Những chiếc răng hóa thạch cổ xưa được phát hiện trong một dự án khảo cổ kéo dài hàng thập kỷ ở đông bắc Ethiopia cho thấy có hai loài hominin khác nhau, hay tổ tiên của loài người, đã sống ở cùng một nơi từ 2,6 triệu đến 2,8 triệu năm trước — và một trong số chúng có thể là một loài chưa từng được biết đến trước đây.
Khám phá này mang đến một cái nhìn mới về mạng lưới tiến hóa phức tạp của loài người. Mười chiếc răng, được tìm thấy trong khoảng thời gian từ năm 2018 đến năm 2020, thuộc chi Australopithecus, một họ hàng cổ xưa của loài người. Trong khi đó, ba chiếc răng, được tìm thấy vào năm 2015, thuộc chi Homo, bao gồm cả người hiện đại, hay Homo sapiens. Kết quả nghiên cứu đã được công bố hôm thứ Tư trên tạp chí Nature .
Sự trùng lặp như vậy giữa hai loài người trong hồ sơ hóa thạch là rất hiếm, điều này trước đây đã khiến các nhà khoa học tin rằng Homo xuất hiện sau Australopithecus, chứ không phải hai loài cùng thời. Loài Australopithecus đi thẳng đứng rất giống người hiện đại, nhưng có bộ não tương đối nhỏ, gần bằng kích thước của loài vượn. Sự xuất hiện của loài Homo, với bộ não lớn hơn, dễ dàng được con người ngày nay xem như một dạng tiến hóa nâng cấp trên con đường tiến hóa thành loài người hiện đại.
Nhưng sự cùng tồn tại của hai loài chứng minh rằng loài người đã phát triển và sinh sống ở nhiều biến thể cùng một lúc. “Nghiên cứu mới này cho thấy hình ảnh mà nhiều người trong chúng ta hình dung về loài vượn, người Neanderthal và người hiện đại là không đúng – quá trình tiến hóa không diễn ra như vậy”, đồng tác giả nghiên cứu Kaye Reed, nhà khoa học nghiên cứu, giáo sư danh dự của Viện Nguồn gốc Loài người và giáo sư danh dự tại Trường Tiến hóa Loài người và Biến đổi Xã hội thuộc Đại học Bang Arizona, cho biết qua email. “Ở đây chúng ta có hai loài người cùng tồn tại. Và quá trình tiến hóa của loài người không phải là tuyến tính, nó là một cây rậm rạp, có những dạng sống bị tuyệt chủng.”
Từ năm 2002, Reed là đồng giám đốc của Dự án Nghiên cứu Ledi-Geraru , một dự án tập trung một phần vào việc tìm kiếm bằng chứng về các loài Homo sơ khai. Năm 2015, nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện xương hàm Homo cổ nhất được biết đến với niên đại 2,8 triệu năm. Nhóm cũng đã tìm kiếm bằng chứng về Australopithecus afarensis, loài xuất hiện lần đầu tiên cách đây 3,9 triệu năm, nhưng không có dấu hiệu nào của những họ hàng cổ xưa này trong hồ sơ hóa thạch sau 2,95 triệu năm – điều này cho thấy chúng đã tuyệt chủng trước khi Homo xuất hiện lần đầu tiên.
Hóa thạch nổi tiếng của Australopithecus afarensis được đại diện rõ nét nhất bởi di tích hóa thạch Lucy, được phát hiện năm 1974 tại Ethiopia. Lucy thấp hơn người bình thường, chỉ cao khoảng 1 mét, có khuôn mặt giống vượn và bộ não chỉ bằng một phần ba kích thước não người. Hóa thạch của Lucy thể hiện sự pha trộn giữa các đặc điểm giống người và giống vượn, đồng thời cung cấp bằng chứng cho thấy tổ tiên của loài người cổ đại đã đi thẳng đứng cách đây 3,2 triệu năm.
Khi nhóm nghiên cứu phát hiện ra răng của Australopithecus trong hai lần khai quật riêng biệt vào năm 2018 và 2020, họ đã so sánh chúng với các loài như afarensis và một nhóm người hominin khác được gọi là garhi, nhưng chúng không khớp nhau. Thay vào đó, các nhà khoa học tin rằng những chiếc răng này thuộc về một loài Australopithecus chưa từng được biết đến trước đây, đã từng xuất hiện trên Trái Đất sau Lucy — và cùng với một loài Homo sơ khai.
