4.7: מקור וסיווג הפרימטים

מטרות למידה

בסוף פרק זה תוכל:

• הסבר את מושג הזמן העמוק.
• הגדירו מאובנים והסבירו כמה שיטות תיארוך המשמשות על מאובנים.
• זהה כמה ממאפייני המפתח של מאובני פרימטים מוקדמים, כולל פרקי הזמן שלהם.

הבנת מושגי זמן

גיאולוגים מחלקים את ההיסטוריה העמוקה לתקופות זמן המכונות תקופות. תקופות מבוססות בדרך כלל על צורות החיים המאובנים שנצפו. העתיק מבין התקופות הגיאולוגיות הוא האאוארכאי, שהחל לפני כארבעה מיליארד שנה. רוב העדויות המאובנות שיש לנו לאבולוציה של הפרימטים מגיעות מהתקופה הקנוזואית - העידן הגיאולוגי הנוכחי, המתוארך מלפני 65 מיליון שנה (MYA) ועד היום. התקופה הקנוזואית מחולקת לסדרה של תקופות. כל תקופה קשורה לצורות ספציפיות של פרימטים שהתפתחו במהלך פרק זמן זה.

מאובנים ושיטות תיארוך

אנתרופולוגים ביולוגיים חוקרים בעיקר, אם כי לא באופן בלעדי, חפצים מאובנים. מאובן הוא כל שארית של צמח או בעל חיים שנשמר בכדור הארץ. עם מותו של אורגניזם, גופו מתפרק לאט עד שכל שנותר הוא השיניים והעצמות או רושם גרידא מצורתו המקורית של האורגניזם. ברוב התנאים, גם השיניים והעצמות וההתרשמות מתדרדרים בסופו של דבר. עם זאת, לפעמים התנאים נוחים לשימור. דוגמאות לחומרים נוחים להיווצרות מאובנים כוללים אפר וולקני, אבן גיר ומי תהום מינרליים. למדענים אין מאובנים של כל מה שחי בעבר, ובמקרים מסוימים נמצאו שרידים של רק כמה פרטים ממין. תיעוד המאובנים מאוד לא שלם. רוברט מרטין, אוצר במוזיאון השדה להיסטוריה של הטבע בשיקגו, מעריך כי היו יותר מ -6,000 מיני פרימטים, בעוד שנמצאו שרידים של 3 אחוזים בלבד. מאובנים הם נדירים מאוד, אך הם אינפורמטיביים ביותר לגבי האבולוציה הביולוגית האנושית.

יצירת תחושה של מאובנים

חלק חשוב בהבנת המאובנים הוא לקבוע בני כמה הם עשויים להיות ולשים אותם בסדר כרונולוגי. על מנת להשתמש במאובן פרימטים כדי לשחזר את ההיסטוריה האבולוציונית של הפרימטים, אנתרופולוגים חייבים קודם כל להיות מסוגלים להעריך בערך בן כמה המאובן הספציפי הזה. במשך זמן מה, שיטות תיארוך יחסיות היו השיטות היחידות הזמינות לתיארוך מאובנים. תיארוך יחסי מחשב את הגיל המשוער של מאובן בהשוואה לדגימות מאובנים אחרות. במחצית המאה האחרונה חלה התקדמות חשובה בתארוך מוחלט, כולל טכניקות שאיפשרו את תיארוך השלבים המוקדמים ביותר של התפתחות הפרימטים. תיארוך מוחלט מחשב את הגיל הביולוגי בפועל של מאובן בשנים בטווח של שנים.

