Little Foot ist einer der ältesten bekannten Homininen im südlichen Afrika. Dieses fast vollständige Skelett der Gattung Australopithecus stammt aus mehr als drei Millionen Jahren. Es wurde 1994 in den Sterkfontein-Höhlen bei Johannesburg in Südafrika gefunden, die Teil der „Wiege der Menschheit“ sind.
Wir wissen viel über die Gattung Australopithecus, dank Hunderten fossiler Überreste, die in Afrika gefunden wurden. Wir wissen, dass es sich um mehrere Arten handelte, von denen einige möglicherweise gleichzeitig lebten, und dass diese Arten eine große Vielfalt an Nahrungsmitteln konsumierten.
Da die Fossilien jedoch häufig fragmentiert sind, wissen wir immer noch nicht genau, wie das Gehirn des Australopithecus aussah, wie sie gelaufen sind oder warum sie sich auf bestimmte Weise entwickelt haben.
Jetzt hat uns eine Kombination aus dem relativ intakten Schädel von Little Foot und einer Hightech-Scan-Technik namens Mikrotomografie dabei geholfen, einige der Antworten zu finden.
Meine Kollegen und ich haben mithilfe der Mikrotomografie den Schädel von Little Foot virtuell untersucht. Diese Technik basiert auf der Verwendung eines Scanners, mit dem wir auf sehr feine Details zugreifen können - jeweils einige Mikrometer. Wir untersuchten verschiedene anatomische Strukturen des Schädels und insbesondere die Gehirnabdrücke und das Innenohr.
Wir verglichen dann, was wir fanden, mit anderen Australopithecus- Exemplaren und mit fossilen Überresten, die zu verschiedenen Gruppen gehörten: Paranthropus und früher Homo . Diese sind geologisch gesehen jünger, was es uns ermöglichte, die Evolution zu verfolgen.
Das Gehirn und das Innenohr sind ebenfalls interessante Schnittstellen zwischen fossilen Homininen und ihrer physischen und sozialen Umgebung. Durch diese Studien können wir neue Szenarien präsentieren und erforschen, wie unsere Vorfahren gelebt und sich entwickelt haben.
Gehirnabdrücke studieren
Das Gehirn kann nicht fossilisieren. Das bedeutet, dass jedes Verständnis der Evolution des Hominin-Gehirns auf der Analyse der Abdrücke des Gehirns beruht, die sich im Inneren unserer Schädel, auch als Endocast bezeichnet, befinden.
Der Endocast kann Informationen über die Größe, Form und Organisation des Gehirns sowie über das Gefäßsystem liefern, das es versorgt. Trotz des Vorhandenseins einiger Risse und der Tatsache, dass einige Teile des Schädels deformiert sind, ist der Endocast des kleinen Fußes relativ vollständig und bewahrt deutliche Abdrücke des Gehirns.
"Little Foot's" Schädel und eine 3-D-Darstellung des Endocasts. (Beaudet et al. 2019 Journal of Human Evolution) Die Abdrücke des Gehirns in den Frontallappen von Little Foot ähneln den geologisch jüngeren Exemplaren von Australopithecus : Sie weisen ein affenähnliches Muster auf, das sich erheblich von lebenden Menschen unterscheidet. Der visuelle Kortex in der hinteren Region von Little Foots Endocast scheint mittlerweile stärker erweitert zu sein als bei jüngeren Australopithecus und bei lebenden Menschen, wo er stärker reduziert ist.
Diese Informationen sind von entscheidender Bedeutung, da die Reduzierung des visuellen Kortex im Hominin-Gehirn mit der Erweiterung des parietalen Assoziationskortex zusammenhängt, der an kritischen Funktionen wie Gedächtnis, Selbsterkenntnis, Orientierung, Aufmerksamkeit oder Werkzeuggebrauch beteiligt ist. Dies könnte bedeuten, dass diese Funktionen in Little Foot nicht so entwickelt waren wie in späteren Homininen.
Unsere Hypothese ist, dass Umweltveränderungen vor etwa 2, 8 Millionen Jahren zu einem selektiven Druck auf das Gehirn von Australopithecus geführt haben könnten. Ein unvorhersehbares Umfeld hätte möglicherweise die Lebensräume und Nahrungsressourcen von Australopithecus verändert, und sie mussten sich anpassen, um zu überleben. Dies würde die zerebralen Unterschiede zwischen Little Foot und jüngerem Australopithecus erklären.
Und unsere Studie legt auch nahe, dass das Gefäßsystem im Endokast von Australopithecus komplexer war als bisher angenommen, insbesondere in den mittleren Hirnhautgefäßen. Dies bedeutet, dass Little Foot in Bezug auf den zerebralen Blutfluss relativ nahe bei uns gewesen sein könnte.
Dieses Merkmal könnte eine entscheidende Rolle bei der Entstehung eines großen Gehirns in der menschlichen Linie gespielt haben, da dieser Teil des Gefäßsystems wahrscheinlich am Kühlsystem des Gehirns beteiligt ist.
Das Innenohr erkunden
In einem zweiten Artikel beschreiben wir auch faszinierende Details des Innenohrs von Little Foot. Das Innenohr enthält die Gleichgewichtsorgane - das Vestibularsystem mit seinen halbkreisförmigen Kanälen - und das Gehör durch die schneckenförmige Cochlea.
Traditionell könnte das Innenohr in Fossilien durch die Form des knöchernen Labyrinths beschrieben werden, das im Schläfenbein eingebettet ist. Dank unserer mikrotomografischen Analysen konnten wir das Innenohr von Little Foot virtuell rekonstruieren. Wir fanden heraus, dass es menschenähnliche und affenähnliche Merkmale kombiniert. Es ähnelt am ehesten einem anderen Australopithecus- Exemplar, das in der Jacovec-Höhle in Sterkfontein gefunden wurde und in etwa dem Alter von Little Foot entspricht. Diese beiden Exemplare könnten die Ahnenmorphologie des Australopithecus -Innenohrs darstellen.
Es gibt eine enge Beziehung zwischen dem Vestibularsystem und der Fortbewegung - wie wir gehen. In Little Foot und anderen Australopithecus unterscheidet sich das Vestibularsystem von Menschen und Paranthropus, weist jedoch Ähnlichkeiten mit Affen auf.
Dies könnte mit der langjährigen Hypothese übereinstimmen, dass Australopithecus auf zwei Beinen auf dem Boden hätte laufen können, aber auch einige Zeit in den Bäumen verbracht hätte. Paranthropus unterscheidet sich auch von Homo : Sie waren Zweibeiner wie wir, konnten sich aber wahrscheinlich nicht auf bestimmte Aktivitäten wie Laufen einlassen.
Weitere faszinierende Erkenntnisse haben wir aus dem Innenohr gewonnen. Dazu gehört, dass die im Innenohr vorkommende kleine Fußschnecke geologisch jüngeren Australopithecus- Exemplaren und Paranthropus ähnlich ist. Sie unterscheidet sich jedoch erheblich von fossilen Homo- Exemplaren. Dieses Organ steht im Zusammenhang mit der Wahrnehmung von Geräuschen und mit ökologischen Faktoren wie Ernährung, Lebensraum oder Kommunikation.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Little Foot anders mit seiner Umgebung interagiert haben könnte als unsere jüngeren menschlichen Vorfahren.
Diese Forschung bietet einen faszinierenden Einblick in das Gehirn und das Innenohr von Little Foot und hilft uns zu verstehen, wie sich das Gehirn und die Ohren unserer Vorfahren vor Millionen von Jahren entwickelt haben.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Amélie Beaudet, Postdoktorandin, Universität Witwatersrand
