1924, en treårig barnskalle som hittades i Sydafrika förändrade för alltid hur människor tänker om mänskligt ursprung.

Taung-barnet, vårt första möte med en uråldrig grupp av proto-människor eller homininer som kallas australopithecines, var en vändpunkt i studiet av människans evolution. Denna upptäckt flyttade fokus för forskning om mänskligt ursprung från Europa och Asien till Afrika, satte scenen för det senaste århundradets forskning på kontinenten och in i dess "Cradles of Humankind".

Få människor då skulle ha kunnat förutsäga vad forskare vet om evolution idag, och nu är upptäcktstakten snabbare än någonsin. Även sedan 2000-talets början, Läroböcker om mänskligt ursprung har skrivits om om och om igen. För bara 20 år sedan, ingen kunde ha föreställt sig vad forskare vet två decennier senare om mänsklighetens djupa förflutna, än mindre hur mycket kunskap som kan utvinnas ur en fingerborg av smuts, en repa av tandplack eller satelliter i rymden.

Mänskliga fossiler växer ur släktträdet

I Afrika, det finns nu flera fossila kandidater för den tidigaste hominin som dateras till mellan 5 och 7 miljoner år sedan, när vi vet att människor sannolikt skiljer sig från andra stora apor baserat på skillnader i vårt DNA.

Även om det upptäcktes på 1990-talet, publiceringen av det 4,4 miljoner år gamla skelettet med smeknamnet "Ardi" 2009 förändrade forskarnas syn på hur homininer började gå.

Avrundat våra nya släktingar är några australopitheciner, inklusive Australopithecus deryiremeda och Australopithecus sediba, såväl som en potentiellt sent överlevande art av tidig Homo som återupptog debatten om när människor först började begrava sina döda.

Perspektiven på vår egen art har också förändrats. Arkeologer trodde tidigare att Homo sapiens utvecklades i Afrika runt 200, 000 år sedan, men historien har blivit mer komplicerad. Fossiler som upptäckts i Marocko har förskjutit det datumet tillbaka till 300, 000 år sedan, överensstämmer med gamla DNA-bevis. Detta väcker tvivel om att vår art uppstod på någon enskild plats.

Detta århundrade har också fört med sig oväntade upptäckter från Europa och Asien. Från gåtfulla "hobbitar" på den indonesiska ön Flores till denisovanerna i Sibirien, våra förfäder kan ha stött på en mängd andra homininer när de spred sig från Afrika. Bara i år, forskare rapporterade om en ny art från Filippinerna.

Antropologer inser att våra förfäder Homo sapiens hade mycket mer kontakt med andra mänskliga arter än vad vi tidigare trott. I dag, mänsklig evolution ser mindre ut som Darwins träd och mer som ett lerigt, flätad ström.

Urgammalt DNA avslöjar gamla släktskap

Många nya upptäckter har möjliggjorts av den nya vetenskapen om forntida DNA.

Sedan forskare sekvenserade det första forntida mänskliga genomet 2010, data från tusentals individer har spridit nya insikter om vår arts ursprung och tidiga historia.

En chockerande upptäckt är att även om våra linjer delas upp till 800, 000 år sedan, moderna människor och neandertalare parade sig ett antal gånger under den senaste istiden. Det är därför många människor idag har lite neandertal-DNA.

Forntida DNA är hur forskare först identifierade de mystiska Denisovanerna, som korsades med oss ​​och neandertalarna. Och medan de flesta studier fortfarande utförs på ben och tänder, det är nu möjligt att extrahera gammalt DNA från andra källor som grottsmuts och 6, 000 år gammalt tuggummi.

Genetiska metoder rekonstruerar också individuella och familjeförhållanden, och koppla forntida individer till levande folk för att avsluta decennier långa debatter.

Applikationerna går långt utöver människor. Paleogenomics ger överraskande upptäckter om växter och djur från gamla frön och skelett gömda i museernas bakrum.

Biomolekyler gör det osynliga synligt

DNA är inte den enda molekylen som revolutionerar studier från det förflutna.

Paleoproteomik, studiet av gamla proteiner, kan bestämma arten av ett fossil och nyligen kopplat en 9-fot lång, 1, 300 pund utdöd apa som levde för nästan 2 miljoner år sedan till dagens orangutanger.

Tandsten – den härdade plack som din tandläkare skrapar av dina tänder – är särskilt informativ, avslöjar allt från vem som drack mjölk 6, 000 år sedan till den överraskande mångfalden av växter, något troligt läkemedel, i neandertalkost. Calculus kan hjälpa forskare att förstå gamla sjukdomar och hur människans tarmmikrobiomet har förändrats över tiden. Forskare hittar till och med kulturella ledtrådar - ljusblå lapis lazuli fångade i en medeltida nunnas kalkyl fick historiker att ompröva vem som skrev belysta manuskript.

