Den 10 september 2015 tillkännagav forskarna formellt att en ny homininart hade upptäckts i grottsystemet Rising Star i norra Sydafrika. Men upptäckten var långt ifrån en hemlighet – teamet hade live-tweetat sin fältsäsong tidigare. De döpte arten till Homo naledi – för ”stjärna” på de lokala sotho-tswana-språken.
Hittills kommer det forskarna vet om Homo naledi från mer än 2 000 fossilfragment som utgör 21 individer – som spänner över manliga och kvinnliga vuxna samt spädbarn – från tre olika delar av Rising Star-grottasystemet. Arten beräknas vara mellan 236 000 och 335 000 år gammal, baserat på flera dateringsmetoder. För en vetenskap som kan räkna benen av vissa hela fossila homininarter med fingrarna på en hand, är det oöverträffat att hitta så många fossiler av en art på ett och samma ställe.
Med Homo naledis nyvunna kändisskap inom paleoantropologin var projektledarna och paleoantropologerna Lee Berger och John Hawks smarta nog att omvandla situationen till en möjlighet att utmana branschens status quo. Det National Geographic-stödda Rising Star-projektet drev fram en ny uppsättning sociala sedvänjor och metoder kring öppenhet av data som gjorde det möjligt för forskare att arbeta med Homo naledi-materialet på ett effektivt, snabbt och professionellt sätt. Och i efterhand är det många faktorer som gjorde att Rising Star hade ett bra läge för att få till stånd ett skifte mot mer öppna metoder inom paleoantropologin.
”Vi har en öppen inbjudan till kollegor att kontrollera vårt arbete”, förklarade Lee Berger för Ars. ”Och de kan göra detta eftersom vi har gjort öppet samarbete till en sådan viktig del av Rising Star.” Han gjorde en paus i en minut och fortsatte. ”Jag tror att vi breddar vad vetenskap, för paleoantropologi, innebär eftersom människor själva kan se platsen och fossilerna för att testa sina slutsatser. Data är tillgängliga.”
Människans vagga
Historien om Homo naledi börjar faktiskt miljontals år innan Rising Star-expeditionen någonsin slog läger cirka 25 mil utanför Johannesburg i Sydafrikas Gauteng-provins.
Grottor i det området i Sydafrika bildas när vatten sipprar genom sprickor och klyftor i regionens dolomitsten och långsamt eroderar bort stenen, vilket bildar underjordiska grottor i alla former och storlekar. När vattnet rinner genom grottorna lämnar det efter sig avlagringar av kalciumkarbonater – lätt igenkännliga som betonghårda breccior eller arkliknande avlagringar av flödessten som finns längs grottornas väggar. I grottsystemet Rising Star resulterade detta i ett nätverk av kammare, bland annat de kammare där forskare har hittat fossil från Homo naledi.
För forskare som sätter ihop berättelsen om Sydafrikas forntida miljöer och evolution fungerar dessa grottor som tidskapslar. Under eoner har växt- och djurrester (för att inte tala om homininer) hittats i grottorna. Det hittades tillräckligt med ben från homininer för att 1999 utnämndes denna region i norra Sydafrika – och alla dess fossilfyllda grottor – till ett 180 kvadratkilometer stort Unesco-världsarvsområde som kallas Mänsklighetens vagga, tillägnat mänsklighetens paleoantropologiska historia.
Benen har kommit in i grottan genom ett antal vägar. Gnagare, till exempel, släpar in benen i grottorna och har gjort det i årtusenden. Vatten från underjordiska källor kan flytta ben från den plats där ett djur dog till en helt annan plats i grottsystemet. Även om dessa grottor är otroliga källor för att hitta fossiler, är det allt annat än enkelt att förstå hur dessa fossiler uppträder på sina nuvarande platser – för att upptäckas och grävas ut av moderna forskare.
Från grottor till Facebook och Twitter
I augusti 2013 anlitade professor Lee Berger vid Witwatersranduniversitetet Pedro Boshoff för att kartlägga grottor i Mänsklighetens vagga, för att kartlägga vilka grottor som hade fossilavlagringar. Boshoff, som är specialist på grottor, utökade sitt team med Rick Hunter och Steven Tucker. Grottforskare hade varit i Rising Star-systemet sedan 1970-talet, och beväpnade med en karta från 1985 som guide började Tucker och Hunter systematiskt utforska det.
”Jag började i Rising Star-grottorna 2011 som medlem i Speleological Exploration Club”, förklarade Steven Tucker via e-post. ”Det har alltid varit en av mina favoritgrottor, där jag letar efter nya och utforskade områden. I mitten av 2013 hade jag tillbringat över hundra timmar där.”