“Khi chúng tôi tìm thấy Homo, tôi cứ nghĩ đó là tất cả những gì chúng tôi sẽ tìm thấy, rồi một ngày nọ, khi khảo sát, chúng tôi tìm thấy răng của Australopithecus,” Reed nói. “Điều quan trọng nhất là nó một lần nữa cho thấy sự tiến hóa của loài người không diễn ra theo đường thẳng. Đã có những loài tuyệt chủng; một số thích nghi tốt hơn những loài khác, và một số khác giao phối với chúng ta — chúng ta chắc chắn biết điều này ở người Neanderthal. Vì vậy, bất cứ khi nào chúng ta có thêm một mảnh ghép cho câu đố về nguồn gốc của chúng ta, điều đó đều rất quan trọng.”
Những chiếc răng được đánh dấu LD 750 và LD 760 đại diện cho một loài Australopithecus chưa được biết đến, trong khi LD 302-23 và AS 100 đến từ một loài Homo sơ khai. Brian Villmoare/Đại học Nevada, Las Vegas
Các vết nứt trên bề mặt Trái Đất
Những chiếc răng này được tìm thấy ở vùng Afar của Ethiopia, một địa điểm quan trọng đối với các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm câu trả lời về sự tiến hóa của loài người. Reed cho biết nhiều hóa thạch được bảo quản cũng như một số công cụ bằng đá cổ xưa nhất đã được tìm thấy ở đó.
Reed cho biết khu vực Afar là một môi trường nứt vỡ đang hoạt động — các mảng kiến tạo bên dưới lòng đất đang tách ra mạnh mẽ và để lộ các lớp trầm tích cũ hơn, làm sáng tỏ quá trình tiến hóa kéo dài gần 5 triệu năm.
“Lục địa này đang thực sự tách ra ở đó, tạo ra rất nhiều núi lửa và kiến tạo,” đồng tác giả nghiên cứu Christopher Campisano, phó giám đốc và phó giáo sư tại Viện Nguồn gốc Loài người và phó giáo sư tại Trường Tiến hóa Loài người và Biến đổi Xã hội thuộc Đại học Bang Arizona, cho biết trong một video do trường công bố. “Vào khoảng 2,5 triệu năm trước, những ngọn núi lửa này đã phun ra tro bụi chứa các tinh thể gọi là fenspat, cho phép chúng ta xác định niên đại của các vụ phun trào xảy ra trên địa hình khi chúng lắng đọng.”
Răng của người Australopithecus được ghi nhận trong nghiên cứu mới có niên đại 2,63 triệu năm trước, trong khi răng của người Homo có niên đại 2,59 triệu và 2,78 triệu năm trước. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vẫn thận trọng trong việc xác định loài cho bất kỳ răng nào cho đến khi có thêm dữ liệu và hóa thạch.
“Chúng tôi biết răng và xương hàm của Homo sơ khai trông như thế nào, nhưng chỉ có vậy thôi”, Brian Villmoare, tác giả chính của nghiên cứu và phó giáo sư khoa nhân chủng học tại Đại học Nevada, Las Vegas, cho biết trong một tuyên bố. “Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng then chốt của việc tìm kiếm thêm hóa thạch để hiểu được sự khác biệt giữa Australopithecus và Homo, và khả năng chúng có thể trùng lặp nhau như thế nào trong hồ sơ hóa thạch tại cùng một địa điểm.”
Răng của Australopithecus nhìn chung rất giống răng của loài afarensis về đường nét và kích thước răng hàm, nhưng các đặc điểm của răng chỏm và răng nanh chưa từng được thấy ở loài afarensis hay garhi, Villmoare cho biết. Răng cũng có hình dạng khác biệt so với răng của bất kỳ loài Homo nào, hoặc của Paranthropus, họ hàng cổ xưa của loài người, nổi tiếng với hàm răng lớn và cơ nhai .
Villmoare cho biết: “Rõ ràng đây chỉ là răng, nhưng chúng tôi vẫn tiếp tục công việc thực địa với hy vọng phục hồi các bộ phận giải phẫu khác có thể giúp tăng độ phân giải trong phân loại học”.
Theo Campisano, ngay cả việc tìm kiếm răng cũng là một nhiệm vụ phức tạp.
“Bạn đang nhìn vào những chiếc răng nhỏ, theo đúng nghĩa đen, những chiếc răng riêng lẻ trông giống hệt như rất nhiều viên sỏi nhỏ rải rác trên địa hình”, ông nói trong video. “Và vì vậy, chúng tôi có một đội ngũ Afar địa phương tuyệt vời, những người săn tìm hóa thạch xuất sắc. Họ đã nhìn thấy những thứ này cả đời khi đi lại trên địa hình.”
