Sima de los Huesos, en nyckel till mänsklig evolution

Sima de los Huesos ("Pit of Bones" på spanska och typiskt förkortat SH) är en nedre paleolitiska plats, en av flera viktiga delar av Cueva borgmästare-Cueva del Silo grottesystem i Sierra de Atapuerca i norra centrala Spanien. Med sammanlagt minst 28 enskilda hominidfossiler som nu är fast daterade till 430 000 år gamla är SH den största och äldsta samlingen av mänskliga rester som hittills har upptäckts.

Bengropen vid Sima de los Huesos är längst ner i grottan, under en plötslig vertikal axel som mäter mellan 2-4 meter (6,5-13 fot) i diameter och ligger ungefär 0,5 kilometer (ca 1/3 mil) från Cueva borgmästare ingång. Den axeln sträcker sig nedåt ungefär 13 m (42,5 ft) och slutar precis ovanför Rampa ("Rampa"), en 9 m (30 ft) lång linjär kammare lutande cirka 32 grader.

Vid foten av rampen kallas Sima de los Huesos, en jämn avlång kammare som mäter 8x4 m (26x13 ft) med oregelbundna takhöjder mellan 1-2 m (3-6,5 ft). På taket på SH-kammarens östra sida finns en annan vertikal axel, som sträcker sig uppåt cirka 5 m (16 ft) till var den blockeras av grottas kollaps.

Webbplatsens arkeologiska avlagringar inkluderar en benbärande breccia, blandad med många stora fallna block av kalksten och leravlagringar. Benen består huvudsakligen av minst 166 medelpleistocen grottbjörnar (Ursus deningeri) och minst 28 individuella människor, representerade av mer än 6 500 benfragment inklusive över 500 tänder ensamma. Andra identifierade djur i gropen inkluderar utdöda former av Panthera leo (Lejon), Felis silvestris (vildkatt), Canis lupus (grå varg), Vulpes vulpes (röd räv) och Lynx pardina splaea (Pardel lynx). Relativt få av djurens och människans ben är artikulerade; några av benen har tandmärken varifrån köttätare har tuggt på dem.

Den nuvarande tolkningen av hur platsen blev är att alla djur och människor föll i gropen från en högre kammare och fångades och inte kunde komma ut. De stratigrafi och utformningen av benavsättningen antyder att människorna på något sätt deponerades i grottan före björnarna och andra köttätare. Det är också möjligt - med tanke på den stora mängden lera i gropen - att alla ben anlände på denna låga plats i grottan genom en serie lera flöden. En tredje och ganska kontroversiell hypotes är att ansamlingen av mänskliga rester kan vara ett resultat av dödsmetoder (se diskussionen om Carbonell och Mosquera nedan).

En central fråga för SH-webbplatsen har varit och fortsätter att vara vem var de? Var de Neanderthal, Denisovamänniskan, Tidigt modern människa, en blandning som vi ännu inte har känt igen? Med de fossila resterna av 28 individer som alla levde och dog för cirka 430 000 år sedan, har SH-webbplatsen potential att lära oss en hel del om mänsklig evolution och hur dessa tre populationer korsade varandra i över.

Jämförelser av nio mänskliga dödskallar och flera kranialfragment som representerade minst 13 individer rapporterades först 1997 (Arsuaga et a.). En stor variation i kranial kapacitet och andra egenskaper specificerades i publikationerna, men 1997 ansågs webbplatsen vara cirka 300 000 år gammal, och dessa forskare drog slutsatsen att Sima de los Huesos-befolkningen evolutionärt var relaterad till neandertalarna som en systergrupp och bäst kunde passa in i den då raffinerade arten av Homo heidelbergensis.

Denna teori stöds av resultat från en något kontroversiell metod som redaterade webbplatsen till 530 000 år sedan (Bischoff och kollegor, se detaljer nedan). Men 2012 hävdade paleontolog Chris Stringer att de 530 000 år gamla datumen var för gamla, och, baserat på morfologiska attribut representerade SH-fossilerna en arkaisk form av Neandertal, snarare än H. heidelbergensis. De senaste uppgifterna (Arsuago et al 2014) svarar på några av Stringers tvekningar.

Forskning om grottbärbenen rapporterade av Dabney och kollegor avslöjade att, förvånansvärt, mitokondriellt DNA hade bevarats på platsen, mycket äldre än något annat hittills hittills någonstans. Ytterligare undersökningar av de mänskliga resterna från SH rapporterade av Meyer och kollegor redigerade platsen till närmare 400 000 år sedan. Dessa studier ger också den överraskande uppfattningen att SH-befolkningen delar lite DNA med Denisovans, snarare än neandertalarna som de ser ut (och naturligtvis vet vi inte riktigt hur en Denisovan ser ut än).