Tucker och Hunter upptäckte att de kunde slingra sig igenom en ganska skrämmande, okarterad 18-centimeterspricka i grottan, så de slingrade sig igenom. När de väl hade tagit sig igenom slitsen och efter att ha förhandlat sig nerför en ränna befann sig Tucker och Hunter i en sista kammare som innehöll ett orimligt stort antal fossiler (”När vi först såg underkäken tänkte vi att det här kanske var den sista killen som kom ner till kammaren och inte klarade sig ut”, skämtade Hunter under en intervju). När de visade Berger foton av fossilerna väcktes hans intresse, minst sagt.
Från fotona kunde Berger se att det fanns färska skador på benen, sannolikt från andra grottforskare som var omedvetna om vad de trampade på. Efter att ha rådgjort med kollegor beslutade Berger att det var klokt – nödvändigt – att gräva ut fossilerna, kartlägga deras sammanhang ordentligt och att göra det snabbt för att undvika ytterligare skador. Efter att ha fått de rätta tillstånden och med stöd av National Geographic började Berger samla ihop ett team som skulle ha den vetenskapliga och grottbakgrund som krävdes för att genomföra arbetet. Han började med att skriva en platsannons.
”Ska jag bara skicka den här till mina kollegor och be dem distribuera den på vanligt sätt?” Berger skrev i sin bästsäljare från 2016 om expeditionen, Becoming Human. ”Jag gissade att det förmodligen inte fanns mer än en handfull människor i hela världen som passade in på beskrivningen och som var tillgängliga med så kort varsel”. Berger bestämde sig för att lägga ut meddelandet på Facebook och därifrån gick det snabbt genom Twitterversummet. Det underjordiska teamet bestod av sex kvinnor med lång erfarenhet av arkeologi och grottforskning – Marina Elliott, K. Lindsay Hunter neé Eaves, Elen Feuerriegel, Alia Gurtov, Hannah Morris och Becca Peixotto.
”Det tog mig 45 minuter att ta mig ner till Dinaledi-kammaren första gången”, säger Marina Elliot, biologisk antropolog vid Witwatersranduniversitetet och projektets nuvarande fältchef. ”När jag äntligen hoppade ut ur rännan och gled genom den sista korridoren till Dinaledi-kammaren kunde jag se att golvet var översållat med benbitar, och stalaktiterna runt omkring mig glittrade av det ljus som kastades runt av min pannlampa. Det var helt fantastiskt.” Elliott gjorde en paus ett ögonblick och skrattade sedan. ”Jag antar att det är vad Howard Carters team kände när de öppnade kung Tut’s grav.”
Fältsäsongen i november 2013 var upplagd så att den skulle fungera som ett bärgningsarkeologiprojekt. Poängen var att gräva i Dinaledi Chamber (som utrymmet kallades) – att gå in, hämta fossilerna, dokumentera sammanhanget och gå ut. När Marina Elliott och Becca Peixotto först nådde kammaren började de flagga fossiler på grottgolvets yta. De räknade till över 300 fragment. ”Tja, vi tog av oss skorna och strumporna för att vara säkra på att vi inte skulle skada något”, förtydligade Elliott. ”Fossilerna var – och är – otroligt ömtåliga.”
”Vi använder tandpetare för att gräva”, förklarade Peixotto. ”Vi flyttar ett sedimentkorn i taget och tittar på allting.” Arkeologerna använder också penslar och Tupperware-behållare för att gräva ut och transportera fossil till ytan – en märklig sammanblandning av utrustning från Dollar Store med den sofistikerade tekniken med kameror, kablar och Internet. Det sistnämnda var till för att göra det möjligt för stödteamet ovan jord i ”kommandocentralen” att följa utgrävningarna via en direktsändning och noggrant dokumentera fossilens återvinning. ”Vi använder också piggsvinspinnar, som är perfekta för sedimenten”, erbjöd Elliott med glad aplomb. ”Och ibland måste vi bara vänta på att piggsvinen ska lämna grottorna innan vi kan gå in.”
När teamet grävde började ett märkligt mönster framträda. Alla fossil var ben från homininer. I grottor med fossila homininer är det inte ovanligt att man hittar ben från andra djur än homininer, vilket tyder på att andra djur har använt grottorna någon gång och dött där, eller att naturkrafter, som vatten, kan ha fört benen till platsen där de upptäcktes. Men vid Rising Star fanns det inga fossiler från någon annan art. Det var tillräckligt oväntat för att ”vid ett tillfälle drog Lee mig åt sidan och frågade om vi bara grävde ut homininmaterialet och hoppade över andra saker för senare”, minns Elliott. ”Jag försäkrade honom om att vi grävde ut allt. Det fanns helt enkelt inget annat förutom homininerna.”
