Lille Fod er en af de ældste kendte homininer i det sydlige Afrika. Dette næsten komplette skelet, der hører til slægten Australopithecus, stammer mere end tre millioner år tilbage. Det blev fundet i 1994 i Sterkfontein-hulerne nær Johannesburg i Sydafrika, der udgør en del af ”Cradle of Humankind”.
Vi ved ganske meget om slægten Australopithecus takket være hundreder af fossile rester, der findes i Afrika. Vi ved, at den bestod af flere arter, nogle af dem muligvis levede på samme tid, og at disse arter indtager en stor mangfoldighed af mad.
Men desværre, fordi fossilerne ofte er fragmenterede, ved vi stadig ikke nøjagtigt, hvordan Australopithecus ' hjerne så ud, hvordan de gik, eller hvorfor de udviklede sig på bestemte måder.
Nu har en kombination af Little Fots relativt intakte kranium og en højteknologisk scanningsteknologi kaldet mikrotomografi hjulpet os med at afsløre nogle af svarene.
Mine kolleger og jeg brugte mikrotomografi til praktisk talt at undersøge Little Fods kranium. Denne teknik er afhængig af brugen af en scanner, der giver os adgang til meget fine detaljer - et par mikrometer ad gangen. Vi udforskede forskellige anatomiske strukturer i kraniet og nærmere bestemt hjerneindtryk og det indre øre.
Vi sammenlignede derefter det, vi fandt, med andre Australopithecus- prøver, og med fossile rester, der tilhørte forskellige grupper: Paranthropus og early Homo . Disse er geologisk yngre, hvilket gjorde det muligt for os at spore udviklingen.
Hjernen og det indre øre er også interessante grænseflader mellem fossile homininer og deres fysiske og sociale miljø. Gennem disse undersøgelser kan vi præsentere og udforske nye scenarier om, hvordan vores forfædre levede og udviklede sig.
Studerer hjerneindtryk
Hjernen kan ikke fossile. Det betyder, at enhver forståelse af hominin-hjerneudvikling er afhængig af at analysere aftryk af hjernen, der er bevaret på indersiden af vores kranier, også kendt som endokasten.
Endokasten kan levere information om hjernens størrelse, form og organisering såvel som det vaskulære system, der føder den. På trods af tilstedeværelsen af nogle revner og det faktum, at nogle dele af kraniet er deformeret, er Little Foot's endokast relativt komplet og bevarer klare aftryk af hjernen.
“Lille fods” -skalle og en 3D-gengivelse af endokasten. (Beaudet et al., Journal of Human Evolution, 2019) Aftryk af hjernen i Little Foot's frontallober ligner de geologisk yngre eksempler af Australopithecus : de viser et abelignende mønster, der adskiller sig væsentligt fra levende mennesker. Den visuelle cortex i bagregionen af Little Foot's endokast synes i mellemtiden at være mere udvidet end i yngre Australopithecus og hos levende mennesker, hvor det er mere reduceret.
Denne information er kritisk, fordi reduktionen af den visuelle cortex i hominin-hjernen er relateret til udvidelsen af parietal association cortex, som er involveret i kritiske funktioner som hukommelse, selvbevidsthed, orientering, opmærksomhed eller brug af værktøj. Dette kunne betyde, at disse funktioner ikke var så udviklet i Little Foot sammenlignet med senere homininer.
Vores hypotese er, at miljøændringer for omkring 2, 8 millioner år siden kan have ført til selektivt tryk på Australopithecus ' hjerne. Et uforudsigeligt miljø kan have ændret Australopithecus levesteder og madressourcer, og de måtte tilpasse sig for at overleve. Dette ville forklare cerebrale forskelle mellem Little Foot og yngre Australopithecus .
Og vores undersøgelse antyder også, at det vaskulære system i endokasten af Australopithecus var mere komplekst end tidligere antaget, især i de mellemliggende meningealkar. Dette betyder, at Lille Fod måske har været relativt tæt på os med hensyn til cerebral blodgennemstrømning.
Denne egenskab kunne have spillet en central rolle i fremkomsten af en stor hjerne i den menneskelige afstamning, da denne del af det vaskulære system sandsynligvis er involveret i hjernens kølesystem.
Udforske det indre øre
I et andet artikel beskriver vi også fascinerende detaljer om Lille Fots indre øre. Det indre øre indeholder balanceorganerne - det vestibulære system med dets halvcirkelformede kanaler - og hørelse gennem den snegleformede cochlea.
Traditionelt kunne det indre øre i fossiler beskrives gennem formen af den benede labyrint indlejret i den temporale knogle. Vores mikrotomografiske analyser gjorde det muligt for os praktisk talt at rekonstruere Little Fots indre øre. Vi fandt, at det kombinerede menneskelige og abelignende funktioner. Det er mest som et andet Australopithecus- eksemplar, der findes i Jacovec Cavern i Sterkfontein, som er i en lignende alder som Little Foot. Disse to eksemplarer repræsenterer muligvis morfologien i Australopithecus 'indre øre.
Der er et tæt forhold mellem det vestibulære system og bevægelse - hvordan vi går. I Little Foot og andre Australopithecus er det vestibulære system forskellig fra mennesker og Paranthropus, men har ligheder med aber.
Dette kan være i overensstemmelse med den langvarige hypotese om, at Australopithecus kunne have gået på to ben på jorden, men også brugt nogen tid i træerne. Paranthropus adskiller sig også fra Homo : de var tobeds som os, men sandsynligvis kunne de ikke deltage i specifikke aktiviteter såsom løb.
Vi fik yderligere fascinerende indsigt fra det indre øre. Disse inkluderer, at Little Foot's cochlea, der findes i det indre øre, svarer til geologisk yngre Australopithecus- prøver og Paranthropus . Men det adskiller sig væsentligt fra det fra fossile Homo- prøver. Dette organ er relateret til lydopfattelse og til økologiske faktorer såsom kost, habitat eller kommunikation.
Så vores fund antyder, at Little Foot kunne have interageret med sine omgivelser anderledes end vores nyere menneskelige forfædre.
Denne undersøgelse giver et fascinerende vindue ind i Little Fots hjerne og indre øre og hjælper os med at forstå mere om, hvordan vores forfædres hjerner og ører udviklede sig for millioner af år siden.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Amélie Beaudet, postdoktor, University of the Witwatersrand
