Kabiliyetli Başparmaklarımız İki Milyon Yıl Önce Evrimleşmiş

Kavrama becerisinin gelişmesi ve başparmağın, diğer dört parmağın karşısına uzanacak şekilde evrimleşmesi; atalarımızın aletler yapıp kullanmalarını, daha çok et yemelerini ve daha büyük beyinlere sahip olmalarını tetikledi. Şimdi bilim insanları, fosiller ve biyomedikal modeller yardımıyla, bu tür başparmakların bizim dahil olduğumuz Homo cinsinde mi yoksa daha önceki bazı türlerde mi ortaya çıktığı konusunu aydınlatmaya çalışıyor.

Modern hayatın büyük bir kısmı; ellerimizdeki parmakların tam karşısına denk düşen, çekiç tutmaktan ev inşa etmeye ve hatta akıllı telefondan yiyecek sipariş etmeye kadar birçok işe yarayan başparmaklarımız etrafında şekilleniyor. Fakat bizim başparmaklarımızın karmaşık işlevlerinin yanında atalarımızın başparmaklarının fonksiyonu çok daha basit kalıyordu. Güçlü ve çevik başparmakları, daha çok, besin olarak gördükleri büyük hayvanları avlamak amacıyla aletleri, taşları ve kemikleri işleyip kullanmalarına yarıyordu.

Yeni çalışma; Güney Afrika’da yaşamış homininlerin yaklaşık iki milyon yıl önce tıpkı bizim gibi bükülgen ve kabiliyetli parmaklara sahip olduğunu kanıtlamak amacıyla fosil parmaklar ve başparmaklara dair eski kanıtları, bilgisayarda yapılan ileri teknoloji kas modelleme yöntemiyle bir araya getiriyor. Tübingen Üniversitesi Senckenberg İnsan Evrimi ve Paleoevrimi Merkezi’nden paleoantropolog Katerina Harvati, “Günümüz insanlarınınkine benzeyen bu derece gelişmiş başparmak kabiliyetinin, iki milyon yıl önce yaşamış homininlerde gözlemlenebiliyor olması gerçekten inanılmaz!” diyor.

(Alet Kullanabilme Özelliği İnsandan Önce Ortaya Çıkmış)

Bahsi geçen zaman dilimi; 1.9 milyon yıl önce büyük beyinli Homo erectus’un yükseldiği, yine aynı türün 1.8 milyon yıl önce Afrika dışına yayıldığı ve yaklaşık 1.76 milyon yıl önce ilkel taş aletlerin yerini gelişmiş el baltalarının aldığı dönemi işaret etmesi bakımından oldukça dikkate değer. “Başparmak kabiliyetinin evrimsel anlamda kritik bir avantaj oluşturduğuna inanıyoruz; bu kabiliyet sayesinde soy çizgimizdeki karmaşık kültürün daha sonraki dönemlerde gerçekleşecek aşamalı gelişimine olanak sağlandığını düşünüyoruz.” diyor Current Biology adlı dergide yayımlanan yeni çalışmanın ortak yazarı Harvati.

Daha kısa başparmaklar ve daha uzun parmaklar, tırmanmak için fazlasıyla kullanışlı. Fakat atalarımız ağaçlar üzerindeki yaşamı terk edip gittikçe daha fazla nesne yapmaya ve kullanmaya başlayınca daha kısa parmaklar ile daha uzun ve kıvrılabilir başparmaklar, bir şeyleri kavramak konusunda gittikçe daha iyi hale gelen bir el ortaya çıkarmış olmalı. Zamanla doğal seçilim, bu anatomik değişiklikleri daha da özelleştirdi. Bu sayede insanlar, ellerini daha farklı şekillerde kullanabilmeye başladılar; artık yüksek enerji sağlayan ilikleri çıkarabilmek için hayvan kemiklerini paramparça edebiliyorlardı.

Kent Üniversitesi ve Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde primat elleri üzerine uzmanlaşan paleoantropolog Tracy Kivell, farklı ellere sahip birçok primatın hassas ve güçlü kavrayışa sahip olduğunu belirtiyor. Fakat insanlar, başparmaklarının ucunu diğer parmakların ucuyla birleştirmeyi gerektiren hassas tutuşta olağanüstü bir başarı yakalamış durumda ki böyle bir tutuş için de başparmağın güçlü olması gerekiyor. “Deneysel çalışmalar, insanların taş aletler yaparken ve kullanırken güçlü hassas tutuşu kullandıklarını gösterdi; dolayısıyla insanlardaki bu becerinin, alet kullanımına bir yanıt olarak evrimleştiği düşünülüyor.” diyor Kivell.

