Uventede pattedyr giver indsigt i livet for gamle homininer

I årtier, antropologer har forsøgt at løse mysteriet om, hvad homininer - tidlige forfædre til mennesker - spiste for at overleve. Svaret på dette spørgsmål kan findes indgraveret i knogler og tænder på homininer, men konklusionen er ikke altid indlysende.

Ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , ledet af Larisa DeSantis, palæontolog og lektor i biologiske videnskaber ved Vanderbilt, svaret på tidlige hominin-diæter kan ligge i en ubeslægtet gruppe af store planteædende pattedyr - tapirer.

Nogle arter af tapirer har store sagittale toppe - knoglerygge på toppen af ​​deres kranier, hvor store kæbemuskler fæstner - som ligner visse homininer. DeSantis' team af forskere brugte finite element analyse og dental mikrotøj tekstur analyse, metoder, der typisk anvendes af ingeniører, at vurdere den stress og belastning, som tygning af forskellige madteksturer påfører forskellige kraniestrukturer.

"Nogle gange er man nødt til at tænke helt ud af boksen og genoverveje forholdet mellem kraniets form og funktion, " sagde DeSantis. "Vores forskning havde til formål at undersøge, om tapirs store sagittale toppe er nødvendige for at spise hård mad eller have andre funktioner. Vi fandt ud af, at sagittale toppe tillod langvarig tygning af hård mad som blade, og er ikke til stede i tapirarter, der spiser de hårdeste fødevarer."

Denne undersøgelse har vigtige implikationer for at revurdere forholdet mellem form og funktion hos pattedyr. Det bekræfter igen vigtigheden af ​​at gennemgå et bredt spektrum af organismer, når man søger efter spor om uddøde dyrs adfærd.

Forskningen bygger på publiceret analyse af Paranthropus boisei, en tidlig hominin ofte omtalt som "nøddeknækkeren mand." Vores gamle slægtninge blev anset for at tygge og spise hård mad baseret på deres specialiserede kranieform, men et mikroskopisk blik på tændernes teksturer og kemiske signaturer i tænderne indikerer, at P. boisei ikke spiste hård mad som nødder, ret blød eller sej mad som græsser eller stærk, fibrøse blade og stængler.

"I palæobiologi, vi ved aldrig, hvor vores næste indsigt kommer fra, " sagde Mark Teaford, næstformand for Institut for Grundvidenskab ved Touro Universitet og forfatter til den førnævnte analyse af P. boisei. "Denne undersøgelse er et perfekt eksempel. Ved at bruge state-of-the-art teknikker, men se uden for den sædvanlige rollebesætning af karakterer som modeller for tidlige menneskelige forfædre, det bekræfter nogle ideer og giver også nye perspektiver."

Gruppen afbildede moderne tapirer med kendte kostvaner og en række tapirfossiler fra hele det sydøstlige USA, inklusive Gray Fossil Site i det østlige Tennessee, placeringen af ​​verdens mest rigelige tapir fossil samling. Forskerholdets analyse viste, at den sydamerikanske lavlandstapir med den største sagittale kam udsættes for betydelig belastning fra sin høje kranieform og spiser hård mad som blade. I modsætning, Bairds tapir – en art der lever i Latinamerika – mangler en sagittal kam og har den højeste bideffektivitet, spise de hårdeste fødevarer inklusive palmefrø. Disse resultater viser, at sagittale toppe i tapirer er gavnlige til at behandle masser af hårde fødevarer og ikke er et krav for at spise hård mad. Forskerholdet foreslår, at sagittale toppe i nogle gamle homininer kan have givet lignende fordele. I særdeleshed, P. boisei kan have haft gavn af øget muskelvolumen til at behandle betydelige mængder af vegetation med mindre muskeltræthed.

"Denne forskning er særligt spændende, fordi den involverer meget omhyggelige eksperimentelle observationer af fodringsadfærden og mekanikken i kraniet på et pattedyr, der tager os ud over grænserne for de velkendte højere primatmodeller, der dominerer studier af tidlige fossile homininer, " bemærkede Frederick Grine, professor og formand for Institut for Antropologi ved Stony Brook University, og avisens medforfatter. "Ved at bruge tapiren - et dyr, der er meget tættere beslægtet med næsehorn end mennesker - har dette hold åbnet deres forskning i et rige, der er rigt på muligheder og unik indsigt i kosttilpasninger af vores uddøde fætre, australopiterne."

"Dette er et utroligt fantasifuldt og innovativt studie. Antropologer har ramt lidt af et dødvande i forsøget på at forstå adfærden hos robuste australopiths. En del af problemet er, at der ikke er nogen levende primater med hele rækken af ​​karakteristiske tilpasninger observeret i denne gruppe , " sagde Mary Silcox, professor i antropologi ved University of Toronto Scarborough, som ikke var forbundet med undersøgelsen. "At lede efter moderne analoger i andre grupper er en inspireret tilgang. Resultaterne er i store træk i tråd med de nuværende ideer om, hvad robuste australopitter spiser. Det virker mere og mere sandsynligt, at et kranium, vi plejede at omtale som 'nøddeknækkermand', bedre kunne kaldes 'hård tyggemand'! Ikke helt så stemningsfuldt. Men mere sandsynligt er det sandt! DeSantis-laboratoriet skiller sig ud for sit fantasifulde forskningsprogram, og engagement med de seneste, og robust, metoder til kostrekonstruktion."

At se til andre pattedyr efter hints er afgørende for at forstå homininernes liv. Da store sagittale toppe giver plads til store temporalis-muskelvedhæftninger, der hjælper med tygge- og kæbebevægelser, their presence in carnivores like hyenas is often correlated with bone-crushing behavior. These large sagittal crests are also present in herbivores like giant panda bears, which primarily crack open and consume bamboo. In primates, large sagittal crests occur in apes like gorillas and orangutans, which eat a mixture of hard and tough foods and are pronounced in the largest males. Because of many complicating factors including body size, there are no perfect primate models for inferring ancient hominin diets.