Little Foot is een van de oudste bekende mensachtigen in zuidelijk Afrika. Dit bijna complete skelet, behorende tot het geslacht Australopithecus, dateert meer dan drie miljoen jaar. Het werd gevonden in 1994 in de Sterkfontein Caves nabij Johannesburg in Zuid-Afrika, die deel uitmaken van de "Cradle of Humankind".
We weten heel veel over het geslacht Australopithecus, dankzij honderden fossiele resten die in Afrika zijn gevonden. We weten dat het uit verschillende soorten bestond, waarvan sommige mogelijk tegelijkertijd leefden, en dat deze soorten een grote diversiteit aan voedsel consumeerden.
Maar helaas, omdat de fossielen vaak gefragmenteerd zijn, weten we nog steeds niet precies hoe de hersenen van Australopithecus eruit zagen, hoe ze liepen of waarom ze op bepaalde manieren evolueerden.
Nu heeft een combinatie van de relatief intacte schedel van Little Foot en een high-tech scantechniek genaamd microtomografie ons geholpen enkele van de antwoorden te onthullen.
Mijn collega's en ik hebben microtomografie gebruikt om de schedel van Little Foot virtueel te onderzoeken. Deze techniek is afhankelijk van het gebruik van een scanner waarmee we toegang hebben tot zeer fijne details - een paar micrometers per keer. We hebben verschillende anatomische structuren van de schedel onderzocht, en meer in het bijzonder de hersenafdrukken en het binnenoor.
We vergeleken vervolgens wat we vonden met andere exemplaren van Australopithecus en met fossiele overblijfselen die tot verschillende groepen behoorden: Paranthropus en vroege Homo . Deze zijn geologisch jonger, waardoor we de evolutie konden volgen.
De hersenen en het binnenoor zijn ook interessante interfaces tussen fossiele mensachtigen en hun fysieke en sociale omgeving. Door deze studies kunnen we nieuwe scenario's presenteren en verkennen over hoe onze voorouders leefden en evolueerden.
Hersenafdrukken bestuderen
De hersenen kunnen niet fossiliseren. Dat betekent dat elk begrip van de evolutie van de menselijke hersenen afhankelijk is van het analyseren van de indrukken van de hersenen die aan de binnenkant van onze schedels worden bewaard, ook bekend als de endocast.
De endocast kan informatie leveren over de grootte, vorm en organisatie van de hersenen, evenals het vaatstelsel dat het voedt. Ondanks de aanwezigheid van enkele scheuren en het feit dat sommige delen van de schedel vervormd zijn, is de endocast van de Kleine Voet relatief compleet en behoudt hij duidelijke afdrukken van de hersenen.
"Little Foot's" schedel en een 3D-weergave van de endocast. (Beaudet et al. 2019 Journal of Human Evolution) De indrukken van de hersenen in de frontale lobben van Little Foot zijn vergelijkbaar met de geologisch jongere exemplaren van Australopithecus : ze vertonen een aapachtig patroon dat aanzienlijk verschilt van levende mensen. De visuele cortex in het achterste gedeelte van de endocast van Little Foot lijkt ondertussen meer uitgebreid te zijn dan bij jongere Australopithecus en bij levende mensen, waar deze meer is verminderd.
Deze informatie is van cruciaal belang omdat de vermindering van de visuele cortex in de hersenen van mensachtigen verband houdt met de uitbreiding van de pariëtale associatie cortex, die betrokken is bij kritieke functies zoals geheugen, zelfbewustzijn, oriëntatie, aandacht of gebruik van gereedschap. Dit zou kunnen betekenen dat die functies niet zo ontwikkeld waren in Little Foot in vergelijking met latere mensachtigen.
Onze hypothese is dat veranderingen in het milieu ongeveer 2, 8 miljoen jaar geleden kunnen hebben geleid tot selectieve druk op de hersenen van Australopithecus . Een onvoorspelbare omgeving heeft misschien de leefgebieden en voedselbronnen van Australopithecus veranderd en ze moesten zich aanpassen om te overleven. Dit zou cerebrale verschillen tussen Little Foot en jongere Australopithecus kunnen verklaren.
En onze studie suggereert ook dat het vaatstelsel in de endocast van Australopithecus complexer was dan eerder gedacht, met name in de middelste hersenvaten. Dit betekent dat Little Foot mogelijk relatief dicht bij ons in de buurt was in termen van cerebrale bloedstroom.
Deze eigenschap heeft mogelijk een centrale rol gespeeld bij het ontstaan van grote hersenen in de menselijke lijn, omdat dit deel van het vaatstelsel waarschijnlijk betrokken is bij het koelsysteem van de hersenen.
Het binnenoor verkennen
In een tweede artikel beschrijven we ook fascinerende details over het binnenoor van Little Foot. Het binnenoor bevat de evenwichtsorganen - het vestibulaire systeem met zijn halfronde kanalen - en gehoor, via het slakvormige slakkenhuis.
Traditioneel kon het binnenoor in fossielen worden beschreven door de vorm van het benige labyrint ingebed in het temporale bot. Onze microtomografische analyses lieten ons toe om het binnenoor van Little Foot virtueel te reconstrueren. We ontdekten dat het mensachtige en aapachtige kenmerken combineerde. Het lijkt het meest op een ander exemplaar van Australopithecus in Jacovec Cavern in Sterkfontein, dat ongeveer even oud is als Little Foot. Die twee exemplaren kunnen de voorouderlijke morfologie van het binnenoor van Australopithecus vertegenwoordigen.
Er is een nauwe relatie tussen het vestibulaire systeem en beweging - hoe we lopen. In Little Foot en andere Australopithecus verschilt het vestibulaire systeem van mensen en Paranthropus, maar vertoont overeenkomsten met apen.
Dit kan consistent zijn met de al lang bestaande hypothese dat Australopithecus op twee benen op de grond had kunnen lopen, maar ook wat tijd in de bomen kon doorbrengen. Paranthropus verschilt ook van Homo : het waren tweevoeters zoals wij, maar konden waarschijnlijk geen specifieke activiteiten ondernemen, zoals hardlopen.
We hebben verder fascinerende inzichten verkregen uit het binnenoor. Deze omvatten het feit dat het slakkenhuis van Little Foot, dat in het binnenoor wordt gevonden, vergelijkbaar is met geologisch jongere Australopithecus- exemplaren en met Paranthropus . Maar het verschilt aanzienlijk van dat van fossiele Homo- exemplaren. Dit orgel is gerelateerd aan geluidsbeleving en aan ecologische factoren zoals voeding, leefomgeving of communicatie.
Dus onze bevindingen suggereren dat Little Foot anders had kunnen omgaan met zijn omgeving dan onze recentere menselijke voorouders.
Dit onderzoek biedt een fascinerend venster in de hersenen en het binnenoor van Little Foot en helpt ons meer te begrijpen over hoe de hersenen en oren van onze voorouders miljoenen jaren geleden zijn geëvolueerd.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Amélie Beaudet, postdoc, Universiteit van de Witwatersrand