Antropologlar; bu becerinin nerede ve ne zaman geliştiğini anlamak için, milyonlarca yıl boyunca insan soyağacının farklı dallarında yer alan türlerin geride bıraktığı el, parmak ve başparmak parçalarını karşılaştırmak amacıyla oldukça fazla zaman harcadı. Başparmak ve parmak şekilleri ile bunların bizim parmaklarımızla olan benzerliğine dair yapılan basit karşılaştırmalar tabii ki faydalı fakat bunlar, elde etmemiz gereken tüm bilgileri bize sunmakta yetersiz kalabiliyor; çünkü bazen doğadaki farklı şekiller ve formlar, benzer şekillerde faaliyet gösterebiliyor.

Bu yüzden Harvati ve meslektaşları; farklı kemikleri, dijital ortamda oluşturdukları etler ile birleştirdi. Ekip; yaklaşık dört milyon yıl yaşındaki Australopithecus afarensis ile erken Homo sapiens’i, Homo naledi’yi ve hatta modern şempanzeler ile insanları da kapsayan birçok türün fosilleşmiş elleri ile başparmaklarını karşılaştırdı. Bu numuneler arasında, Güney Afrika’daki Swartkrans Mağarası’nda bulunan ve erken bir Homo ya da Australopithecus robustus’a ait olduğu düşünülen iki milyon yıllık el kemikleri de vardı. Daha sonra ekip; başparmakların işlevine dair bir fikir sağlamak amacıyla, kasların farklı başparmakları nasıl hareket ettirmiş olabileceğini anlamak adına biyomekanik bir model kullandı.

Öncelikle ekip, modellerin doğruluğunu, bu modelleri kas parametreleri bilinen insanlar ve şempanzeler üzerinde kullanarak test etti. Modelin hesaplamaları, bu türler üzerinde yapılan deneysel çalışmaların sonuçlarıyla oldukça yakın çıktı; bu durum yazarlara, yaklaşımlarının fosilleşmiş ellerdeki kavrama becerisinin rekonstrüksiyonunu hatasız bir biçimde yapabileceğine dair güven verdi.

Kivell, kas-iskelet sistemi modelleme çalışmasının çok sık kullanılmadığını çünkü kas verilerinin, fosil kayıtlarının bir parçası olmadığını söylüyor. Bu verilerin canlı türlerden elde edilmesi gerekiyor. “Fosil homininlerdeki kas boyutu ve gücünün daha iyi anlaşılması için insanlardan ve şampanzelerden elde edilen veriler kullanılarak muhtemel iki aşırı ucun görülmesi sağlandı.” diyor Kivell. “Birçok risk ve ‘bilinmeyen’ olsa da bu yaklaşımın bilgilendirici olduğunu düşünüyorum.”

Çalışma; iki milyon yıl önce Güney Afrika’daki Swartkrans Mağarası’nda yaşayanların, bizim yapabildiğimiz gibi başparmak ile diğer parmakları birleştirmek konusunda yüksek verimliliğe sahip olduklarını ortaya çıkardı. Fakat bilim insanları, bu ellerin hangi türe ait olduğunu tam olarak bilmiyor çünkü hem erken Homo cinsine hem de Paranthrophus robustus türüne ait olan ve bu döneme tarihlenen kalıntılar mağarada bir arada duruyor.

Başparmağın ucunun diğer parmakların uçlarıyla birleşebiliyor olmasından doğan yüksek verim; çalışmada incelenen, bizim de dahil olduğumuz Homo cinsine ait tüm üyelerde görülüyordu. Bu üyeler arasında modern insanlar olduğu kadar erken Homo sapiens, Homo neanderthalensis ve hatta küçük beyinli bir tür olan Homo naledi de vardı. Homo naledi türü oldukça ilgi çekici çünkü bu tür, henüz alet yapımı veya kullanımıyla ilişkilendirilmedi ve insan benzeri bilişsel yeteneklere sahip olup olmadığı bilinmeyen küçük bir beyne sahip. “Sahip olduğu el kabiliyeti açısından değerlendirdiğimizde Homo naledi’nin mutlaka aletler yapmış olduğunu değil, bu aletleri yapıp kullanabilecek kapasitesi olduğunu söyleyebiliriz.” diyor Harvati.

Diğer yandan çalışma, 3.3 milyon yıl önce çok basit aletler yaptıkları bilinen ilk homininler olabilecek Australopithecus cinsine ait hominidlerin başparmak kabiliyetlerinin fazlasıyla düşük olduğunu ortaya çıkardı.