Under loppet av den första fältsäsongen turades alla utgrävare – underjordiska astronauter, en term som medierna tog till sig – om att skifta. Eftersom det var så mödosamt att skimma in i Dinaledi-kammaren förlängdes skiftena från 1-2 timmar till 3-4 timmar, för att maximera resultatet av den tid som gick åt till att bara komma fram till fossilerna. Fossilerna kartlades och lades i säckar. Sediment samlades in för att senare undersökas i laboratoriet. Hela säsongen varade i tre veckor, och vetenskaps-Twitter var fängslad under hela säsongen och följde med i uppdateringar från #RisingStar.
Populärpressens spårning av stora fossilupptäckter är inget nytt. När det berömda fossilet Lucy upptäcktes i Afar-regionen i Etiopien i november 1974 höll hennes upptäckare, Donald Johanson, en presskonferens i Addis Abeba den 21 december för att presentera Lucy för media, långt innan fossilet publicerades i akademisk litteratur. Många fossilupptäckter ger möjlighet att engagera allmänheten. Innan Rising Star hade dock ingen fossil utgrävning av homininer delats så omedelbart över hela världen.
”Ett generationsskifte”
När de 1 350 fossilerna och fossilfragmenten återfanns i grottorna förvarades, konserverades och anskaffades de vid University of Witwatersrand. Det stod dock klart att tusentals ben fanns kvar på platsen och att Rising Star mycket snabbt skulle bli ett långsiktigt forskningsprojekt, inte den bärgningsoperation som teamet hade börjat tro att det var.
För att fler fossiler skulle grävas ut behövde dock de återvunna fossilerna förberedas och analyseras, vilket tar tid och kraft. Traditionellt sett utförs analyser av fossilt homininmaterial – särskilt fossil som har potential att vara nya arter – av seniora forskare, och det kan vara en avsevärd fördröjning mellan upptäckten av materialet och den formella publiceringen. Dessutom har tidskrifter historiskt sett inte alltid krävt att fossildata ska ingå i publikationen.
Berger och Hawks ville något annat. Det fanns så många fossil att analysera, konstaterade de, att projektet behövde en massiv workshop med forskare som arbetade i samarbete. De ville, som de uppgav i sin workshopannons på Facebook, ha ”forskare i början av karriären” som skulle ”vara villiga att dela med sig av dessa data och färdigheter” i en ”samarbetsverkstad”. Och de ville att fossilerna skulle komma in i det publicerade registret i tid.
”Jag tror att det sker ett generationsskifte just nu som gör paleoantropologi till vetenskap”, förklarade Lee Berger för mig. ”Vi lägger ut data och uppmuntrar till öppet samarbete.”
De hade mer än 150 sökande, och i maj 2014 kom mer än 40 till Johannesburg för att arbeta med grottans fossila material i fem veckor. Flera workshopdeltagare uppskattar att långt över 10 000 persontimmar gick åt till att analysera de fossila samlingarna. ”Workshopen var större än vad som är typiskt”, erbjöd den biologiska antropologen Caroline VanSickle via e-post. ”Det är ovanligt att så många paleoantropologer är på samma plats samtidigt under så många veckor. Antalet deltagare dikterades delvis av omfattningen av det fossila fyndet.”
Under workshopen analyserade forskarna de olika skelettdelarna och analyserade slitagemönstren på benen. Under de live-tweetade utgrävningarna strömmade frågorna in och frågade teamet vilka fossila homininarter som fanns i grottan och hur benen hamnade där. Workshopen var ett tillfälle att börja arbeta med dessa frågor och mer därtill. ”Jag tycker att vi gjorde ett anmärkningsvärt arbete med att tänja på kunskapsgränserna, uppmuntra andra forskare att förfina förståelsen av naledi och dela vårt arbete med världen”, säger den biologiska antropologen Zach Throckmorton.
Resultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften eLife med öppen tillgång och med peer-review den 10 september 2015. Gruppens drag att publicera en så viktig, exceptionellt känd uppsättning fossiler i en open-access-tidskrift – i stället för de mer traditionella tidskrifterna som Nature och Science – sände ett tydligt budskap. Även om traditionella tidskrifter har en viss prestige och gravitas i vetenskapliga kretsar, lever de bakom betalväggar och är långsammare att vända peer review än sina motsvarigheter med öppen tillgång.
