Mindste Homo erectus kranium i Afrika og forskellige stenredskaber fundet ved Gona, Etiopien

Et internationalt forskerhold ledet af forskere fra USA og Spanien, og inklusive en University of Michigan geolog, har opdaget et næsten komplet kranium af en tidlig menneskelig forfader, estimeret til omkring 1,5 millioner år siden, og en delvis kranium dateret til omkring 1,26 millioner år siden, fra Gona-studieområdet i Etiopiens Afar-stat.

Både kranie, tildelt Homo erectus, var forbundet med simple Oldowan-type (Mode 1) og mere komplekse Acheulian (Mode 2) stenværktøjssamlinger. Dette tyder på, at H. erectus havde en grad af kulturel/adfærdsmæssig plasticitet, som endnu ikke er fuldt ud forstået.

Holdet blev ledet af Sileshi Semaw fra Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) i Spanien og Michael Rogers fra Southern Connecticut State University. U-M geolog Naomi Levin koordinerede det geologiske arbejde for at bestemme fossilernes alder og deres miljømæssige sammenhæng.

Holdets resultater blev offentliggjort den 4. marts i tidsskriftet Videnskabernes fremskridt .

Gona ligger i Etiopiens Afar Triangle, støder op til de velkendte Middle Awash og Hadar studieområder, hvor de berømte skeletter "Ardi" og "Lucy" blev fundet, henholdsvis.

Den næsten komplette kranium blev opdaget ved Dana Aoule North (DAN5), og den delvise kranium ved Busidima North (BSN12), steder, der er 5,7 kilometer fra hinanden. Forskerholdet har undersøgt Gona-forekomsterne siden 1999, og BSN12 delvise kranium blev opdaget af N. Toth fra Indiana University i løbet af den første sæson. DAN5 kraniet blev fundet et år senere af afdøde Ibrahim Habib, en lokal Afar-kollega, på en kamelsti.

BSN12 delvis kranium er robust og stort, mens DAN5 kraniet er mindre og mere yndefuldt, hvilket tyder på, at H. erectus sandsynligvis var en seksuelt dimorf art. Bemærkelsesværdigt, DAN5 kraniet har det mindste endokranielle volumen, der er dokumenteret for H. erectus i Afrika, omkring 590 kubikcentimeter, sandsynligvis repræsenterer en kvinde.

Den mindste Homo erectus kranium i Afrika, og de forskellige stenredskaber fundet ved Gona, vise, at menneskelige forfædre var mere varierede, både fysisk og adfærdsmæssigt, end tidligere kendt, ifølge forskerne.

Denne fysiske mangfoldighed afspejles af stenværktøjsteknologierne udstillet af artefakter fundet i forbindelse med begge kranier. I stedet for kun at finde de forventede store håndøkser eller hakker, signaturværktøjer af H. erectus, Gona-teamet fandt både vellavede håndøkser og masser af mindre komplekse Oldowan-værktøjer og -kerner.

Værktøjsmagerne på begge steder boede i umiddelbar nærhed af gamle floder, i omgivelser med flodskove, der støder op til åbne levesteder. Den lave δ13C isotopværdi fra DAN5 kraniet stemmer overens med en kost domineret af C3 planter (træer og buske, og/eller dyr, der spiste mad fra træer eller buske) eller, alternativt, bredspektret altædende.

U-M's Levin sluttede sig til forskerholdet som kandidatstuderende i 2001 og blev i sidste ende den ledende geolog. Hun koordinerede indsatsen for at datere fossilerne og bestemme deres miljømæssige sammenhæng, arbejder med et tværfagligt team fra flere institutioner.

Fossilernes alder og de tilhørende artefakter blev begrænset ved hjælp af en række forskellige teknikker:standardfeltkortlægning og stratigrafi, samt analyser af sedimenternes magnetiske egenskaber, kemien af ​​vulkansk aske, og fordelingen af ​​argon isotoper i vulkansk aske.

"At begrænse alderen på disse steder viste sig at være særligt udfordrende, kræver flere eksperter, der bruger en række teknikker gennem flere års feltarbejde, " sagde Levin, en lektor i U-M Institut for Jord- og Miljøvidenskab og i Programmet i Miljø.