El morfolojisine dair yapılan daha önceki çalışmalar, Australopithecus africanus’un 2-3 milyon yıl önce başparmağını kullanarak insan benzeri bir kavrayış gerçekleştirebildiğini açığa çıkarmıştı. Australopithecus sediba ise bilim insanlarının nesneleri bizim yaptığımız gibi kavramaya ve hareket ettirmeye çok uygun olduğunu düşündüğü, elinin geri kalanına kıyasla uzun bir başparmağa sahipti. Australopithecus’ların başparmakları uzun olma eğilimi gösterirken, aynı zamanda inceydiler de; bu durumda insanların başparmağından daha az güçlü olmaları gerekiyordu.

Harvati’nin ekibi; Australopithecus’un elinin farklı kemikleri ve eklemleri ile bunların kas yapılarına dair daha kapsamlı bir bakış sayesinde, bu cinsin daha düşük bir hareket aralığı ile daha sınırlı bir başparmak kabiliyetine sahip olduğunu anladı. Fakat bu, Australopithecus’un aletler yapamadığı anlamına gelmiyor; eğer alet yaptılarsa bu durum, biz ile Homo cinsindeki diğer akrabalarımızın sahip olduğundan daha farklı türde bir el becerisi geliştirmiş olması gerektiği anlamına geliyor. “Başparmakları insanlarınki kadar güçlü olmasa bile Australopithecus cinsine ait türler, becerikli ve alet yapıp kullanmaya yarayan ellere sahip olabilirdi.” diyor Kivell.

Tabii eğer Swartkrans Mağarası’ndaki eller, erken Homo türlerine değil de Australopithecus (Paranthropus) robustus adlı türe ait ise bu durumda iki farklı soy çizgisi üzerinde paralel bir evrimin meydana geldiği gerçeği su yüzüne çıkıyor.

Harvard Üniversitesi’nden araştırmaya dahil olmayan evrimsel biyolog Neil Thomas Roach; çalışmanın ele aldığı, hem eldeki kemiklerde hem de bu kemiklerle ilişkili kaslarda meydana gelen değişimin en erken aletlerin ortaya çıkışından sonra gerçekleştiğine dair ilginç konunun aslında çok da şaşırtıcı olmadığını fakat aydınlatıcı olduğunu söylüyor. “Bana göre bu, alet kullanımı hakkındaki en büyüleyici ikilemlerden birini yansıtıyor; yani, bunun sorumlusunun kim olduğunu nasıl öğrenebiliriz ki?” diyor. “Doğru soruları sormuyor olabiliriz. Bu gibi veriler; yeniliğin, gerçekleştiği zaman önemli olmaksızın, birçok tür tarafından uyum sağlanacak kadar önemli bir fırsat olduğunu gösteriyor.”

Çalışmanın sonuçları arkeolojik kanıtlar ile birlikte ele alındığında tutarlı bir teori ortaya çıkıyor. “Yaklaşık iki milyon yıl önce homininler, aletlere gittikçe daha fazla güvenmeye ve bu sayede hayvansal yağ ve proteinden doya doya yararlanmaya başladılar. Bu görüş; elin kullanılma biçimindeki değişimin, Australopithecus cinsinin yok olduğu ve Homo türlerinin çeşitliğinin arttığı zamana denk geldiğini ortaya koyuyor.” diyor Kivell.

Gittikçe karmaşıklaşan aletler yapma ve kullanma süreci, başparmak becerisi ile el-göz koordinasyonundan çok daha fazla şey gerektiriyor. Prehistorik dönemde alet yapanlar; öngörülü, planlama yeteneği yüksek ve devamlı öğrenmeye açık kimseler olmalıydılar. Bu özelliklerin geliştirilebilmesi için daha iyi aletlerin olanak sağladığı et ağırlıklı bir diyet ile beslenen bir beyne ihtiyaç duyuluyor olmalıydı ki daya iyi aletler de ancak ve ancak kapasitesi büyüyen beyinler ile yapılabilirdi.

“Alet kullanımı ve hatta dilin de dahil olduğu bilişsel yetenekler, genellikle karmaşık bir döngünün parçalarıdır; insan evrimi boyunca biri, diğerini desteklemiştir.” diyor Harvati. Modern insan olma yolunda öncülük eden fiziksel ve bilişsel yetenekleri tetikleyen diğer önemli evrimsel faktörlerin neler olduğunu öğrenmek, Harvati ve meslektaşlarının bundan sonra atacağı adım olacak. “Şimdilik yalnızca küçük bir bileşen olan başparmağı ele alsak da çalışmamızı akıllardaki tüm soruları cevaplayabilmek üzere genişletmeyi planlıyoruz.”

Smithsonian Magazine. 28 Ocak 2021.

Makale: Karakostis, F. A., Haeufle, D., Anastopoulou, I., Moraitis, K., Hotz, G., Tourloukis, V., & Harvati, K. (2021). Biomechanics of the human thumb and the evolution of dexterity. Current Biology.