Public Release:  Australopithecus sediba ebnete laut neuer Forschungsstudien den Weg für die Spezies Homo

Australopithecus sediba ebnete laut neuer Forschungsstudien den Weg für die Spezies Homo

American Association for the Advancement of Science

Diese Pressemitteilung ist verfügbar auf Englisch.

Forscher haben neue Einzelheiten zu Gehirn, Becken, Händen und Füßen von Australopithecus sediba bekannt gegeben, eines primitiven Hominins, der etwa zur gleichen Zeit existierte, als die ersten Vertreter der Spezies Homo auf der Erde erschienen. Die neuen Erkenntnisse zu Au. sediba machen deutlich, dass dieser frühe Verwandte sowohl primitive Eigenschaften als auch modernere, menschenähnliche Charakteristika aufwies. Wegen des besonderen „Mosaiks" der Merkmale der Hominini wird von Forschern jetzt nahegelegt, dass Au. sediba der beste Kandidat sei, um als Vorläufer der Gattung Homo zu gelten.

Diese Entdeckungen rufen Zweifel an einigen langjährigen Theorien über die Evolution des Menschen hervor, darunter auch an der Vorstellung, dass sich das Becken des frühen Menschen als Reaktion auf ein größeres Gehirn entwickelt habe. Darüber hinaus liegen neue Beweise dafür vor, dass Au. sediba selbst Werkzeuge gebaut hat.

Diese neuen Erkenntnisse, zu denen die vollständigste Hand gehört, die in frühen Hominini jemals beschrieben wurde, ein oder mehrere vollständige Becken, die je entdeckt wurden, und auch völlig neue Fuß- und Knöchelteile, wurden in fünf separaten Studien ausführlich erläutert. Die Forschung zum Au. sediba kann zudem stolz auf den Hochauflösungs-Scan des Schädels eines frühen Hominins und auf Arbeiten verweisen, die das Alter dieses Fundorts in Malapa, Südafrika, recht genau auf fast 2,0 Millionen Jahre datieren konnten - also etwa auf den gleichen Zeitpunkt, zu dem auch die Gattung Homo in Erscheinung trat.

Die fünf Studien erscheinen in der Ausgabe der Zeitschrift Science vom 9. September. Science ist eine Publikation der gemeinnützigen wissenschaftlichen Gesellschaft AAAS.

Lee Berger, der Projektleiter von der Witwatersrand-Universität in Johannesburg, Südafrika, erklärt, was diese neuen Erkenntnisse für den modernen Menschen bedeuten. „Die vielen hochentwickelten Merkmale in Gehirn und Körper sowie das ältere Datum machen den Hominin zum besten Kandidaten für den wahren Vorgänger unserer Gattung - der Gattung Homo -, und dies weit mehr als frühere Entdeckungen wie die des Homo habilis."

Das Alter dieser Au. sediba-Fossilien wurde auf etwa 1,977 Millionen Jahre eingegrenzt; sie sind damit älter als das früheste Auftreten der homo-spezifischen Merkmale im Fossilbeleg. Bisher galten Fossilien, deren Alter mit 1,90 Millionen Jahren bestimmt wurde - und die meist dem Homo habilis und dem Homo rudolfensis zugeordnet wurden - als Ahnen des Homo erectus, des frühesten unbestrittenen Vorfahren des Menschen. Das höhere Alter dieser Au. sediba-Fossilien lässt jedoch auch eine eigene, ältere Abstammungslinie für möglich erscheinen, aus der sich dann der Homo erectus entwickelte.

„Science freut sich, diese wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlichen zu können, die unser Wissen um diese Spezies, die während einer wichtigen Epoche der menschlichen Evolution lebte und in der Ausgabe vom 9. April 2010 erstmals beschrieben wurde, um wichtige, neue Informationen ergänzen", meinte Brooks Hanson, stellvertretender Leiter der Abteilung für physikalische Wissenschaften. „Gut erhaltene und vollständige frühmenschliche Fossilien sind außerordentlich selten, und dank Au. sediba können wir jetzt einen detaillierten Blick auf einige besonders wichtige Teile der Anatomie wie Hand und Fuß werfen, die nur selten gut erhalten sind."

