Kigger ind i Little Foots 3,67 millioner år gamle hjerne

Første nogensinde endocast rekonstruktion af den næsten komplette hjerne af hominin kendt som Little Foot afslører en lille hjerne, der kombinerer abe-lignende og menneskelignende træk.

MicroCT-scanninger af Australopithecus-fossilet kendt som Little Foot viser, at hjernen hos denne gamle menneskelige slægtning var lille og viser træk, der ligner vores egen hjerne og andre, der er tættere på vores forfader, delt med levende chimpanser.

Mens hjernen har strukturer, der ligner moderne mennesker - såsom en asymmetrisk struktur og et mønster af midterste meningeale kar - peger nogle af dens kritiske områder, såsom en udvidet visuel cortex og reduceret parietal association cortex, på en tilstand, der er forskellig fra os.

Australopithecus fossilet ved navn Little Foot, en gammel menneskelig slægtning, blev udgravet over 14 år fra Sterkfontein-hulerne i Sydafrika, af professor Ronald Clarke, fra University of the Witwatersrand (Wits). Dens hjerneendocast blev praktisk talt udvundet, beskrevet og analyseret af Wits forsker, Dr. Amélie Beaudet, og Sterkfontein-teamet ved at bruge MicroCT-scanninger af fossilet.

Scanningerne afslører indtryk efterladt på kraniet af hjernen og de kar, der fodrer den, sammen med hjernens form. Beaudets forskning blev udgivet som den første i en serie af artikler, der var planlagt til et særligt nummer af dette tidsskrift om det næsten fuldstændige "Little Foot"-skelet i Journal of Human Evolution .

"Vores evne til at rekonstruere træk ved tidlige hominin-hjerner er blevet begrænset af den meget fragmentariske natur af fossiloptegnelsen. Little Foot-endocasten er usædvanligt velbevaret og relativt komplet, giver os mulighed for at udforske vores egen oprindelse bedre end nogensinde før, siger Beaudet.

Endocasten viste, at Little Foots hjerne var asymmetrisk, med et tydeligt venstre occipital kronblad. Hjernesymmetri er afgørende for lateralisering af hjernens funktion. Asymmetri forekommer hos mennesker og levende aber, såvel som i andre yngre hominin endocasts. Lille fod viser os nu, at denne hjerneasymmetri var til stede på et meget tidligt tidspunkt (fra 3,67 millioner år siden), og støtter forslag om, at det sandsynligvis var til stede i den sidste fælles forfader til homininer og andre menneskeaber.

Andre hjernestrukturer, såsom en udvidet visuel cortex, tyder på, at hjernen på Lillefod sandsynligvis havde nogle træk, der er tættere på den forfader, vi deler med levende chimpanser.

"I den menneskelige evolution, når ved, at en nedsat visuel cortex, som vi kan se i vores egen hjerne, er relateret til en mere udvidet parietal cortex - som er et kritisk cerebralt område, der er ansvarligt for flere aspekter af sensorisk behandling og sensorimotorisk integration, " siger Beaudet. "Tværtimod, Lille fod har en stor visuel cortex, som minder mere om chimpanser end om mennesker."

Beaudet og hendes kolleger sammenlignede Little Foot-endocasten med endocasts af 10 andre sydafrikanske homininer, der dateres mellem tre og 1,5 millioner år siden. Deres foreløbige beregning af Little Foots endokranielle volumen viste sig at være i den lave ende af området for Australopithecus, som er i overensstemmelse med sin store alder og sin plads blandt andre meget tidlige fossiler af Australopithecus fra Østafrika.

Undersøgelsen har også vist, at det vaskulære system i Australopithecus var mere komplekst end tidligere antaget, hvilket rejser nye spørgsmål om hjernens stofskifte på dette tidspunkt. Dette kan være i overensstemmelse med en tidligere hypotese, der tyder på, at det endokranielle vaskulære system i Australopithecus var tættere på moderne mennesker, end det var i den geologisk yngre Paranthropus-slægt.

"Dette ville betyde, at selvom Lille Fods hjerne var anderledes end os, det vaskulære system, der tillader blodgennemstrømning (som bringer ilt) og kan kontrollere temperaturen i hjernen - begge væsentlige aspekter for udvikling af en stor og kompleks hjerne - var muligvis allerede til stede på det tidspunkt, siger Beaudet.

I betragtning af dens geologiske alder på over 3 millioner år, Little Foots hjerne tyder på, at yngre homininer udviklede større kompleksitet i visse hjernestrukturer over tid, måske som reaktion på stigende miljøbelastninger oplevet efter 2,6 millioner år siden med fortsat reduktion af lukkede levesteder.

"Sådanne miljøændringer kunne også potentielt have tilskyndet til mere kompleks social interaktion, som er drevet af strukturer i hjernen, siger Beaudet.