Eerste directe datering van een vroege menselijke tand bevestigt de oudheid van Homo antecessor, de oudst bekende menselijke fossiele soorten van West-Europa.

Een eerdere vondst van de eenheid TD6 van de archeologische vindplaats Atapuerca Gran Dolina in Noord-Spanje heeft meer informatie opgeleverd over onze vroege menselijke afstamming. Een internationaal team van onderzoekers uit Australië, China, Frankrijk en Spanje hebben de eerste directe dateringsstudie uitgevoerd van een fossiele tand van Homo antecessor (H. antecessor), de vroegst bekende mensachtigen die in Europa zijn geïdentificeerd.

Uit de studie blijkt dat H. antecessor waarschijnlijk ergens tussen 772 000 en 949 000 jaar geleden leefde. Deze nieuwe resultaten komen overeen met eerdere indirecte schattingen op basis van de datering van de sedimenten en bijbehorende dierlijke fossiele tanden. Deze vroege menselijke soort zou ook de laatste gemeenschappelijke voorouder kunnen zijn van Homo neanderthalensis en Homo sapiens, of zeer dicht bij het punt waar men denkt dat deze moderne en archaïsche geslachten uiteen zijn gelopen (550-765 duizend jaar geleden). Het team legt hun bevindingen uit in een recent artikel onder leiding van Dr. Duval van het Australian Research Center for Human Evolution aan de Griffith University, Australië, en gepubliceerd in het tijdschrift Kwartaire Geochronologie .

Het grottenstelsel van Atapuerca is een van de rijkste vindplaatsen in vroege menselijke fossielen en stenen werktuigen ter wereld. Gran Dolina TD6, de plaats in Atapuerca waar de tand vandaan komt, heeft sinds de jaren negentig ongeveer 160 menselijke fossielen opgeleverd, allemaal verondersteld te behoren tot één soort, H. voorganger. De hoge leeftijd van de fossiele tand sloot koolstofdatering uit als een middel om de leeftijd te bepalen. In plaats daarvan, de onderzoekers hebben een geavanceerde benadering gevolgd die recentelijk is gebruikt op veel jongere menselijke tanden. De aanpak combineerde twee methoden:elektronenspinresonantie (ESR) en uranium-serie (U-serie) datering. Op andere plaatsen in West-Europa zijn enkele oudere menselijke fossielen gevonden. Echter, in tegenstelling tot de TD6-exemplaren, ze konden niet worden toegeschreven aan een bepaalde fossiele menselijke soort.

De uitdagingen van direct daten

ESR meet de natuurlijke straling die door een materiaal wordt geabsorbeerd sinds de vorming ervan. Voordat u deze methode toepast, de onderzoekers gebruikten U-serie-datering om ervoor te zorgen dat de uraniumconcentraties van de tand in het algemeen homogeen waren en dat er geen uranium uitloogde uit de tandweefsels. Echter, ondanks de geschiktheid van de tand, deze aanpak bracht bepaalde uitdagingen met zich mee.

De eerste uitdaging kwam voort uit een eerdere μCT-scan van het fossiel, die bijdroeg aan de stralingsdosis die het in de loop van de tijd had geabsorbeerd. Met behulp van scangegevens van een moderne menselijke tand als vergelijking, de onderzoekers berekenden een röntgendosis van ongeveer 1% van de geologische dosis. Met deze bias werd rekening gehouden bij het berekenen van de leeftijd van de tand.

Aanvullend, overwegende dat voor koolstofdatering alleen het monster zelf hoeft te worden geanalyseerd, de gecombineerde ESR-U-serie benadering vereist sediment uit het gebied rond het fossiel. Maar toen het fossiel in 2004 werd gevonden, dergelijk materiaal was niet verzameld. Het probleem werd overwonnen door verschillende metingen en sedimentmonsters van de site te nemen op basis van ruimtelijke en stratigrafische gegevens die in de opgravingsdatabase werden bewaard.

De analyses van de onderzoekers leverden ook een onverwacht hoge concentratie uranium op in de glazuurlaag van de tand. Echter, nader onderzoek vond de besmetting in het dentine, het tandweefsel onder het glazuur. Aangezien dentine meer dan 10 keer minder gevoelig is voor straling dan glazuur en de uraniumconcentraties gewoonlijk veel hoger zijn, dit zou hebben geleid tot een aanzienlijke onderschatting van de leeftijd van het fossiel als het niet was geïdentificeerd.

De bevindingen van de wetenschappers wijzen op de uitdagingen die men tegenkomt bij het dateren van menselijke fossielen met behulp van ESR. Door deze moeilijkheden in overweging te nemen, kunnen toekomstige studies hun directe dateringsanalyses van fossielen van mensachtigen verbeteren.

Nu gesloten, HR_ESR (Developing High Resolution Electron Spin Resonance (ESR) datering van fossiele tanden:bijdrage aan de chronologie van vroege mensachtige bezettingen in het Middellandse Zeegebied) heeft geholpen onze kennis van de eerste mensachtige nederzettingen in de Middellandse Zee te verbeteren.