Een uitgebreide nieuwe studie van fossielen van meer dan vier miljoen jaar suggereert dat gestalte en lichaamsmassa met verschillende snelheden vooruitgingen tijdens de evolutie van mensachtigen - waarvan de voorouderlijke afstamming Homo sapiens alleen bestaan ​​nog steeds.

Vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Royal Society Open Science , het onderzoek toont ook aan dat, in plaats van gestaag in omvang toe te nemen, mensachtige lichamen evolueerden in "puls en stasis" fluctuaties, met sommige lijnen zelfs krimpen.

De bevindingen zijn afkomstig van de grootste studie van de lichaamsgrootte van mensachtigen, met 311 exemplaren die dateren van de vroegste rechtopstaande soorten van 4,4 miljoen jaar geleden tot en met de moderne mens die volgde op de laatste ijstijd.

Terwijl onderzoekers de fysieke evolutie van diverse soorten mensachtigen beschrijven als een "lange en bochtige weg met veel takken en doodlopende wegen", ze zeggen dat brede patronen in de gegevens wijzen op uitbarstingen van groei in belangrijke stadia, gevolgd door plateaus waar gedurende vele millennia weinig is veranderd.

De wetenschappers waren verrast om ongeveer anderhalf miljoen jaar geleden een "ontkoppeling" van massa en gestalte te vinden, toen mensachtigen ongeveer 10 cm groter werden, maar gedurende nog eens miljoen jaar niet consequent zouden toenemen, met een gemiddelde toename van 10-15 kg rond 500, 000 jaar geleden.

Voorafgaand aan dit evenement, lengte en gewicht bij mensachtigen leken ruwweg "in overleg" te evolueren, zeggen de auteurs van deze eerste studie om beide aspecten van lichaamsgrootte gedurende miljoenen jaren gezamenlijk te analyseren.

"Een toename alleen in gestalte zou een slankere lichaamsbouw hebben gecreëerd, met lange benen en smalle heupen en schouders. Dit kan een aanpassing zijn geweest aan nieuwe omgevingen en uithoudingsjacht, zo vroeg Homo soorten verlieten de bossen en trokken verder naar meer dorre Afrikaanse savannes, ", zegt hoofdauteur Dr. Manuel Will van de afdeling Archeologie van Cambridge, en een onderzoeker aan het Gonville en Caius College.

"De hogere oppervlakte-tot-volumeverhouding van een lange, slank lichaam zou een voordeel zijn bij het urenlang besluipen van dieren in de droge hitte, omdat een groter huidoppervlak de capaciteit voor de verdamping van zweet vergroot."

"De latere toevoeging van lichaamsmassa valt samen met steeds toenemende migraties naar hogere breedtegraden, waar een omvangrijker lichaam beter geschikt zou zijn voor thermoregulatie in koudere Euraziatische klimaten, " hij zegt.

Echter, Dr. Will wijst erop dat, hoewel dit geldige theorieën zijn, enorme gaten in het fossielenarchief blijven absolute waarheden maskeren. In feite, Will en collega's moesten vaak lichaamsafmetingen schatten op basis van zeer gefragmenteerde overblijfselen - in sommige gevallen van slechts een enkel teenbeen.

Uit de studie bleek dat de lichaamsgrootte zeer variabel was tijdens de eerdere geschiedenis van mensachtigen, met een scala aan verschillend gevormde soorten:van breed, gorilla-achtig Paratropus naar de meer pezige of 'gracile' Australopithecus afarensis . Mensachtigen van vier miljoen jaar geleden wogen gemiddeld 25 kg en waren 125-130 cm.

Terwijl lichamelijkheid in de loop van de tijd verandert, steeds meer convergerend naar grotere lichaamsmaten, de wetenschappers observeren drie belangrijke "pulsen" van significante verandering.

De eerste vindt plaats met het aanbreken van onze eigen gedefinieerde soortengroep, Homo , ongeveer 2,2-1,9 miljoen jaar geleden. Deze periode ziet een gezamenlijke toename in zowel lengte (ongeveer 20 cm) als gewicht (tussen 15-20 kg).

Gestalte werd toen gescheiden van het gewicht met een hoogtetoename van 10 cm tussen 1,4-1,6 m jaar geleden, kort na het ontstaan ​​van homo erectus . "Vanuit een modern perspectief zien we hier een bekende gestalte bereikt en behouden. Lichaamsmassa, echter, is nog een eind weg, " legt Wil uit.

Pas een miljoen jaar later (0,5-0,4 miljoen jaar geleden) verschijnen consequent zwaardere mensachtigen in het fossielenarchief, met een geschatte 10-15 kg grotere body mass signalering aanpassing aan omgevingen ten noorden van de Middellandse Zee.

"Vanaf dan, gemiddelde lichaamslengte en gewicht blijft min of meer hetzelfde in de mensachtige lijn, die uiteindelijk naar onszelf leiden, " zegt Wil.

Er zijn, echter, een paar uitzonderingen op dit grote verhaal: homo naledi en Homo floresiensis *. Recent ontdekte overblijfselen suggereren dat deze soorten tegen de stroom van toenemende lichaamsgrootte in zwommen.

"Ze kunnen zijn afgeleid van veel oudere kleine voorouders, of aangepast aan de evolutionaire druk die optreedt in kleine en geïsoleerde populaties, " zegt Wil. Floresiensis werd ontdekt op een Indonesisch eiland.

"Onze studie toont aan dat, andere dan deze twee soorten, mensachtigen die na 1,4 miljoen jaar geleden verschijnen, zijn allemaal groter dan 140 cm en 40 kg. Dit verandert niet totdat menselijke lichamen in de afgelopen paar duizend jaar weer diversifiëren."

"Deze bevindingen suggereren extreem sterke selectieve druk tegen kleine lichaamsgroottes die het evolutionaire spectrum verschoven naar de grotere lichamen die we vandaag hebben."

Will en collega's zeggen dat evolutionaire druk die mogelijk heeft bijgedragen, onder meer 'cladogenese' is:het splitsen van een afstamming, met één lijn - de kleinere, in dit geval - uitsterven, misschien als gevolg van concurrentie tussen soorten.

Ze suggereren ook dat seksueel dimorfisme - het fysieke onderscheid tussen geslachten, met vrouwtjes die doorgaans kleiner zijn bij zoogdieren - kwam vaker voor bij vroege mensachtigen, maar werd toen gestaag gladgestreken door evolutie.

Studie co-auteur Dr Jay Stock, ook van de afdeling Archeologie van Cambridge, suggereert dat dit groeitraject zich kan voortzetten.

"Veel menselijke groepen zijn de afgelopen eeuw alleen maar groter geworden. Met verbeterde voeding en gezondheidszorg, gemiddelde gestalte zal in de nabije toekomst waarschijnlijk blijven stijgen. Echter, er is zeker een plafond dat door onze genen is bepaald, die ons maximale groeipotentieel bepalen, ', zegt Stock.

"Lichaamsgrootte is een van de belangrijkste determinanten van de biologie van elk organisme op de planeet, " voegt Will toe. "Het reconstrueren van de evolutionaire geschiedenis van lichaamsgrootte heeft het potentieel om ons inzicht te geven in de ontwikkeling van motoriek, hersencomplexiteit, voedingsstrategieën, zelfs het sociale leven."