För fyrtio år sedan, en söndagsmorgon i slutet av november 1974, grävde en grupp forskare på en isolerad plats i Afar-regionen i Etiopien.

Som de undersökte området upptäckte paleoantropologen Donald Johanson en liten del av ett armbågsben. Han kände genast igen det som att det kom från en mänsklig förfader. Och det fanns mycket mer. ”När jag tittade uppför sluttningarna till vänster såg jag bitar av skallen, en bit av käken, ett par ryggkotor”, säger Johanson.

Det var genast uppenbart att skelettet var ett betydelsefullt fynd, eftersom man visste att sedimenten på platsen var 3,2 miljoner år gamla. ”Jag insåg att detta var en del av ett skelett som var äldre än tre miljoner år”, säger Johanson. Det var den äldsta tidiga människa – eller hominin – som någonsin hittats. Senare visade det sig att det också var det mest kompletta: hela 40 procent av skelettet hade bevarats.

Kan Lucy vara vår direkta förfader, en saknad lucka i människans släktträd?

På gruppens lägerplats den kvällen spelade Johanson upp en Beatles-kassett som han hade tagit med sig, och låten ”Lucy in the Sky with Diamonds” kom på. Vid det här laget trodde Johanson att skelettet var en kvinna eftersom det var litet. Så någon sa till honom: Han sa till honom: ”Varför kallar du det för Lucy?”. Namnet fastnade genast. ”Helt plötsligt”, säger Johanson, ”blev hon en person.”

Det skulle dröja ytterligare fyra år innan Lucy beskrevs officiellt. Hon tillhörde en ny art kallad Australopithecus afarensis, och det stod klart att hon var ett av de viktigaste fossil som någonsin upptäckts.

Men på lägerplatsen morgonen efter upptäckten dominerades diskussionen av frågor. Hur gammal var Lucy när hon dog? Hade hon barn? Hur såg hon ut? Och kan hon vara vår direkta förfader, en saknad lucka i det mänskliga släktträdet? Fyrtio år senare börjar vi få svar på några av dessa frågor.

Trots att hon var en ny art var Lucy inte den första Australopithecus som hittades. Det var Taung Child, det fossilerade kraniet av ett litet barn som levde för cirka 2,8 miljoner år sedan i Taung i Sydafrika. Taung Child upptäcktes 1924 och studerades av anatomikern Raymond Dart. Han insåg att det tillhörde en ny art som han kallade Australopithecus africanus.

Taungbarnet fördömdes som bara en apa och utan någon större betydelse

Dart skrev: ”Jag visste med en gång att det som låg i mina händer inte var någon vanlig antropoid hjärna. Här i kalkkonsoliderad sand fanns kopian av en hjärna som var tre gånger så stor som en babian och betydligt större än en vuxen schimpans…”. Taungbarnets tänder liknade mer ett människobarns än en apas tänder. Dart drog också slutsatsen att det kunde gå upprätt, som människor, eftersom den del av kraniet där ryggmärgen möter hjärnan var människoliknande.

Taungbarnet var det första tecknet på att människan härstammar från Afrika. Men när Dart publicerade sin analys året därpå fick han hård kritik. På den tiden ansågs Europa och Asien vara det avgörande navet för människans utveckling, och forskarna accepterade inte att Afrika var en viktig plats. Taungbarnet fördömdes av den framstående anatomin Sir Arthur Keith som bara en apa och utan större betydelse.

Under de följande 25 åren dök fler bevis upp och visade att Dart hade haft rätt hela tiden. När Lucy dök upp accepterade antropologerna att australopithecinerna var tidiga människor, inte bara apor. Så efter sin upptäckt blev Lucy den äldsta potentiella förfadern för varje känd homininart. Den omedelbara frågan var: Hur såg hon ut?

Lucy hade en ”otrolig blandning av mer primitiva och mer härledda drag som inte hade setts tidigare”, säger Johanson. Hennes skalle, käkar och tänder var mer apliknande än hos andra Australopithecus. Hennes hjärnhus var också mycket litet, inte större än hos en schimpans. Hon hade en kraftig käke, en låg panna och långa dinglande armar.

Det finns inget annat däggdjur som går som vi gör

För Johanson, på fältet vid Hadar, var det genast uppenbart att Lucy gick upprätt, som Taungbarnet. Det beror på att formen och placeringen av hennes bäcken speglade en helt upprätt gång. Lucys knä och fotled var också bevarade och verkar återspegla tvåbent gång. Senare studier av A. afarensis fötter ger ännu fler bevis.

Som upprättgående gående stärkte Lucy idén om att gång var ett av de viktigaste selektiva trycken som drev människans utveckling framåt. De första homininerna behövde inte större hjärnor för att ta avgörande steg bort från aporna. Extra hjärnkapacitet kom först över en miljon år senare när Homo erectus anlände. Även om stora hjärnor senare skulle bli viktiga är det fortfarande en av de egenskaper som gör oss unikt mänskliga.