טכניקות היכרויות יחסית

סטרטיגרפיה היא השיטה הידועה והנפוצה ביותר של היכרויות יחסית. סטרטיגרפיה מבוססת על התצפית כי אדמה מופקדת בשכבות עוקבות, או בשכבות. שכבות האדמה העתיקות ביותר (וכל חפץ או מאובנים בתוכם) יופיעו מתחת לשכבות אדמה עדכניות יותר (וכל חפץ או מאובנים בתוכם). בנוסף לשימוש במיקום שכבות האדמה לתארך מאובנים שהופקדו בשכבות אלו, אנתרופולוגים ביולוגיים עושים לעתים שימוש בפריטים אחרים הנמצאים בעקביות בשכבה מסוימת של האדמה. פריטים אלה מכונים חפצי אינדיקטור מכיוון שהם עוזרים להצביע על הגיל היחסי של מאובנים וחפצים אחרים. חפצי האינדיקטור הטובים ביותר הם אלה שיש להם תפוצה גיאוגרפית רחבה, הם נוכחות לתקופה קצרה של זמן גיאולוגי ו/או הם ממין שעבר שינוי אבולוציוני מהיר. חפצי אינדיקטור שונים שימשו כדי לברר גיל יחסי באזורים שונים בעולם. באפריקה, פילים, חזירים וסוסים שימשו לקביעת תאריכים יחסיים של שכבות גיאולוגיות שונות. הסטרטיגרפיה בערוץ אולדובאי במזרח אפריקה, למשל, הוקמה על בסיס חזירים מאובנים. מיני החזירים השונים בשכבות עוקבות שונים ומובחנים, ומאפשרים לפלאואנתרופולוגים להבחין בשכבות על סמך מיני החזירים המצויים בתוכם. לאחר הקמת הסטרטיגרפיה של אזור, ניתן לקבוע את הגילאים היחסיים של שני מאובנים שונים באתרים שונים על ידי חפצי האינדיקטור הקשורים.

אם האתר הופרע, סטרטיגרפיה לא תהיה דרך מספקת לקבוע גיל יחסי. במצב כזה, ייתכן שניתן יהיה להשתמש בשיטות תיארוך מוחלטות כדי להעריך את גיל המאובנים שנמצאו יחד באתר מופרע.

טכניקות היכרויות מוחלטות

שיטות תיארוך מוחלטות רבות מבוססות על קצב הריקבון של איזוטופ רדיואקטיבי. איזוטופ רדיואקטיבי הוא יסוד כימי המפזר עודף אנרגיה על ידי פליטת קרינה ספונטנית. פליטות אלה מתרחשות בשיעורים ידועים ויציבים. לאחר קביעת קצב הריקבון של איזוטופ רדיואקטיבי, ניתן להעריך את גיל הדגימה המכילה את האיזוטופ בטווח של שגיאה אפשרית.

ג -14

השיטה הידועה ביותר לקביעת הגיל המוחלט של מאובנים היא תיארוך פחמן-14 או ¹⁴ C (מבוטא "C-14"). כל הצמחים ובעלי החיים מכילים את האיזוטופ פחמן-14 (¹⁴ C). צמחים סופגים ¹⁴ C מהאוויר, ובעלי חיים בולעים צמחים המכילים את האיזוטופ. מכיוון שצמחים סופגים רק ¹⁴ C כשהם חיים ובעלי חיים צורכים צמחים רק כשהם חיים, מדענים יכולים לקבוע כמה זמן חיה או צמח מתו על סמך כמות ¹⁴ C שנותרה בתאים שלהם. לפחמן-14 יש זמן מחצית חיים ידוע של 5,730 שנים. המשמעות היא שכמחצית ^מ-14 C המקוריים באורגניזם יבוטלו תוך 5,730 שנים לאחר מותו. לדוגמה, אם לאורגניזם היה ערך מקורי של ¹⁴ C של 100, אז לאחר 5,730 שנים, רק 50 יחידות של ¹⁴ C היו נוכחות.

תרמולומינסנציה

טכניקת היכרויות מוחלטת נוספת המשמשת לעתים קרובות על ידי פליאואנתרופולוגים היא תיארוך תרמולומינציה. תיארוך תרמו-לומינציה מחייב לתארך את המאובנים או שהמשקעים שהמאובנים נמצאים בתוכם נחשפו לאירוע בטמפרטורה גבוהה, כמו פיצוץ וולקני. במהלך אירוע כזה בטמפרטורה גבוהה, כל האלמנטים הרדיואקטיביים בתוך החומר משתחררים. כתוצאה מכך, ניתן להשתמש בכמות האלמנטים הרדיואקטיביים שהצטברו בחפץ מאז זמן האירוע בטמפרטורה גבוהה לחישוב גיל החפץ.