Một sự cố cho quá trình tiến hóa
Nghiên cứu mới này rất quan trọng vì nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về khoảng thời gian từ 3 đến 2 triệu năm trước, một giai đoạn bí ẩn trong các nghiên cứu tiến hóa của loài người, theo Tiến sĩ Stephanie Melillo, nhà cổ nhân chủng học và phó giáo sư tại Đại học Mercyhurst ở Pennsylvania. Melillo không tham gia vào nghiên cứu này, nhưng bà đã tham gia Dự án Nghiên cứu Cổ sinh vật học Woranso-Mille tại Tam giác Afar của Ethiopia.
Một phần của vấn đề khi tìm hiểu về giai đoạn tiền sử này là cách các lớp đất cổ xưa được lắng đọng trong suốt quá trình lịch sử ở miền đông châu Phi.
“Xói mòn ở sông hồ ở mức độ thấp và chỉ có một ít đất lắng đọng ở Afar,” Melillo viết trong email. “Đất lắng đọng đó chứa hóa thạch — của tổ tiên chúng ta và tất cả các loài động vật sống cùng chúng ta. Khi có ít trầm tích, sẽ có rất ít hóa thạch.”
Melillo cho biết, một đặc điểm quan trọng giúp các nhà khảo cổ học hiểu được quá trình tiến hóa của loài người là các lưu vực cấu trúc, hay còn gọi là “bát” trên bề mặt Trái Đất, tự nhiên tích tụ các lớp trầm tích tốt hơn so với cảnh quan xung quanh — chẳng hạn như lưu vực Turkana trải dài qua miền nam Ethiopia và miền bắc Kenya. Các nghiên cứu trước đây đã tìm thấy bằng chứng cho thấy Homo và Paranthropus đã cùng tồn tại ở đó 1,5 triệu năm trước.
Nghiên cứu mới tập trung vào vùng trũng Afar, một lưu vực ở phía bắc Turkana.
“Đóng góp này của Villmoare và các đồng nghiệp chứng minh rằng ở Afar cũng có một số loài khác cùng họ với Homo — nhưng không phải là Paranthropus,” Melillo nói. “Thay vào đó, họ xác định chi ‘phi Homo’ này là Australopithecus. Họ đã làm một công việc rất thuyết phục khi chứng minh tại sao các hóa thạch mới không phải là Paranthropus.”
Bà cho biết nghiên cứu này bổ sung thêm bằng chứng cho thấy Australopithecus không chỉ lang thang ở vùng lõm Afar.
Nhóm cổ sinh vật học của Dự án Nghiên cứu Ledi-Geraru tìm kiếm hóa thạch ở lưu vực Lee Adoyta của Vùng Afar. Kaye Reed/Đại học Tiểu bang Arizona
Một sự chung sống bí ẩn
Reed cho biết, khi người Australopithecus và Homo còn sống, Vùng Afar, giờ đây chủ yếu là bán sa mạc, có lượng mưa thay đổi theo mùa nhiều hơn ngày nay. Hàng triệu năm trước, môi trường ở đó vẫn chủ yếu là mùa khô, nhưng bị gián đoạn bởi một mùa mưa ngắn ngủi. Các dòng sông mang nước qua địa hình chỉ tồn tại trong một phần của năm. Rất ít cây mọc gần sông, và môi trường xung quanh chủ yếu là đất ngập nước và đồng cỏ.
“Chúng tôi có một loài hươu cao cổ hóa thạch ăn cỏ, điều này có lẽ cho thấy chúng bị căng thẳng vì chúng ăn cây cối và bụi rậm ở hầu hết mọi nơi khác”, Reed nói. “Liệu người Hominin có ăn cùng một thứ không? Chúng tôi đang cố gắng tìm hiểu bằng cách kiểm tra các đồng vị trong răng của chúng và các vết xước cực nhỏ trên răng của chúng.”
Reed cho biết việc tìm hiểu liệu Homo và Australopithecus có cùng nguồn thức ăn hay không có thể phác họa bức tranh về cách tổ tiên cổ đại của chúng ta chia sẻ hoặc cạnh tranh tài nguyên. Nhóm nghiên cứu cũng muốn xác định xem loài người nào đã tạo ra các công cụ bằng đá được tìm thấy tại địa điểm này.
Hiện tại, không thể xác định chính xác hai giống người này cùng tồn tại như thế nào, nhưng Reed cho biết bà hy vọng những phát hiện trong tương lai sẽ cung cấp nhiều câu trả lời hơn.
“Bất cứ khi nào bạn có một khám phá thú vị, nếu bạn là một nhà cổ sinh vật học, bạn luôn biết rằng mình cần thêm thông tin”, Reed nói. “Bạn cần thêm hóa thạch. Thêm hóa thạch sẽ giúp chúng ta kể lại câu chuyện về những gì đã xảy ra với tổ tiên chúng ta từ rất lâu trước đây — nhưng vì chúng ta là những người sống sót, chúng ta biết rằng điều đó đã xảy ra với chúng ta.”
