Väike jalg on üks vanimaid teadaolevaid hominiine Lõuna-Aafrikas. See peaaegu täielik Australopithecus perekonda kuuluv luustik pärineb enam kui kolm miljonit aastat. See leiti 1994. aastal Lõuna-Aafrikas Johannesburgi lähedal Sterkfonteini koobastes, mis moodustavad osa inimkonna hällist.
Tänu sadadele Aafrikas leiduvatele fossiilijääkidele teame perekonnast Australopithecus üsna palju. Me teame, et see koosnes mitmest liigist, millest mõned elasid võib-olla samal ajal, ja et need liigid tarbisid väga mitmekesist toitu.
Kuid kahjuks, kuna fossiilid on sageli killustatud, ei tea me ikkagi täpselt, milline Australopithecus ' aju välja nägi, kuidas nad kõndisid või miks nad teatud viisil arenesid.
Nüüd on Väikese Jala suhteliselt terve kolju ja mikrotomograafiaks nimetatud kõrgtehnoloogilise skaneerimise tehnika kombinatsioon aidanud meil paljusid vastuseid paljastada.
Kolleegid ja mina kasutasime Väikese Jala kolju praktiliselt uurimiseks mikrotomograafiat. See tehnika tugineb skanneri kasutamisele, mis võimaldab meil pääseda juurde väga peentele detailidele - paar mikromeetrit korraga. Uurisime kolju erinevaid anatoomilisi struktuure ning täpsemalt ajujälgi ja sisekõrva.
Seejärel võrdlesime leitu teiste Australopithecus isenditega ja erinevatesse rühmadesse kuuluvate fossiilsete jäänustega: Paranthropus ja varajase Homoga . Need on geoloogiliselt nooremad, mis võimaldas meil evolutsiooni jälgida.
Aju ja sisekõrv on ka huvitavad liidesed fossiilsete homiinide ja nende füüsilise ning sotsiaalse keskkonna vahel. Nende uuringute kaudu saame esitada ja uurida uusi stsenaariume selle kohta, kuidas meie esivanemad elasid ja arenesid.
Ajujälgede uurimine
Aju ei saa kivistuda. See tähendab, et igasugune hominiini aju evolutsiooni mõistmine põhineb aju jäljendite analüüsimisel, mis on säilinud meie kolju siseküljel, tuntud ka kui endokast.
Endokast võib edastada teavet aju suuruse, kuju ja korralduse, samuti seda toitva vaskulaarsüsteemi kohta. Vaatamata mõningate pragude olemasolule ja asjaolule, et kolju mõned osad on deformeerunud, on Väikese Jala endokast suhteliselt täielik ja säilitab aju selged jäljed.
„Väikese jala” kolju ja endokasti 3D-renderdus. (Beaudet jt 2019 Journal of Human Evolution) Aju jäljed Väikese Jala esiosades on sarnased Australopithecus geoloogiliselt noorematele proovidele: neil on ahvile sarnane muster, mis erineb oluliselt elavatest inimestest. Vahepeal näib Väike Jala endokasti tagumine piirkond olevat ajukoore laienenud kui noorematel Australopithecusel ja elavatel inimestel, kus see on rohkem vähenenud.
See teave on kriitiline, kuna visuaalse ajukoore vähenemine hominiini ajus on seotud parietaalse assotsiatsiooni ajukoore laienemisega, mis on seotud selliste kriitiliste funktsioonidega nagu mälu, eneseteadvus, orienteerumine, tähelepanu või tööriista kasutamine. See võib tähendada, et need funktsioonid polnud Väikeses Jalgas hilisemate hominiinidega võrreldes nii arenenud.
Meie hüpotees on, et keskkonnamuutused umbes 2, 8 miljonit aastat tagasi võisid põhjustada Australopithecus ' aju selektiivset survet. Ettenägematu keskkond võis muuta Australopithecus elupaiku ja toiduvarusid ning nad pidid ellujäämiseks kohanema. See selgitaks aju erinevusi Väikese Jala ja noorema Australopithecus vahel .
Ja meie uuring näitab ka, et Australopithecus endokastis oli veresoonte süsteem keerukam, kui varem arvati, eriti keskmistes meningeaalsetes veresoontes. See tähendab, et Väike Jalg võis olla peaaju verevarustuse osas meile suhteliselt lähedal.
See omadus võis mängida pöördelist rolli suure aju tekkimisel inimliinis, kuna see vaskulaarsüsteemi osa on tõenäoliselt seotud aju jahutussüsteemiga.
Sisekõrva uurimine
Teises artiklis kirjeldame ka põnevaid detaile Väikese Jala sisekõrva kohta. Sisekõrvas on tigu kujuga sisekõrva kaudu tasakaaluorganid - vestibulaarsüsteem koos selle poolringikujuliste kanalitega - ja kuulmine.
Traditsiooniliselt võiks fossiilides asuvat sisekõrva kirjeldada ajalise luu külge kinnitatud kondise labürindi kuju kaudu. Meie mikrotomograafilised analüüsid võimaldasid meil Väikese Jala sisekõrva praktiliselt rekonstrueerida. Leidsime, et see ühendas endas inim- ja ahvilaadsed omadused. See sarnaneb kõige rohkem Australopithecus'e isendiga, mis leiti Jacoveci koopast Sterkfonteinis, mis on sarnane vanusega Väikese Jalaga. Need kaks isendit võivad esindada Australopithecus 'sisekõrva esivanemate morfoloogiat.
Vestibulaarsüsteemi ja liikumise vahel on tihe seos - kuidas me kõnnime. Väikeses jalas ja teistes Australopithecuses erineb vestibulaarsüsteem inimestest ja Paranthropusest, kuid sellel on sarnasusi inimahvidega.
See võiks olla kooskõlas pikaajalise hüpoteesiga, mille kohaselt oleks Australopithecus võinud kõndida kahel jalal maapinnal, aga ka mõnda aega puudes veeta. Paranthropus erineb ka Homost: nad olid kahepoolsed nagu meie, kuid tõenäoliselt ei saanud nad tegeleda konkreetsete tegevustega, näiteks jooksmisega.
Saime sisekõrvalt veel põnevaid teadmisi. Nende hulka kuulub asjaolu, et Väikese Jala sisekõrvas leiduv sarvekõrvits sarnaneb geoloogiliselt nooremate Australopithecus isenditega ja Paranthropus'ega . Kuid see erineb oluliselt fossiilsete Homo- proovide omast. See orel on seotud helitajuga ja selliste ökoloogiliste teguritega nagu toitumine, elupaik või suhtlus.
Niisiis viitavad meie leiud sellele, et Väike Jalg oleks võinud oma ümbrusega suhelda teisiti kui meie uuemad inimlikud esivanemad.
See uurimistöö pakub põneva akna Väikese Jala aju ja sisekõrva ning aitab meil paremini mõista, kuidas meie esivanemate ajud ja kõrvad miljonid aastad tagasi arenesid.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Amélie Beaudet, Witwatersrandi ülikooli järeldoktor