In den fast 50 km nordwestlich von Johannesburg gelegenen Malapa-Höhlen findet sich schon seit Jahren ein eindrucksvoller Reichtum an frühen Hominin-Fossilien. Die Höhlen gehören zum Gebiet des Cradle of Humankind (Wiege der Menschheit), das als eine Stätte des Weltkulturerbes anerkannt wurde und aufgrund seiner physischen und kulturellen Bedeutung einen Sonderstatus innehat. Letztes Jahr gaben Berger und einige seiner Kollegen die Entdeckung der Überreste eines männlichen Jugendlichen (MH-1) und einer weiblichen Erwachsenen (MH-2) der Spezies Au. sediba bekannt, die zusammen in einer dieser Höhlen gefunden wurde.

Da die Fossilien zu alt waren, um eine Altersbestimmung an den Überresten allein zu ermöglichen, befassten sich die Forscher mit den Kalkablagerungen, die für den guten Erhaltungszustand der Fossilien verantwortlich waren. Da die Fossilien seit ihrer Einzementierung nicht mehr bewegt worden waren, konnten die Wissenschaftler darüber und darunter befindliche Sinterüberzüge identifizieren. Folglich verwendeten Robyn Pickering von der Universität Melbourne in Victoria, Australien, und einige Kollegen hochentwickelte Uran-Blei-Datierungsmethoden und eine als paläomagnetische Datierung bezeichnete Methode, mit der sich messen lässt, wie oft eine Umkehr des Erdmagnetfelds auf den umgebenden Felsen stattgefunden hat.

„Somit konnten wir den Zeitpunkt der Ablagerungen, die die Au. sediba enthielten, auf eines dieser kurzen Erdmagnetfeldereignisse eingrenzen, nämlich auf das Vor-Olduvai-Event vor ca. 1,977 Millionen Jahren", schrieb Pickering.

Angesichts einiger der offensichtlich homo-ähnlichen Merkmale, die Au. sediba bereits aufwiesen, waren die Forscher vom hohen Alter dieser Fossilien doch einigermaßen überrascht.

Kristian Carlson von der Witwatersrand-Universität und einige Kollegen sahen sich den teilweise erhaltenen Schädel von MH-1 etwas genauer an und fertigten einen Schädelausguss (Endocast) an, also einen detaillierten Scan des Raumes, in dem sich einst das Gehirn des Jugendlichen befunden hatte.

„Das eigentliche Gehirn im Kranium versteinert nicht", sagte Carlson. „Stattdessen haben Paläontologen durch das Studium der Abdrücke auf dem Schädelinnern die Gelegenheit, annäherungsweise zu bestimmen, wie die Oberfläche eines Gehirns ausgesehen haben könnte. Durch die mengenmäßige Bestimmung des Volumens in einem Kranium können Paläontologen auf die Größe des Gehirns schließen."

Den Forschern zufolge starb der junge Australopithecus im Alter von etwa 10 bis 13 Jahren, wenn man die normale menschliche Entwicklung zugrunde legt.

„Der außergewöhnlich gut erhaltene Schädel von MH-1 wurde in der European Synchrotron Radiation Facility gescannt, was seine innere Anatomie mit der höchstmöglichen Genauigkeit und dem höchsten zu erreichenden Kontrast zum Vorschein brachte", so Carlson weiter. „Die European Synchrotron Radiation Facility ist die weltweit leistungsfähigste Einrichtung für das Scannen von Fossilien und setzt den Maßstab dafür, was bei schonenden Analysen der internen Strukturen von Fossilien erreicht werden kann."

Die Forscher stellten fest, dass das Gehirn des Jugendlichen von der Form her menschenähnlich, aber dennoch deutlich kleiner als das Gehirn der Spezies Homo war. Die orbitofrontale Region des Gehirns unmittelbar hinter den Augen lässt eine gewisse neuronale Reorganisation erkennen, was vielleicht auf eine Neuvernetzung hin zu einem menschenähnlicheren Frontallappen hinweist. Die von Carlson erzielten Ergebnisse lassen die langjährige Theorie einer allmählichen Gehirnvergrößerung während des Übergangs von Australopithecus zu Homo zweifelhaft erscheinen. Stattdessen untermauern diese Erkenntnisse die alternative Hypothese, wonach eine Reorganisation der Nervenzellen in der orbitofrontalen Region es dem Au. sediba ermöglichte, sich zu entwickeln, während sein kleinerer Schädel intakt blieb.

Eine separate Studie des partiellen Beckens von MH-2 spiegelt diesen Befund wider. Nach Angaben von Job Kibii von der Witwatersrand-Universität und seinen Kollegen hätte sich das Becken der Gattung Homo nicht als Reaktion auf die zunehmende Schädelgröße entwickeln können. Tatsächlich entwickelte das Becken von Au. sediba bereits moderne, homo-ähnliche Züge, während sein Gehirn und Schädel immer noch klein waren.

