaktiv aktivitet, men snarere af organiske processer:
Dendrokronologi bruger årringe i fossilt eller forkullet træ til at datere artefakter eller fossiler, der er fundet i forbindelse med træet. Hvert år producerer træer et nyt lag periferisk væv. Når klimaforholdene er gunstige, aflejres der mere væv, og der opstår en tykkere ring, og omvendt. Et tværsnit af træet fortæller historien om dets vækst (se figur 1.8). For at kunne bruge dendrokronologi som dateringsmetode skal der imidlertid udarbejdes en kronologi (tidsregistrering) for et givet område, i dette tilfælde et kort over den årlige vækstrate tilbage gennem tiden. Levende træer og dødt træ kan bruges, så længe der er overlapning i ringmønstrene mellem dem.
Aminosyreracemisering (2 mya-2 kya ± 15 %) måler forholdet mellem to former af en aminosyre, en der produceres mens en organisme er i live, og ophobningen af en anden form efter døden. Hvis den omgivende temperatur på dødstidspunktet kan tilnærmes, kan eksemplaret dateres og omvendt (Davis 2009).
Palæomagnetisme (hundredtusinder-millioner år, Fagan 2000) måler tidligere ændringer i jordens palæomagnetiske felter, som er bevaret i nogle almindelige mineraler, der findes i sten og sedimenter. Da forskerne har opstillet en kronologi for disse ændringer, kan materialerne derefter gives omtrentlige datoer for, hvornår de blev dannet. Når palæomagnetisme bruges til at datere arkæologiske materialer, kaldes det for arkæomagnetisk datering.
Obsidianhydrering (100-1 mya) bruges til at datere vulkansk glas, dvs. obsidian, ved at undersøge mængden af hydrering, der er sket som følge af udsættelse for elementerne. Den er nyttig til datering af obsidianartefakter samt glaciale og vulkanske aktiviteter (Davis 2009).
Overflade- eller kosmogene nuklideksponeringsdateringer måler den tid, som bjergarter har været udsat for elementerne. Den kan bruges til at datere gletsjer-, lava- og klippeskredsbevægelser og skader fra extraterrestriske aktiviteter (f.eks. soludbrud eller meteoritter) (Davis 2009; Wikipedia-bidragydere 2015i).