”Med Rising Star’s genomtänkta och medvetna samarbete under årens lopp har vi visat att man inte behöver ställa publiceringshastighet mot kvalitet”, förklarade John Hawks för mig. ”Man kan ha ett bra arbete som görs relativt snabbt med paleo-standard. Vi vill ta in samarbetspartners. Vi vill höja nivån på den vetenskap som kan göras med dessa fossil.”
I sin publikation hävdade de 47 författarna att fossilerna var en ”tidigare okänd art av utdöd hominin”, med en anatomi som närmast liknade andra tidiga homo-arter, som Homo erectus eller Homo habilis. (Även om det fanns gott om unika egenskaper som skilde denna nya art åt.) Teamet gav arten namnet Homo naledi och noterade att de 15 individer som återfanns i grottan var den ”största sammansättningen av en enda homininart som hittills upptäckts i Afrika”. Hittills har artikeln visats mer än 231 000 gånger.
Som de flesta fossila homininer var arten en blandning av apliknande och människoliknande anatomiska drag. Men den här nya arten kom med mer än sin beskärda del av märkliga och förbryllande egenskaper, vilket gör det svårt för forskarna att avgöra var den ska placeras i släktträdet av homininer. ”Dessa exemplar är enhetliga i sin lilla storlek, särskilt i förhållande till de samtida fossilerna i södra Afrika, men de har också ett antal kännetecken som är jämförbara med nyligen döda människor”, har den biologiska antropologen Adam Van Arsdale, som inte är knuten till projektet, noterat. ”Homo naledi ger oss en chans att studera evolutionens mosaikmönster”, förklarade han i en intervju.
Access
För en stor del av paleoantropologins historia har möjligheten att arbeta på fossilplatser eller att få tillgång till fossilerna självt kommit genom professionellt nätverkande. Rising Star-workshopen – och de samarbeten som har uppstått ur den ursprungliga workshopen under efterföljande år – har gett forskare i början av sin karriär möjlighet att bygga upp nya professionella nätverk. Dessa nätverk har vuxit under efterföljande år.
I takt med att de ursprungliga deltagarna i workshopen har avancerat i karriären har de aktivt arbetat för att fortfarande involvera yngre lärare och postdoktorer, liksom doktorander och studenter, och på så sätt fortsätta att stärka förtroendenätverken och förstärka fördelarna med öppet samarbete. Alla är intresserade av och engagerade i öppen tillgång med fossiler och data – med Homo naledi-materialet, naturligtvis, men också i andra projekt som de har blivit involverade i.
Det finns många olika typer av data som omger Homo naledi – allt från mätningar av kalibrar, till skanningar av fossilerna, till 3D-rekonstruktioner av själva Rising Star Cave. Teamet arbetar för att upprätthålla en balans mellan att säkerställa lättillgängliga data från projektet och expertkvalitetskontroll. Det är inte en fri konkurrens. ”Vi kan inte alltid vara så öppna som vi skulle vilja”, klargjorde den postdoktorala forskaren Ashley Kruger från University of Witwatersrand. Kruger ansvarar för digitaliseringen av många aspekter av projektet. ”Det kan bero på en institutions regler. Men vi vill att data som används i publikationer ska vara öppna och tillgängliga.”
Öppen tillgång är inte gratis, vilket många förespråkare såväl som kritiker av Rising Stars strategi för datatillgänglighet påpekar. Frågan om var data lagras, hur de kan nås och vem som kan använda dem beror på de forskare som genererar dem. Men framgången för öppen tillgång beror också på de institutioner och bidrag som finansierar forskningen och på om tidskrifter kräver öppenhet och insyn i data i samband med publicering av peer-reviewed forskning.
”Framgången för Rising Star’s policy för öppen tillgång innebär att det kommer att bli svårare för paleoantropologer i framtiden att inte vara mer öppna med sina data”, säger Throckmorton. ”De kanske inte är öppna på samma nivå som naledi-projektet, men de kommer att vara mer öppna. Det har skett en förändring i förväntningarna på publicering av fossiler.”