Lipidrester fångade i keramik har avslöjat ursprunget till mjölkkonsumtionen i Sahara och visade att konstigt formade krukor som hittades i hela brons- och järnålderns Europa var uråldriga nappflaskor.

Forskare använder kollagenbaserade "streckkoder" för olika djurarter för att svara på frågor som sträcker sig från när asiatiska råttor anlände som skeppare på Afrika-bundna fartyg till vilka djur som användes för att producera medeltida pergament eller till och med för att upptäcka mikrober som lämnats av en munkkyss på en sida .

Big data avslöjar stora mönster

Medan biomolekyler hjälper forskare att zooma in i mikroskopiska detaljer, andra tillvägagångssätt låter dem zooma ut. Arkeologer har använt flygfotografering sedan 1930-talet, men allmänt tillgängliga satellitbilder gör det nu möjligt för forskare att upptäcka nya platser och övervaka befintliga i riskzonen. Drönare som flyger över platser hjälper till att undersöka hur och varför de tillverkades och bekämpar plundring.

Ursprungligen utvecklad för rymdapplikationer, forskare använder nu LIDAR – en fjärranalysteknik som använder lasrar för att mäta avstånd – för att kartlägga 3D-ytor och visualisera landskap här på jorden. Som ett resultat, antika städer växer fram ur tät vegetation på platser som Mexiko, Kambodja och Sydafrika.

Teknik som kan titta under jorden från ytan, som Ground Penetrating Radar, revolutionerar också området – t.ex. avslöjar tidigare okända strukturer vid Stonehenge. Mer och mer, arkeologer kan göra sitt arbete utan att ens gräva ett hål.

Lag av arkeologer kombinerar stora datamängder på nya sätt för att förstå storskaliga processer. Under 2019, över 250 arkeologer slog samman sina fynd för att visa att människor har förändrat planeten i tusentals år, till exempel, med en 2, 000 år gammalt bevattningssystem i Kina. Detta ekar andra studier som utmanar tanken att antropocen, den nuvarande perioden definierad av mänsklig påverkan på planeten, började först på 1900-talet.

Nya kontakter ger nya möjligheter

Dessa framsteg sammanför forskare på nya spännande sätt. Över 140 nya Nazca Lines, uråldriga bilder inristade i en peruansk öken, upptäcktes med hjälp av artificiell intelligens för att sålla bland drönare och satellitbilder. Med rikedomen av högupplösta satellitbilder online, team vänder sig också till crowdsourcing för att hitta nya arkeologiska platser.

Även om nya partnerskap mellan arkeologer och vetenskapliga specialister inte alltid är spänningsfria, Det finns en växande konsensus om att att studera det förflutna innebär att nå över fält.

Open Science-rörelsen har som mål att göra detta arbete tillgängligt för alla. Forskare inklusive arkeologer delar data mer fritt inom och utanför akademin. Offentliga arkeologiprogram, samhällsgrävningar och digitala museisamlingar blir vanliga. Du kan till och med skriva ut din egen kopia av kända fossiler från fritt tillgängliga 3D-skanningar, eller en arkeologisk målarbok på mer än 30 språk.

Ansträngningar för att göra arkeologi och museer mer rättvisa och engagera inhemska forskningspartner tar fart när arkeologer funderar över vems förflutna som avslöjas. Att berätta den mänskliga historien kräver en gemenskap av röster för att göra saker rätt.

Att studera det förflutna för att förändra vår nutid

Eftersom nya metoder möjliggör djupgående insikter i mänsklighetens delade historia, en utmaning är att se till att dessa insikter är relevanta och nyttiga i nuet och framtiden.

Under ett år präglat av ungdomsledda klimatstrejker och ökad medvetenhet om en planet i kris, det kan verka kontraproduktivt att se tillbaka i tiden.

Men när man gör det, arkeologer ger empiriskt stöd för klimatförändringar och avslöjar hur forntida folk klarade av utmanande miljöer.

Som ett exempel, studier visar att medan industriell köttproduktion har allvarliga miljökostnader, transhumance – en traditionell praxis för säsongsmässigt flyttande boskap, som nu erkänts av UNESCO som immateriellt kulturarv – är inte bara ljus på landet idag, men hjälpte till att främja biologisk mångfald och hälsosamma landskap tidigare.

Arkeologer idag bidrar med sina metoder, data och perspektiv mot en vision för en mindre skadad, mer bara planet. Även om det är svårt att förutsäga exakt vad nästa århundrade kommer att erbjuda när det gäller arkeologiska upptäckter, ett nytt fokus på "användbara förflutna" pekar i en positiv riktning.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.