„Für uns ist klar, dass die Evolution des Beckens in unserer Homo-Abstammungsgruppe auf zwei Faktoren zurückgeführt werden kann", sagte Steven Churchill von der Duke University in Durham, North Carolina, ein Mitverfasser der wissenschaftlichen Arbeit. „Einer dieser Faktoren ist die bipedale Fortbewegung. Vor sechs bis zwei Millionen Jahren haben wir dies auf breiter Front zu sehen begonnen. Der andere Faktor ist unser großes Gehirn."

„Unser Gehirn muss durch das Becken hindurch, wofür die entsprechenden Bedingungen geschaffen werden müssen", fuhr Churchill fort. „Das eigentlich Faszinierende an sediba liegt darin, dass sein Becken sich zwar bereits von dem anderer Australopithen unterscheidet, er aber trotzdem noch ein kleines Gehirn besitzt... Man kann sich nur schwer vorstellen, dass dahinter keine Veränderung in der Fortbewegungsweise steht."

Und wie die meisten anderen Aspekte von Au. sediba weisen auch Hände und Füße des Hominins eine interessante Mischung primitiver und moderner Merkmale auf.

Am Handgelenk und an der Hand von MH-2 fehlen nur ein paar Knochen, womit dies nachweislich die vollständigsten Handfossilien eines frühen Hominins sind. Tracy Kivell vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig, Deutschland, und einige ihrer Kollegen analysierten die weibliche Hand von Au. sediba und stellten einen starken Beugeapparat fest, der darauf schließen ließ, dass sein Besitzer auf Bäume kletterte. Die Hand besaß jedoch auch einen langen Daumen und kurze Finger, was ein Zeichen für ein präzises Greifvermögen ist - für einen Griff, bei dem nicht nur Daumen und Finger, sondern auch die Handfläche eine Funktion ausüben. Es ist nach Angaben der Wissenschaftler sogar möglich, dass Au. sediba bereits mit der Anfertigung von Werkzeugen zu experimentieren begonnen hatte.

„Die Hand ist ein ganz besonderes Merkmal der Gattung Mensch, da sie sich klar von der Hand des Menschenaffen unterscheidet", sagte Kivell. „Affen haben lange Finger, mit denen sie nach Ästen greifen und die sie zur Fortbewegung nutzen; sie haben aber auch relativ kurze Daumen, die es ihnen sehr schwer machen, Gegenstände so zu fassen, wie dies ein Mensch tun würde."

„Im Gegensatz dazu hat Au. sediba eine menschenähnlichere Hand mit kürzeren Fingern und einem sehr langen Daumen", so Kivell weiter. „Allerdings scheint sie auch über eine sehr ausgeprägte Greifmuskulatur verfügt zu haben. Nach Ansicht unseres Teams war diese Hand in der Lage, Werkzeuge anzufertigen und zu gebrauchen; sie konnte aber auch weiterhin zum Klettern benutzt werden und mit Sicherheit auch mit menschenähnlicher Präzision zugreifen."

Diese Erkenntnisse bedeuten allerdings nicht, dass Au. sediba vor etwa zwei Millionen Jahren der einzige Hominin war, der in der Lage war, Steinwerkzeuge zu bauen. Der Hominin Homo habilis - der „geschickte Mensch" - war bereits auf der Bildfläche erschienen, aber er besaß eine ganz andere Handstruktur. Diese neuesten Erkenntnisse lassen jedoch darauf schließen, dass möglicherweise verschiedene Hominini mit verschiedenen Handmorphologien gleichzeitig existierten und einfache Werkzeuge herstellten.

Schließlich ergab eine Analyse der Füße und Knöchel von MH-1 und MH-2, dass Au. sediba wahrscheinlich ab und zu auf Bäume kletterte und sich in einer speziellen Art des bipedalen Gehens übte. Nach Bernhard Zipfel von der Witwatersrand-Universität und einigen seiner Kollegen ist der Knöchel von MH-2 einer der vollständigsten Hominini-Knöchel, der je gefunden wurde. Gleichzeitig wurde bisher noch kein Knöchel beschrieben, der derart viele primitive und fortschrittliche Merkmale besaß.