פרימטים של תקופת הפליאוקן

תקופת הפליאוקן החלה בערך 65 MYA והסתיימה בכ -54 MYA. זוהי התקופה המובנת ביותר של התקופה הקנוזואית, מכיוון שהיא פרק הזמן עם המאובנים המועטים ביותר לייצג אותה. עם זאת, תקופה זו נחשבת חשובה להתפתחות הפרימטים מכיוון שהיא מציעה את התיעוד החד משמעי הראשון של הפרימטים הקדומים ביותר. עדויות לפרימטים הפרימיטיביים ביותר שזוהו עד כה נמצאו במדינת מונטנה האמריקאית, בפיקדון גיאולוגי שתוארך לחלק המוקדם ביותר של הפליאוקן. יצור זה ידוע בשם פורגטוריוס. פורגטוריוס דומה לפרימטים שנכחדו וחיים - ונבדל מיונקים אחרים - בנוכחות טוחנת תחתונה אחרונה מוארכת וחותך מרכזי עליון מוגדל (וכתוצאה מכך מה שאפשר לחשוב עליו כ"שיני באני באגס "). שני מאפיינים אלה, המשותפים לכל הפרימטים החיים כיום, מצביעים על כך שפורגטוריוס עשוי להיות האב הקדמון המשותף לפרימטים מאוחרים יותר.

איור 4.28 Purgatorius unio עשוי להיות האב הקדמון המשותף של כל הפרימטים המאוחרים יותר. שרידים של Purgatorius unio נמצאו בפיקדונות המתוארכים לגיל 63 מיליון שנה. (ייחוס: אוניברסיטת רייס, OpenStax, תחת רישיון CC BY 4.0)

פרימטים של תקופת האאוקן

תקופת האאוקן, שהחלה בערך 54 MYA והסתיימה בכ -34 MYA, מסומנת על ידי היעלמותו של פורגטוריוס והופעתם הראשונה של פרימטים הדומים יותר לפרימטים של ימינו, במיוחד בעובדה שיש להם סורגים פוסט-אורביטליים המורכבים כולה מעצם. בר פוסטורביטלי הוא טבעת גרמית המקיפה את כל מסלול העין. זה מנוגד ליונקים אחרים שהסורגים הפוסטורביטליים שלהם הם חלק עצם וחלק סחוס. בחלק מדגימות המאובנים יש גם מסרק שיניים ו/או טופר טיפוח, מאפיינים שנמצאים אך ורק בפרימטים סטרפסיריין כיום. מאפיינים אנטומיים אחרים המשמעותיים יהיו עצמות הקרסול שלדעת החוקרים מילאו תפקיד מפתח בהצלחתם האבולוציונית של הפרימטים. האבולוציה של הפרימטים בתקופת האאוקן הייתה אדירה. ההשערה הייתה כי היו פי ארבעה פרימטים סטרפסיריין במהלך האאוקן מאשר ישנם פרימטים חיים כיום. פרימטים מאובנים במרבצי האאוקן נפוצים בצפון אמריקה ובאירופה ומתפרסמים באסיה ובאפריקה. עם זאת, אין כיום פרימטים מאובנים ידועים מהאוקן בדרום אמריקה או באנטארקטיקה.

