Little Foot является одним из старейших известных гомининов в южной части Африки. Этот почти полный скелет, принадлежащий к роду Australopithecus, насчитывает более трех миллионов лет. Он был найден в 1994 году в пещерах Стеркфонтейн возле Йоханнесбурга в Южной Африке, которые являются частью «Колыбели человечества».
Мы довольно много знаем о роду австралопитеков, благодаря сотням ископаемых останков, найденных в Африке. Мы знаем, что он состоял из нескольких видов, некоторые из которых, возможно, живут одновременно, и что эти виды потребляли большое разнообразие пищи.
Но, к сожалению, из-за того, что окаменелости часто фрагментированы, мы до сих пор не знаем точно, как выглядел мозг австралопитека, как они ходили или почему они развивались определенным образом.
Теперь комбинация относительно неповрежденного черепа Little Foot и высокотехнологичной техники сканирования, называемой микротомографией, помогла нам раскрыть некоторые ответы.
Я и мои коллеги использовали микротомографию, чтобы практически исследовать череп Маленькой ступни. Этот метод основан на использовании сканера, который позволяет нам получать очень мелкие детали - по несколько микрометров за раз. Мы исследовали различные анатомические структуры черепа и, в частности, отпечатки головного мозга и внутреннего уха.
Затем мы сравнили то, что обнаружили, с другими экземплярами австралопитеков и с ископаемыми останками, принадлежащими различным группам: парантропам и ранним гомо . Они геологически моложе, что позволило нам отслеживать эволюцию.
Мозг и внутреннее ухо также являются интересными связями между ископаемыми гомининами и их физическим и социальным окружением. Благодаря этим исследованиям мы можем представить и изучить новые сценарии того, как жили и развивались наши предки.
Изучение отпечатков мозга
Мозг не может окаменеть. Это означает, что любое понимание эволюции мозга гоминина основывается на анализе отпечатков мозга, которые хранятся внутри наших черепов, также известных как эндокаст.
Эндокаст может предоставить информацию о размере, форме и организации мозга, а также о сосудистой системе, которая его питает. Несмотря на наличие некоторых трещин и тот факт, что некоторые части черепа деформированы, эндокаст маленькой ножки является относительно полным и сохраняет четкие отпечатки мозга.
Череп «Маленькой ступни» и трехмерное изображение эндокаста. (Боде и др. Журнал эволюции человека, 2019 г.) Отпечатки мозга в лобных долях Маленькой Ноги похожи на геологически более молодые экземпляры австралопитеков : они показывают рисунок, похожий на обезьяну, который существенно отличается от живых людей. В то же время зрительная кора в задней области эндокаста Литтл Фут, кажется, более расширена, чем у более молодого австралопитека и у живых людей, где она более уменьшена.
Эта информация имеет решающее значение, потому что сокращение зрительной коры в мозге гоминина связано с расширением теменной ассоциации коры головного мозга, которая участвует в критических функциях, таких как память, самосознание, ориентация, внимание или использование инструмента. Это может означать, что эти функции были не так развиты у Little Foot по сравнению с более поздними гомининами.
Наша гипотеза состоит в том, что изменения в окружающей среде около 2, 8 млн лет назад, возможно, привели к избирательному давлению на мозг австралопитека . Непредсказуемая среда могла изменить среду обитания и пищевые ресурсы австралопитеков, и им пришлось адаптироваться, чтобы выжить. Это объясняет различия между церебральными ножками и австралопитеками младшего возраста .
И наше исследование также предполагает, что сосудистая система в эндокасте австралопитека была более сложной, чем считалось ранее, особенно в средних менингеальных сосудах. Это означает, что Маленькая Нога могла быть относительно близка к нам с точки зрения мозгового кровотока.
Эта черта, возможно, сыграла ключевую роль в появлении большого мозга в линии человека, поскольку эта часть сосудистой системы, вероятно, участвует в системе охлаждения мозга.
Изучение внутреннего уха
Во второй статье мы также описываем захватывающие детали внутреннего уха Маленькой Ноги. Внутреннее ухо содержит органы баланса - вестибулярную систему с ее полукруглыми каналами - и слух, через улитку в форме улитки.
Традиционно внутреннее ухо в окаменелостях можно описать через форму костного лабиринта, встроенного в височную кость. Наш микротомографический анализ позволил нам практически реконструировать внутреннее ухо Маленькой ступни. Мы обнаружили, что он сочетает в себе черты человека и обезьяны. Это больше похоже на другой образец австралопитека, найденный в пещере Яковец в Стеркфонтейне, который похож на возраст Маленькой Футы. Эти два образца могут представлять морфологию предков внутреннего уха австралопитека .
Существует тесная связь между вестибулярной системой и локомоцией - как мы ходим. У Little Foot и других австралопитеков вестибулярная система отличается от человека и Paranthropus, но имеет сходство с обезьянами.
Это могло бы соответствовать давней гипотезе о том, что австралопитеки могли ходить на двух ногах по земле, но также проводить некоторое время на деревьях. Парантроп также отличается от Гомо : они были двуногими, как и мы, но, вероятно, не могли участвовать в определенных действиях, таких как бег.
Мы получили дальнейшие захватывающие идеи из внутреннего уха. К ним относится тот факт, что улитка Little Foot, которая находится во внутреннем ухе, похожа на геологически более молодых особей австралопитеков и на Paranthropus . Но он существенно отличается от ископаемых образцов гомо . Этот орган связан со здоровым восприятием и экологическими факторами, такими как диета, среда обитания или общение.
Таким образом, наши выводы показывают, что Маленькая Нога могла взаимодействовать с окружающей средой иначе, чем наши более поздние человеческие предки.
Это исследование предлагает захватывающее окно в мозг и внутреннее ухо Маленькой Ноги и помогает нам лучше понять, как мозг и уши наших предков развивались миллионы лет назад.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Амели Боде, докторская степень, Университет Витватерсранда