"Dette er et godt eksempel på videnskabeligt detektivarbejde, og hvordan videnskab bliver udført, trækker på et fællesskab af forskere og deres kollektive viden om det østlige Afrikas geologi, " sagde Levin, som medleder et isotopgeokemisk laboratorium, der udfører undersøgelser af gamle miljøer ved hjælp af kulstof- og iltisotoper.

Sammen med University of Arizona geolog Jay Quade, Levin koordinerede også den miljømæssige genopbygning af Gona-områderne.

Ved Gona-studieområdet i Etiopiens Afar State, H. erectus brugte lokalt tilgængelige stenbrosten til at fremstille deres værktøjer, som blev tilgået fra nærliggende flodlejer. Fossil fauna var rigelig på BSN12-stedet, men snitmærker eller hammerstenslagne knogler blev ikke identificeret.

På DAN5-stedet, en elefanttåben blev fundet med snitmærker af stenværktøj, og en lille antilopebens knogle havde et percussion-hak, antyder, at H. erectus slagtede både store og små pattedyr, selvom det ikke er klart, om de jagede eller opfangede deres bytte.

Der er en almindelig opfattelse, at tidlig Homo (f.eks. Homo habilis) opfandt de første simple (oldowanske) stenredskaber, men da H. erectus dukkede op for omkring 1,8 til 1,7 millioner år siden, en ny stenværktøjsteknologi kaldet Acheulian, med målrettet udformede store skæreværktøjer såsom håndøkser, opstod i Afrika.

Timingen, årsagerne til og arten af ​​denne betydelige overgang til Acheulian for omkring 1,7 millioner år siden er ikke helt klar, selvom, og er et spørgsmål diskuteret af arkæologer.

Forfatterne af Science Advances-papiret sagde, at deres undersøgelser ved DAN5 og BSN12 klart har vist, at Oldowan-teknologien varede meget længere efter opfindelsen af ​​Acheulian, tegn på en særlig adfærdsfleksibilitet og kulturel kompleksitet praktiseret af H. erectus, en egenskab, der ikke er fuldt forstået eller værdsat i palæoantropologi.

"Selvom de fleste forskere på området anser Acheulian for at have erstattet den tidligere Oldowan (Mode 1) med 1,7 Ma, vores forskning har vist, at Mode 1-teknologi faktisk forblev allestedsnærværende i hele palæolitikum, " sagde Semaw.

"Den simple opfattelse, at en enkelt homininart er ansvarlig for en enkelt stenværktøjsteknologi, understøttes ikke, " sagde Rogers. "Den menneskelige evolutionære historie er mere kompliceret."

DAN5- og BSN12-stederne ved Gona er blandt de tidligste eksempler på H. erectus forbundet med både Oldowan og Acheulian stensamlinger.

"I de næsten 130 år siden dens første opdagelse i Java, H. erectus er blevet genfundet fra mange steder i Eurasien og Afrika. De nye rester fra Gona-studieområdet udviser en grad af biologisk mangfoldighed i Afrika, som ikke var set tidligere, især den lille størrelse af DAN5 kranium, " sagde undersøgelsens medforfatter Scott Simpson fra Case Western Reserve University.

"BSN12 delvise kranium giver også beviser, der forbinder de afrikanske og østasiatiske fossiler, demonstrerer, hvor vellykket Homo erectus var."

I Afrika, nogle hævder, at flere homininarter kan have været ansvarlige for de to forskellige moderne stenteknologier, Oldowan og Acheulian. Tværtimod, beviserne fra Gona tyder på en langvarig og samtidig brug af både Oldowan og Acheulian teknologier af en enkelt langlevende art, H. erectus, hvis variable udtryk fortjener fortsat forskning, ifølge forskerne.

"En udfordring i fremtiden vil være bedre at forstå de stenværktøjsegenskaber, der sandsynligvis vil blive videregivet gennem kulturel tradition, sammenlignet med andre, der er mere tilbøjelige til at blive genopfundet af forskellige hominingrupper, " sagde Rogers.

Science Advances papiret har titlen "Samtidig forekomst af Acheulian og Oldowan artefakter med Homo erectus kraniale fossiler fra Gona, langt væk, Etiopien."