”Dyk först, spring senare” – ny hypotes om människans evolution

Bajau dyker för att harpunera fisk. Nutida människor har en lätt benstomme, och måste andas ut om de dyker utan vikter. Förmänniskan Homo erectus hade en tung benstomme, och kunde dyka med fyllda lungor. Foto: Erika Schagatay.

Sammanfattning

• Människan har en enastående uthållighet: Till skillnad från människoaporna har människan talang för långdistanslöpning, simning och fridykning.
• Människans förmåga till fridykning: Dykförmågan hos människor liknar den som finns hos halvakvatiska däggdjur som dyker på grunt vatten; det uppvisar slående likheter med dykmönstret hos t ex havsuttrar, som dyker uthålligt genom att göra många korta dyk. Vi delar också deras dykrespons som sparar syre, och förmågan att boosta blodet med hjälp av mjälten.
• Benmassa och flytkraft: Kontroll av flytkraften är avgörande vid fridykning, och grunt dykande däggdjur har tung benstomme jämfört med däggdjur som lever uteslutande på land. Variationer i benmassa hos tidiga människosläktingar (Homininer) kan återspegla olika levnadsmiljöer: grupper med tung benstomme – exempelvis de tidigaste Homo erectus från Java – kanske samlade mat under vattnet, medan andra grupper med lättare benstomme jagade och samlade mat på land.
• Hypotesen ”dyk först, spring senare”: Miljöförändringar för cirka tre till två miljoner år sedan tvingade kustlevande Homo-grupper att fridyka efter föda i grunt vatten, vilket gynnade utvecklingen av högre benmassa och förbättrad hjärt-lungfunktion. Denna anpassning kan senare ha hjälpt populationer som utvecklade en lättare kroppsbyggnad och god löpförmåga och möjliggjort liv på hög höjd.

En ny studie kombinerar paleoantropologi och dykfysiologi för att besvara en grundläggande fråga om människans evolution: varför utvecklade människan sin exceptionella aeroba uthållighet? Började våra förfäder jaga landlevande bytesdjur genom långdistanslöpning tills djuren var utmattade, eller spelade även fridykning efter föda en avgörande roll?

Baserat på jämförande fysiologi, anatomi, paleoekologi och paleoantropologi presenterar forskarna Josephine Joordens och Erika Schagatay en ny hypotes: ”dyk först, spring senare”. I sin studie utmanar och reviderar de den vedertagna hypotesen om uthållighetslöparen och hävdar att ursprunget till människans uthållighet inte kan förstås enbart utifrån landbaserad födosökning.

– När man studerar ursprunget till människans uthållighet och Homo sapiens evolutionära historia är det avgörande att inte bara ta hänsyn till uthållighetslöpning i jakten på föda, utan även till uthållighetsdykning, menar de.

En ny syn på människans uthållighet

Människan är unik bland primaterna. Vi är inte bara skickliga långdistanslöpare, utan också starka simmare och duktiga fridykare. Moderna fridykare, t ex Ama- och Sama-Bajau-folken, visar att människor kan livnära sig genom att dyka uthålligt för att jaga fisk och samla skaldjur under vattnet. 

Metoden med upprepad fridykning kallas i studien ”uthållighetsdykning”: de gör upprepade korta dyk med korta andningspauser i ett jämnt tempo för att minimera återhämtningstiden vid ytan och maximera tiden under vatten, där resurserna finns. Japanska Ama-dykare samlar skaldjur genom att göra serier av grunda dyk. En registrering av tid och djup under två timmar för en Ama-dykare visar 50 dyk till djup på 8–10 meter, där 45 procent av tiden tillbringades under ytan.

– De kan hålla andan och arbeta flera timmar per dag under vattnet genom att göra många korta dyk, säger professor Erika Schagatay, expert på människans prestation i extrema miljöer, t ex vid begränsad syretillgång som vid fridykning och på hög höjd.

Hypotesen om människan som långdistanslöpare utmanas

Hypotesen om uthållighetslöpning, som presenterades av Bramble och Lieberman 2004, är fortfarande en av de främsta förklaringarna i läroböckerna till varför människor kom att skilja sig så markant från andra människoapor. Enligt denna hypotes utvecklades egenskaper som långa ben, effektiva svettning och ökad aerob kapacitet genom att tidiga människor jagade landlevande bytesdjur genom att förfölja dem över långa sträckor.

Joordens och Schagatay avfärdar inte hypotesen om uthållighetslöpning, utan menar att förklaringen kan vara ofullständig. Deras nya hypotes – ”dyk först, spring senare” – väger in både löpning och dykning och skulle kunna ge en mer heltäckande förklaring till de olika födosökstrategier som observerats hos nutida jägare-samlare (Brill m.fl. 2024).

– Vår studie ger ett mer balanserat perspektiv på människans evolution, där både land och vatten inkluderas. En kombination av födosök på land och i vatten nära stranden genom grunda dyk kan ha format de mångsidiga människor vi är idag, säger Josephine Joordens, professor i homininernas paleoekologi och evolution.

