Tænders tidskapsel afslører, at for 2 millioner år siden, tidlige mennesker ammet i op til 6 år

Menneskets fjerne forfader Australopithecus africanus havde en unik tilgang til at opdrage deres unge, som vist i vores nye forskning offentliggjort i dag i Natur .

Geokemisk analyse af fire tænder viser, at de udelukkende ammede spædbørn i omkring 6-9 måneder, før de supplerede modermælken med varierende mængder fast føde, indtil de var 5-6 år. Balancen mellem mælk og fast føde i denne periode varierede cyklisk, sandsynligvis som reaktion på sæsonbestemte ændringer i fødevaretilgængeligheden.

Denne viden er nyttig på flere fronter. Fra et evolutionært synspunkt, det hjælper os med at forstå de særlige biologiske og adfærdsmæssige tilpasninger af Australopithecus africanus sammenlignet med andre uddøde menneskelige forfædre og moderne mennesker.

Imidlertid, amning i op til 5-6 år er metabolisk dyrt – det kræver et vist kalorieindtag for den ammende mor. Brug af mælk som et supplerende foder til ældre afkom kan have hæmmet evnen af A. africanus arter for at overleve i en periode med væsentligt skiftende klima.

Måske har denne livsstil fremskyndet udryddelsen af A. africanus omkring 2 millioner år siden.

En forvirrende hominin

A. africanus blev først opdaget i 1924 af den australsk-fødte videnskabsmand Raymond Dart ved Taung i Sydafrika, og repræsenterede den første tidlige menneskelige forfader identificeret fra Afrika.

Et århundrede med udgravning og forskning senere, Taung og andre steder i Sydafrika producerede en rig optegnelse over tidlige menneskelige forfædre. Denne region er nu en UNESCO World Heritage Site kendt som "The Cradle of Humankind".

Denne hominin-art, et medlem af den menneskelige evolutionære slægt, havde en blanding af abe-lignende egenskaber og mere specialiserede. Det er kun blevet genvundet fra fossile steder i Sydafrika, der dateres til mellem 3 millioner og 2 millioner år siden.

Fordi der kun findes få eksemplarer, vi har lidt information om hvordan A. africanus levede og dets forhold til andre fossile homininarter såsom de østafrikanske arter af Australopithecus , den robuste Paranthropus , og vores egen slægt, Homo .

Zapper tænder

Vores forskning drager fordel af banebrydende analytiske teknikker. Vi brugte en laser til at zappe små stykker af fossile tænder, og brugte derefter et instrument kaldet et massespektrometer til at bestemme deres kemiske sammensætning.

Dette er meget mindre ødelæggende end traditionelle metoder, der kræver, at prøven knuses og opløses før analyse. Dette gør det til en afgørende teknik for sjældne eksemplarer som f.eks A. africanus .

Vores lasermetode gjorde det også muligt for os at kortlægge sammensætningen af ​​en prøve på tværs af hele overfladen af ​​en tand - belysende ændringer i kosten, mobilitet eller klima gennem tiden. Dette er et vigtigt fremskridt, da den kan afsløre information, som har været umulig at etablere ved hjælp af konventionelle palæontologiske metoder.

I dette studie, vi kortlagde ændringer i koncentrationen af ​​barium, strontium og lithium i fossile tænder hos to individer. Mængden af ​​disse elementer i vores kroppe kan ændre sig betydeligt afhængigt af vores kost, og disse ændringer afspejles i sammensætningen af ​​vores knogler og tænder.

Mens vores knogler fortsætter med at ændre sammensætning, mens de omdannes i løbet af vores liv, vores tænder ændrer sig ikke, efter de dannes i barndommen. Tænder er således en perfekt kemisk tidskapsel af vores barndoms kost.

Kortlægning af en varieret kost

Koncentrationen af ​​barium i modermælk er meget høj, så spædbarnstænder, der dannes under amning, vil også have en høj koncentration af dette element. Denne koncentration falder gradvist, efterhånden som andre fødekilder introduceres.

Prøverne analyserede vi fra A. africanus vise et andet mønster, med cykliske udsving i bariumkoncentrationen. Dette tyder på, at mødre ville øge eller reducere mængden af ​​yderligere mad, sandsynligvis afhængig af tilgængeligheden af ​​andre ressourcer. Dette er en tilpasning til madstress, som også bruges af moderne orangutanger.

Koncentrationen af ​​lithium i disse tænder varierer også cyklisk, dog ikke altid samtidig med barium. Den præcise årsag til lithiumvariationer er stadig uklar, men det ser ud til at være forbundet med variationer i kropsfedtreserver eller hvor meget protein der spises.

Dette tyder på A. africanus regelmæssigt mødt madstress, får deres kost og/eller fedtreserver til at ændre sig med årstiderne.

Vi sammenlignede resultaterne fra A. africanus til moderne dyr fra lignende savannebiomeregioner, hvilket understøttede vores resultater ved at vise cyklisk signal forbundet med sæsonvariationer blandet med et andet signal fortolket som cyklisk amning også set i moderne orangutanger.

Tæt på hjemmet

Vi undersøgte også strontiumisotopsammensætningen af ​​disse tænder for at hjælpe med at forstå hvor A. africanus bevægede sig gennem landskabet. Isotoper af samme grundstof kan skelnes ved deres masse.

Strontiumisotoper bruges ofte til dette formål i palæontologi, da forskellige regioner har karakteristiske isotopværdier, der optages gennem mad og drikke.

De to A. africanus individer i vores undersøgelse så ud til at have levet det meste af deres liv nær Sterkfontein-grotten, hvor deres rester blev fundet.

At bo i en region med begrænsede føderessourcer betød, at disse tidlige homininer ville have spist mange forskellige slags fødevarer indsamlet fra forskellige levesteder for at overleve.

Vores forskning giver den første forståelse af sygeplejeadfærden hos A. africanus . Vi ved nu, at denne hominin havde en længere periode med amning suppleret med varierende mængder af fast føde, der fik deres fedtreserver til at svinge betydeligt.

Dette var sandsynligvis en del af en stort set vellykket overlevelsesstrategi for arten.

Men da økosystemerne ændrede sig med klimaet for omkring 2 millioner år siden, det metaboliske stress på mødre kan have bidraget til den endelige udryddelse af denne art.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.