”Det finns inget annat däggdjur som går på samma sätt som vi”, säger William Harcourt-Smith vid American Museum of Natural History i New York. ”Utan bipedalism börjar man undra vad som skulle ha hänt med vår härstamning. Skulle vi ha funnits överhuvudtaget?”

Hon må ha gått som en människa, men Lucy tillbringade åtminstone en del av sin tid uppe i träden, precis som schimpanser och orangutanger gör än i dag. Det kan vara så att upprätt gång utvecklades i träden, som ett sätt att gå längs grenar som annars skulle vara för flexibla.

Det är inte klart varför Lucy lämnade trädens säkerhet och tog sig ner på marken. Man tror att savannerna gradvis öppnades upp och att träden därför fick större avstånd till varandra. Men den verkliga anledningen till att hon tog sig ner på marken kan ha varit att hon sökte efter mat, säger Chris Stringer vid Natural History Museum i London, Storbritannien. I linje med denna idé tyder nya bevis på att australopithecinernas diet förändrades.

Lucy själv kan ha samlat ägg från en sjö

Studier av matrester som fastnat på bevarade hominintänder visar att flera arter, inklusive Lucys, utökade sin diet för cirka 3,5 miljoner år sedan. Istället för att huvudsakligen äta frukt från träd började de inkludera gräs och sly, och möjligen kött. Denna förändring av kosten kan ha gjort det möjligt för dem att sprida sig mer och resa runt mer effektivt i en föränderlig miljö.

Lucy själv kan ha samlat in ägg från en sjö. Fossiliserade krokodil- och sköldpaddsägg hittades i närheten av hennes skelett, vilket ledde till förslag om att hon dog när hon letade efter dem.

En apa med slaktarkunskaper

Hur bearbetade australopithecinerna alla dessa nya livsmedel? Senare arter som Homo erectus är kända för att ha använt enkla stenverktyg, men inga verktyg har någonsin hittats från så här långt tillbaka i tiden. År 2010 upptäckte arkeologer dock djurben med markeringar som verkar ha gjorts av stenverktyg. Det tyder på att Lucy och hennes släktingar använde stenverktyg för att äta kött.

Schimpanser lär sig om verktygsanvändning av sina mödrar

Det har sedan dess förts häftiga debatter om huruvida märkena verkligen var gjorda av verktyg eller inte. Men om de var det är det inte riktigt förvånande, säger Fred Spoor vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, Tyskland.

Spoor påpekar att moderna schimpanser använder flera verktyg, till exempel för att knäcka nötter. Så om schimpanser kan göra det, säger Spoor att vi kan förvänta oss att A. afarensis – som i princip var en ”tvåbent schimpans” – också kunde göra det. Schimpanser lär sig verktygsanvändning av sina mödrar, och Lucy kan ha lärt sig det på ett liknande sätt.

Det skulle vara mer imponerande om Lucys art också hade tillverkat verktyg, men det finns inga bevis för det. ”Skärmärken innebär inte att en sten har blivit vackert modellerad till en kniv”, säger Spoor. ”Det kan vara en vass sten som har skrapat muskler och fett från ett ben.”

Som att ha lärt sig färdigheter av sin mor kan Lucy mycket väl ha lärt sig av andra A. afarensis. Senare fossilfynd från Hadarområdet och jämförelser med andra primater tyder på att Lucy levde i en liten social grupp. Schimpanser lever också i grupper med några dussin individer, och A. afarensis kan ha hållit fast vid detta system.

Lucys barndom var mycket kortare än vår

Lucy var liten jämfört med hanar av sin art. Det har fått vissa forskare att föreslå att hennes samhälle var mansdominerat. Det kan till och med ha varit polygamt, som gorillagrupper idag. I allmänhet är hanar bara betydligt större än honor hos arter där en hane kan kontrollera flera honor. Så Lucy kan ha levt i en grupp som kontrollerades av en dominerande hane, som hade ”ett harem, eller en grupp honor runt omkring sig”, säger Spoor.

Det verkar också som om Lucys barndom var mycket kortare än vår, och att hon var tvungen att klara sig själv från ung ålder.

Vi vet att Lucy var en fullvuxen vuxen människa, eftersom hon hade vishetständer och hennes ben hade smält samman. Men till skillnad från moderna människor verkar hon ha vuxit till full storlek mycket snabbt, och var bara omkring 12 år gammal när hon dog. I linje med detta tyder en studie från 2006 av en 3-årig A. afarensis på att deras hjärnor nådde sin fulla storlek mycket tidigare än vad våra gör.