Rising Star’s push för öppen tillgång slutade inte med eLife-publikationen. Traditionellt sett har kopior av fossil delats inom forskar- och universitetsvärlden genom fysiska avgjutningar. Det finns dock alternativ – MorphoSource är ett onlinearkiv som gör det möjligt för forskare att lagra och dela 3D-skanningar av fossiler, till exempel. Webbplatsen drivs av Duke University och ger registrerade användare möjlighet att kostnadsfritt ladda ner skanningar för att skriva ut dem. ”Fossilavgjutningar är dyra”, påpekar VanSickle, ”ibland svåra eller omöjliga att få tag på. Genom att publicera fossilerna i MorphoSource blir de lättillgängliga.” Hittills har skanningar av etthundrafyrtiotre av Homo naledis fossil laddats upp till MorphoSource.org där de gratis kan laddas ner och skrivas ut av vem som helst.
Rising Star har inrättat Google hangout-sessioner för att chatta med K-12-klassrum över hela världen. Projektet har också starkt engagerat sig i utbildning genom museiutställningar, kurser och uppsökande verksamhet från Maropeng Visitor Centre i mänsklighetens vagga till Perot Museum of Science and Nature i Dallas. I höstas, den 23 oktober, lanserade projektet en gratis virtual reality-app som gör det möjligt för ”besökare” att ta sig in i Dinaledi-kammaren via sin smartphone.
Sydafrikanen och nuvarande magisterstudenten Nompumelelo Hlophe, som arbetade på platsen under de korta fältsäsongerna mellan 2015-2016, har översatt ljuddelen av Dinaledi-turnén till zulu. ”Jag älskar att informera allmänheten och förklara om Homo naledi”, berättade Hlophe för mig. ”Att berätta för dem att jag var en del av det här projektet är verkligen kraftfullt. Det har ändrat mina karriärmål.”
Rising Star idag
Projektet Rising Star är långt ifrån avslutat och pågår för närvarande en fältsäsong i Dinaledi-kammaren fram till november i år. ”Rising Star känns som en utforskning i ordets rätta bemärkelse”, säger Elliott till Ars. ”Det är nyfikenhet med ett syfte.”
Syfte – i form av hypotesprövning – har präglat de flera korta fältsäsongerna efter 2013 i Rising Star-systemet. Förutom utgrävningarna i Dinaledi-kammaren inleddes utgrävningar i en andra del av grottsystemet, Lesedi-kammaren, där ytterligare tre Homo naledi-individer återfanns. Ytterligare tre Homo naledi-individer grävdes ut från Hill Antechamber, en del av den egentliga Dinaledi, vilket innebär att den senaste Rising Star-fossilräkningen uppgår till 21 Homo naledi-individer och mer än 2 000 fossilfragment. Geologer har gått igenom grottorna för att hjälpa till att sätta ihop exakt hur systemet bildades. Det nya teamet av utgrävare utbildas under ledning av Marina Elliott och Becca Peixotto.
I takt med att Rising Star har fått större räckvidd omfattar projektet nu ett heltidsteam för grottforskning – bestående av Maropeng Ramalepa, Dirk van Rooyen, Mathabela Tsikoane, Steven Tucker och Rick Hunter – för att hjälpa till med utgrävningssäkerheten, för att hjälpa till med att manövrera ut obekväma fossil ur grottan och för att fortsätta kartlägga grottsystemet. ”Jag har alltid utforskat grottor främst för att hitta nya delar av grottsystem”, förklarade Tucker. ”Efter naledi öppnades mina ögon för möjligheterna till fossilfynd i välkända grottor.”
Några av de största aktuella forskningsmålen för Rising Star-projektet är inriktade på frågan om varför det finns så många homininer – och bara homininer – i grottans kammare. Forskare har föreslagit att detta mönster av fossil endast kan bero på att Homo naledi medvetet gjorde sig av med sina döda. Det nuvarande fältarbetet kommer att fortsätta att testa denna förklaring genom att utöka utgrävningarna i Dinaledi-kammaren och inkludera nya provgropar.
Fossilentusiaster kan följa utgrävningarna från slutet av oktober till mitten av november på Twitter via #RisingStarExpedition och #DinalediChamber.
Under större delen av sin historia har paleoantropologin varit en vetenskap som byggts upp av superlativer. Rubrikerna berättar om det äldsta fossilet. Det mest kompletta skelettet. Den tidigaste moderna människan. Den här typen av påståenden gör det lätt att anta att vetenskapen om människans utveckling drivs av upptäckter, och det superlativfyllda Rising Star-projektet är ett bevis på att det finns ett aldrig sinande intresse för fynd av fossila homininer.
Men vetenskapen är en social process, och mer än något annat har Rising Star utmanat sina paleoantropologikollegor att ompröva hur de går till väga för att bedriva sin vetenskap. Homo naledi har haft tillräckligt med kulturellt inflytande för att utmana vetenskapen om människans utveckling att vara mer öppen och tillgänglig med sina data.