פרימטים של תקופת האוליגוקן

תקופת האוליגוקן, שהחלה בערך 34 MYA והסתיימה בערך 22 MYA, מסמנת את הופעתם של הקופים המאובנים הראשונים. מאובני ההפלוריין החד-משמעיים המוקדמים ביותר נמצאו בפיום, אתר ארכיאולוגי במרחק של כ -60 קילומטרים מקהיר שבמצרים, המייצג כיום חלק מהסהרה. הפרימטים של פיום מחולקים לשתי קבוצות עיקריות: Parapithecoidea ו- Propliopithecoidea. בהתבסס על שיניהם, סבורים כי פרימטים אלה הם קופי העולם החדש והעולם הישן המוקדמים ביותר, בהתאמה. שיניים מתוארות בדרך כלל על פי נוסחת שיניים המציינת את מספר כל סוג השיניים בכל רבע הלסת. לאורגניזם בעל פורמולת שיניים 2.1.2.3 יש שני חותכות, כלב אחד, שני קדם-טוחנות ושלוש טוחנות בכל רבע של לסתותיהם העליונות והתחתונות. בהתבסס על נוכחותו של קדם-קוטבי שלישי, תכונה שנמצאת בכל קופי העולם החדש, סביר להניח שפרופליופיתקוס מייצג את קופי העולם החדש המוקדמים ביותר, למרות שהם התפתחו לראשונה באפריקה. כמו כן, סביר להניח שהפרופלופיתקואידים מייצגים את הפרימט הקטריני המוקדם ביותר, מכיוון שהם הקופים המאובנים הראשונים שיש להם פורמולה דנטלית של 2.1.2.3 שנמצאת בפרימטים של קטרין.

קופי מיוקן

תקופת המיוקן מכילה עדויות מאובנות לכמה מהקופים הקדומים ביותר כגון פרוקונסול אפריקנוס אפריקנוס אפריקנוס שחי באפריקה בין 23 ל -14 מיאה. הקוף המיוקן המוקדם ביותר, שנמצא באפריקה, הוא פרוקונסול. בניגוד לקופים של ימינו, לפרוקונסול חסרו ספרות ארוכות ומעוקלות, מה שמרמז שהם הצליחו לתלות מענפים אך לעתים קרובות יותר נעו על כל ארבעת איבריהם. גם לפרוקונסול היה חסר זנב, וזו הסיבה שהם נחשבים לקופים ולא לקופים. כמו כל הקופים והקופים מהעולם הישן, כולל בני אדם, שיניהם מראות דפוס של 2.1.2.3. עוד קוף ידוע מן המיוקן הוא Sivapithecus. מאובני Sivapithecus נפוצים מאוד ברחבי אסיה, כאשר מספר גדול במיוחד נמצא בטורקיה. בדומה לבני אדם של ימינו, הם מציגים אמייל דנטלי עבה מאוד, מה שמרמז כי קופים אלה אכלו באופן קבוע מזון קשה מאוד. ההיבט המסקרן ביותר במורפולוגיה של Sivapithecus הוא שהגולגולות מראות דמיון אדיר לאורנגאוטן החי בתכונות כמו פתחי האף הגבוהים וארובות העיניים הגבוהות שלו.

איור 4.29 Sivapithecus הוא אחד מיני הקופים המוקדמים ביותר הידועים. שרידי מאובנים מציגים את פתחי האף הגבוהים וארובות העיניים הגבוהות הנראות כיום באורנגאוטנים. (קרדיט: "Sivapithecus indicus (קוף מאובנים) (תצורת Dhok Pathan, מיוקן עליון; מישור פוטוואר, פקיסטן)" מאת ג'יימס סנט ג'ון/פליקר, CC BY 2.0)

אמנם ידוע כי אורנגאוטנים כנראה התפתחו מקוף מסוג Sivapithecus, אך אין מועמדים ברורים לאבותיהם של קופי אדם אפריקאים מודרניים. נמצאו רק שני מאובנים השייכים באופן ברור וחד משמעי לאבותיהם של קופי האדם האפריקאים המודרניים. סמבורופיתקוס הוא קוף מיוקן מאוחר גדול שנמצא בצפון קניה. ידוע שהוא דומה לקופים אפריקאים מודרניים. זה שונה ממאובני מיוקן אחרים בכך שיש לו שיניים טוחנות המוארכות בכיוון מקדמת הפה לכיוון הגב, במקום מלחיים ללשון. מאובן נוסף מהמיוקן המאוחר (9-10 MYA) המזוהה לפעמים כאב קדמון של קופים אפריקאים מודרניים הוא Ouranopithecus, שנמצא ביוון, בעל מורפולוגיה של הפנים המקשרת אותו לקופים אפריקאים ולבני אדם כאחד.