Samt sett ser Lucy ut som en halvväg mellan apor och människor. Hon var apliknande till utseende och hjärnstorlek, men hon kunde gå upprätt som mer avancerade homininer som levde senare. Så var exakt passar hon in i vårt släktträd?

Det fanns många arter av tidiga homininer, som ofta levde sida vid sida

När hon upptäcktes hyllades Lucy som den äldsta direkta förfadern till moderna människor. ”A. afarensis tog oss ett litet steg närmare den gemensamma förfader som vi delar med schimpanser”, säger Tim White vid University of California i Berkeley. ”Vi visste att vi var genetiskt otroligt nära schimpanserna, och den sista gemensamma förfadern som vi delade med dem uppskattades vara för cirka sex miljoner år sedan. Lucy hade täppt till en lucka i vår kunskap.”

Det ser nu ut som om Lucy inte förde oss så nära vår gemensamma förfader med schimpanser som alla trodde. De senaste genetiska studierna tyder på att vi faktiskt splittrades från schimpanserna mycket tidigare, kanske så mycket som 13 miljoner år sedan. Om detta är sant kom den 3 miljoner år gamla Lucy ganska sent in i berättelsen om människans utveckling. Äldre fossil, som den 4,4 miljoner år gamla Ardipithecus som White och hans kollegor beskriver, ligger närmare våra apförfäder.

Men ett större problem för idén att A. afarensis var våra direkta förfäder är att vår härstamning har visat sig vara mycket komplicerad. Det fanns många arter av tidiga homininer, som ofta levde sida vid sida och kanske till och med korsade varandra. När Lucy hittades var ungefär sju tidiga homininer kända. Nu finns det minst 20. Vi vet helt enkelt inte vilka som så småningom ledde till Homo sapiens och vilka som var evolutionära återvändsgränder.

Det är inte ens klart var i Afrika moderna människor utvecklades. Lucy föreslog att Etiopien var en avgörande plats. Men 2008 upptäcktes en annan art av Australopithecus, A. sediba, i Sydafrika. Den levde för cirka 2 miljoner år sedan, ungefär när Homo-släktet först uppstod. Taungbarnet kom också från samma område, så fyndet föreslog att Sydafrika kan ha varit vår arts födelseplats.

Vi kanske aldrig hittar vår sanna förfader

Trots detta säger White att Lucys art fortfarande är den bästa kandidaten för en direkt förfader, men att det behövs fler fossila bevis från den tiden. ”Jag är övertygad om att fossil kommer att hittas i det intervallet, eftersom jag vet att det i Etiopien redan finns fyra studieområden med fossila sediment av den åldern”, säger han.

Andra arter som Kenyanthropus platyops, som levde för 3,5 miljoner år sedan, skulle också kunna vara förfadern, säger Stringer. Det kan också vara ett fossil som vi ännu inte har hittat.

Spoor är ännu mer försiktig och säger att vi kanske aldrig kommer att hitta vår sanna förfader, eftersom vi bara kommer att hitta en bråkdel av det liv som en gång existerade. Men Lucy kommer definitivt ”ganska nära”, säger han.

Lucys upptäckt markerade en vändpunkt i vår förståelse av människans utveckling. Än idag lär sig forskarna fortfarande av henne. Paleoantropologer kan besöka henne i Etiopiens nationalmuseum i Addis Abeba för att göra ytterligare analyser med hjälp av ny teknik. ”Hon kommer att fortsätta att ge”, säger Harcourt-Smith.

Hennes plats i den mänskliga evolutionen är säkrad

Enligt Johanson var hennes kanske viktigaste bidrag att ”utlösa” en våg av forskning som har lett till upptäckten av många nya arter, som Ardipithecus och A. sediba. Antalet kända arter har mer än fördubblats sedan Lucy, men många delar av historien behöver fortfarande fyllas i, säger Johanson. ”Jag vet att det finns flera andra som lurar vid horisonten.”

Tack vare alla dessa upptäckter vet vi nu att den evolutionära process som ledde till oss inte var linjär. Det fanns en hel del variation och experimenterande på vägen, och många arter drevs till utrotning – den mest kända var neandertalarna. Johanson säger att moderna människor, trots alla våra förmågor, kan ha haft tur som överlevde allt.

Medlemmar i hans team kommer snart att gräva efter fossil i Afar-regionen i Etiopien, nära Lucys hem, som de gör varje år. Det verkar troligt att detta område har fler fossiler att erbjuda. Även om det inte gör det har många fossil som är mer kompletta än Lucy, och mycket äldre, hittats sedan 1974. Trots detta säger Stringer att ”hennes plats i den mänskliga evolutionen är säkrad på lång sikt.”

Donald Johanson talade med Radio 4:s BBC Inside Science. Lyssna på hela intervjun.