„...Wenn die Knochen bei ihrem Fund nicht aneinander gehaftet hätten, hätte das Team sie vielleicht als zu einer anderen Gattung gehörend beschrieben", sagte Zipfel.

Das Sprunggelenk ist dem des Menschen weitgehend ähnlich, und es gibt nach Auskunft der Forscher einiges, was für ein menschenähnliches Fußgewölbe und eine gut ausgeprägte Achillessehne spricht. Ferse und Schienbein erinnern jedoch vor allem an Affen.

Die Mischung aus modernen und primitiven Merkmalen beschwört das Bild eines Hominins herauf, der vor zwei Millionen Jahren den Weg für die verschiedenen Spezies Homo bereitet hat. Allerdings wird es noch eine Zeitlang dauern - und es werden weitere Forschungsarbeiten nötig sein -, bevor wir mit Sicherheit wissen, inwiefern MH-1 und MH-2 mit unserer eigenen menschlichen Abstammungslinie verwandt sind.

„Der Fossilbeleg für den frühen Homo ist ein ziemliches Chaos", meinte Churchill. „Viele Fossilien werden entweder auf fragwürdige Weise verschiedenen Spezies zugeordnet oder sind schlecht datiert... Au. sediba hat eine Reihe abgeleiteter Merkmale mit der Gattung Homo gemein. Würde man eine Liste dieser gemeinsamen Eigenschaften aufstellen, einschließlich der Merkmale von habilis, rudolfensis und sediba, wäre die Liste für sediba viel länger als die Listen für die beiden anderen. Dies lässt den Schluss zu, dass er ein glaubhafter Vorfahre der ersten Spezies ist, die jedermann als zur Gattung Homo gehörend anerkennt: H. erectus".

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Der Bericht von Pickering et al. wurde finanziert vom südafrikanischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, der South African National Research Foundation, dem Institute for Human Evolution, der Witwatersrand-Universität, dem Discretionary Fund des Vizekanzlers der Witwatersrand-Universität, der National Geographic Society, dem Palaeontological Scientific Trust, der Andrew W. Mellon Foundation, der Ford Foundation, der diplomatischen Vertretung der USA in Südafrika, der französischen Botschaft in Südafrika, den Familien Oppenheimer und Ackerman und von Sir Richard Branson.

Der Bericht von Carlson et al. wurde finanziert vom südafrikanischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, der South African National Research Foundation (insbesondere der African Origins Platform Initiative), dem Institute for Human Evolution (IHE), dem Palaeontological Scientific Trust (PAST), der Andrew W. Mellon Foundation, dem AfricaArray-Programm, der diplomatischen Vertretung der USA in Südafrika, der Forschungsstelle der Witwatersrand-Universität und von Sir Richard Branson.

Der Bericht von Kibii et al. wurde finanziert vom südafrikanischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, der South African National Research Foundation, dem Institute for Human Evolution, der Witwatersrand-Universität, dem Discretionary Fund des Vizekanzlers der Witwatersrand-Universität, der National Geographic Society, dem Palaeontological Scientific Trust, der Andrew W. Mellon Foundation, der Ford Foundation, der diplomatischen Vertretung der USA in Südafrika, der französischen Botschaft in Südafrika, der A.H. Schultz Foundation, der Ray A. Rothrock '77 Fellowship und dem IRTAG der Texas A&M University, den Familien Oppenheimer und Ackerman und von Sir Richard Branson.

Der Bericht von Zipfel et al. wurde finanziert vom südafrikanischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, der South African National Research Foundation, dem Institute for Human Evolution, der Witwatersrand-Universität, dem Discretionary Fund des Vizekanzlers der Witwatersrand-Universität, der National Geographic Society, dem Palaeontological Scientific Trust, der Andrew W. Mellon Foundation, der Ford Foundation, der diplomatischen Vertretung der USA in Südafrika, der französischen Botschaft in Südafrika, der Leakey Foundation, den Familien Oppenheimer und Ackerman und von Sir Richard Branson.

Der Bericht von Kivell et al. wurde finanziert vom südafrikanischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, der South African National Research Foundation, dem Institute for Human Evolution, der Witwatersrand-Universität, dem Discretionary Fund des Vizekanzlers der Witwatersrand-Universität, der National Geographic Society, dem Palaeontological Scientific Trust, der Andrew W. Mellon Foundation, der Ford Foundation, der diplomatischen Vertretung der USA in Südafrika, der französischen Botschaft in Südafrika, den Familien Oppenheimer und Ackerman und von Sir Richard Branson.

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