Uthållighetsdykning som startpunkt

Uthållighetsdykning kräver hög andningskapacitet och cirkulationsreglering, för att man ska kunna växla mellan andning och andhållning. När man bara andas halva tiden, behöver man kunna andas dubbelt så mycket när man andas. Att undvika att samla på sig mjölksyra är avgörande. Forskarna menar att den höga förmågan att hantera syre och anpassa sitt arbete som krävs för dykning kan ha startat utvecklingen av den aeroba uthållighet som krävs för långdistanslöpning.

De lyfter också fram en oväntad koppling mellan fridykning och höghöjdstolerans, som båda innebär syrebrist. En effektiv dykrespons som sparar syre när man dyker, och egenskaper som en stor mjälte som ökar mängden röda blodkroppar och därmed syrelagren i blodet, kan öka prestationsförmågan både vid dykning och på hög höjd. Det är första studien som sätter likheterna mellan dykförmåga och höghöjdstolerans i ett evolutionärt sammanhang för människan.

Tung benstomme och dykning på grunt vatten

Studien tar också upp ett av de mest utmärkande dragen hos många hominin-fossil: hög benmassa, eller med andra ord tung benstomme. När det gäller fossil från förmänniskan Homo erectus och Neandertalare har detta ofta tolkats som ett resultat av tung fysisk belastning och intensiv aktivitet under livstiden. Joordens och Schagatay presenterar jämförande data från landlevande däggdjur och djur som dyker på grunt vatten. Dessa data visar att ökad benmassa förbättrar kontrollen av flytkraften och minskar ansträngningen att simma på grunda djup med fyllda lungor, men samtidigt ökar ansträngningen vid löpning. Detta tyder på att populationer av tidig Homo med tung benstomme kan ha utvecklat hög benmassa – inte genom fysiskt krävande aktivitet på land, utan för att det hjälpte dem att dyka mer effektivt.

De stora variationerna i homininernas benmassa kan därför återspegla olika ekologiska nischer. Kraftigt byggda kustlevande Homo-populationer, som de tidigaste Homo erectus från Java, kan ha haft födosök under vatten i sin repertoar, medan lättare byggda Homo-populationer kan ha förlitat sig mer på löpning samt landbaserad jakt och samlande.

Olika populationer kan ha gett oss gemensamma mänskliga förmågor

Artikeln hänvisar också till nya resultat från DNA-modellering som tyder på att alla moderna människor härstammar från en sammanslagning av två uråldriga grupper som skildes åt mycket tidigt.

– Vi menar att den moderna människans enastående kondition samt förmåga till både dykning och löpning kan ha uppstått genom en sammanslagning av populationer som specialiserat sig på uthållighetsdykning respektive uthållighetslöpning, vilket har format oss till de vi är idag. Vi kan alla lära oss fridyka och springa någorlunda, men vissa människor har större talang för löpning – andra för dykning, säger Joordens. 

Denna varierade repertoar av förmågor kan ha hjälpt människor att anpassa sig till olika miljöer och bidragit till vår arts framgångsrika spridning över hela världen.

Test av hypotesen ”dyk först, spring senare”

Författarna betonar att fossil från homininer – trots att materialet är ofullständigt och behäftat med urvalsbias – utgör ett viktigt arkiv för människans evolution, särskilt när det kombineras med forskning om mänsklig fysiologi. Framtida forskning bör utvärdera den nya hypotesen ”dyk först, spring senare” parallellt med hypotesen om långdistanslöpning, genom att kombinera data och insikter från paleoantropologi och fysiologi. Författarna föreslår flera angreppssätt som skulle kunna ge nya möjligheter att analysera befintliga data.

– Den utstående näsan hos människor kan till exempel ha utvecklats för att man ska kunna dyka på grunt vatten utan att näsan vattenfylls, säger Schagatay. 

I framtida forskning kan ett kombinerat perspektiv – där man ser till både land och vatten i analysen av tillgängliga fossil – leda till nya funktionella tolkningar som tidigare har förbisetts.

Läs forskningsartikeln i tidskriften PaleoAnthropology

Kontakt

Josephine Joordens, professor i homininers paleoekologi och evolution med bakgrund inom marinbiologi, kombinerar biologi, arkeologi och geologi för att studera människans ursprung. Naturalis Biodiversity Center, Leiden, Nederländerna & Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, Leipzig, Tyskland.
josephine.joordens@naturalis.nl

Erika Schagatay, professor i zoofysiologi, kombinerar biologi med idrottsvetenskap för att studera människans prestationsförmåga i extrema miljöer, särskilt i miljöer med syrebrist (hypoxi) såsom vid fridykning och på hög höjd. Institutionen för Hälsovetenskaper, Mittuniversitetet, Östersund, Sverige.
erika.schagatay@miun.se, 070-5321423

Text: Max Planck-institutet
Foto: Erika Schagatay