Arsuaga och kollegor rapporterade en studie av 17 kompletta skallar från SH, som var överens med Stringer om att, på grund av många neandertal-liknande egenskaper hos crania och mandibles, gör inte befolkningen det passa på H. heidelbergensis klassificering. Men befolkningen skiljer sig enligt författarna väsentligt från andra grupper som Ceprano och Arago grottor, och från andra neandertalare, och Arsuaga och kollegor hävdar nu att en separat taxon bör övervägas för SH fossil.

Sima de los Huesos är nu daterad till 430 000 år sedan, och som placerar den nära den ålder som förutsågs när uppdelningen i hominidarter som skapade linjerna Neanderthal och Denisovan inträffade. SH-fossilerna är alltså centrala för undersökningarna om hur det kan ha hänt och vad vår evolutionära historia kan vara.

Dödlighetsprofiler (Bermudez de Castro och kollegor) av SH-befolkningen visar högt representation av ungdomar och vuxna i första åldern och en låg andel vuxna mellan 20 och 40 år av ålder. Endast en person var under 10 år vid dödsfallet, och ingen var över 40-45 år gammal. Det är förvirrande, för medan 50% av benen var gnuggade, var de i ganska bra skick: statistiskt sett, säger forskarna, borde det finnas fler barn.

Carbonell och Mosquera (2006) hävdade att Sima de los Huesos representerar en målmedveten begravning, delvis baserad på återhämtning av en enda kvartsit Acheulean handaxe (Läge 2) och fullständig brist på litiskt avfall eller annat befallningsavfall alls. Om de är korrekta, och de för närvarande är i minoritet, skulle Sima de los Huesos vara det tidigaste exemplet på meningsfulla mänskliga begravningar som hittills varit kända, cirka 200 000 år eller så.

Bevis som tyder på att minst en av individerna i gropen dog som ett resultat av våld mellan människor rapporterades 2015 (Sala et al. 2015). Cranium 17 har flera slagfrakturer som inträffade nära dödsögonblicket, och forskare tror att denna person var död vid den tidpunkt då han tappades i axeln. Sala et al. argumentera för att att placera kadavrar i gropen verkligen var en social praxis för samhället.

Uran-serien och Electron Spin Resonance datering av de mänskliga fossilerna som rapporterades 1997 indikerade en minimiålder på cirka 200 000 och en sannolik ålder på mer än 300 000 år sedan, vilket grovt matchade åldern på däggdjur.

Under 2007 rapporterade Bischoff och kollegor att en TIMS-analys med hög precision av termisk joniseringsmassespektrometri definierar minimiålderns insättning som 530 000 år sedan. Detta datum ledde till att forskare postulerade att SH-hominiderna var i början av Neanderthalens evolutionära avstamning, snarare än en samtida, släkt systergrupp. 2012 hävdade paleontologen Chris Stringer att SH-fossilerna, baserat på morfologiska attribut, representerar en arkaisk form av Neandertal, snarare än H. heidelbergensis, och att det 530 000-åriga datumet är för gammalt.

År 2014 rapporterade grävmaskiner Arsuaga et al om nya datum från en svit med olika dateringstekniker, inklusive Uran-serien (U-serien) datering av speleothems, termiskt överförda optiskt stimulerad luminescens (TT-OSL) och post-infraröd stimulerad luminescens (pIR-IR) datering av sedimentärt kvarts och fältspatkorn, elektronspinnresonans (ESR) datering av sedimentär kvarts, kombinerad ESR / U-serie datering av fossila tänder, paleomagnetisk analys av sediment, och biostratigrafi. Datum för de flesta av dessa tekniker samlade för cirka 430 000 år sedan.

De första mänskliga fossilerna upptäcktes 1976 av T. Torres och de första utgrävningarna inom denna enhet genomfördes av Sierra de Atapuerca Pleistocene-platsgruppen under ledning av E. Aguirre. 1990 genomfördes detta program av J. L. Arsuaga, J. M. Bermudez de Castro och E. Carbonell.

Arsuaga JL, Martínez I, Gracia A, Carretero JM, Lorenzo C, García N och Ortega AI. 1997. Sima de los Huesos (Sierra de Atapuerca, Spanien). Platsen.Journal of Human Evolution 33(2–3):109-127.

Arsuaga JL, Martínez, Gracia A och Lorenzo C. 1997a. Sima de los Huesos crania (Sierra de Atapuerca, Spanien). En jämförande studie. Journal of Human Evolution 33(2–3):219-281.

Arsuaga JL, Martínez I, Arnold LJ, Aranburu A, Gracia-Téllez A, Sharp WD, Quam RM, Falguères C, Pantoja-Pérez A, Bischoff JL et al.. 2014. Neandertalrötter: Kraniala och kronologiska bevis från Sima de los Huesos. Vetenskap 344(6190):1358-1363. doi: 10.1126 / science.1253958

Bermúdez de Castro JM, Martinón-Torres M, Lozano M, Sarmiento S och Muelo A. 2004. Paleodemografi av Atapuerca-Sima de los Huesos Hominin-prov: En översyn och nya ansatser till paleodemongrafi för den europeiska medelpleistocenbefolkningen. Journal of Anthropological Research 60(1):5-26.

Bischoff JL, Fitzpatrick JA, León L, Arsuaga JL, Falgueres C, Bahain JJ och Bullen T. 1997. Geologi och preliminär datering av den hominidbärande sedimentära fyllningen av Sima de los Huesos kammare, Cueva borgmästare i Sierra de Atapuerca, Burgos, Spanien.Journal of Human Evolution 33(2–3):129-154.

Bischoff JL, Williams RW, Rosenbauer RJ, Aramburu A, Arsuaga JL, García N och Cuenca-Bescós G. 2007. U-serien med hög upplösning kommer från Sima de Journal of Archaeological Science 34(5):763-770.los Huesos hominider ger: implikationer för utvecklingen av den tidiga Neanderthal-linjen.

Carbonell E och Mosquera M. 2006. Framväxten av en symbolisk Kommer Rendus Palevol 5(1–2):155-160.beteende: graven av Sima de los Huesos, Sierra de Atapuerca, Burgos, Spanien.

Carretero J-M, Rodríguez L, García-González R, Arsuaga J-L, Gómez-Olivencia A, Lorenzo C, Bonmatí A, Gracia A, Martínez I och Quam R. 2012. Statisk uppskattning från kompletta långa ben i mittenpleistocena människor från Sima de los Huesos, Sierra de Atapuerca (Spanien).Journal of Human Evolution 62(2):242-255.

Dabney J, Knapp M, Glocke I, Gansauge M-T, Weihmann A, Nickel B, Valdiosera C, García N, Pääbo S, Arsuaga J-L et al. 2013. Komplett mitokondriell genomsekvens för en mellersta Pleistocen grotta björn rekonstruerad från ultrashort DNA fragment.Fortsättningar från National Academy of Sciences 110(39):15758-15763. doi: 10.1073 / pnas.1314445110

García N och Arsuaga JL. 2011. Sima de Quaternary Science Reviews 30(11-12):1413-1419.los Huesos (Burgos, norra Spanien): palémiljö och livsmiljöer för Homo heidelbergensis under Mellanpleistocen.

García N, Arsuaga JL och Torres T. 1997. Rovdjuret kvar från Sima de Journal of Human Evolution 33(2–3):155-174.los Huesos mittpleistocenplats (Sierra de Atapuerca, Spanien).

Gracia-Téllez A, Arsuaga J-L, Martínez I, Martín-Francés L, Martinón-Torres M, Bermúdez de Castro J-M, Bonmatí A och Lira J. 2013. Orofacial patologi i Homo heidelbergensis: Fallet med skalle 5 från platsen Sima de los Huesos (Atapuerca, Spanien). Quaternary International 295:83-93.

Hublin J-J. 2014. Hur man bygger ett Neandertal. Vetenskap 344(6190):1338-1339. doi: 10.1126 / science.1255554

Martinón-Torres M, Bermúdez de Castro JM, Gómez-Robles A, Prado-Simón L och Arsuaga JL. 2012. Morfologisk beskrivning och jämförelse av tandrester från Atapuerca-Sima de los Huesos-webbplatsen (Spanien).Journal of Human Evolution 62(1):7-58.

Meyer, Matthias. "En mitokondriell genomsekvens av en hominin från Sima de los Huesos." Nature volume 505, Qiaomei Fu, Ayinuer Aximu-Petri, et al., Springer Nature Publishing AG, 16 januari 2014.

Ortega AI, Benito-Calvo A, Pérez-González A, Martín-Merino MA, Pérez-Martínez R, Parés JM, Aramburu A, Arsuaga JL, Bermúdez de Castro JM och Carbonell E. 2013. Utveckling av grenar i flera nivåer i Sierra de Atapuerca (Burgos, Spanien) och dess relation till mänsklig ockupation.Geomorfologi 196:122-137.

Sala N, Arsuaga JL, Pantoja-Pérez A, Pablos A, Martínez I, Quam RM, Gómez-Olivencia A, Bermúdez de Castro JM och Carbonell E. 2015. Dödligt interpersonellt våld i mellersta pleistocen.PLOS EN 10 (5): e0126589.

Stringer C. 2012. Status för Homo heidelbergensis (Schoetensack 1908).Evolutionär antropologi: frågor, nyheter och recensioner 21(3):101-107.