Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers uit de VS en Spanje, en met inbegrip van een geoloog van de Universiteit van Michigan, heeft een bijna volledige schedel van een vroege menselijke voorouder ontdekt, geschat op ongeveer 1,5 miljoen jaar geleden, en een gedeeltelijke schedel gedateerd op ongeveer 1,26 miljoen jaar geleden, uit het Gona-studiegebied in de Afar State in Ethiopië.

beide schedel, toegewezen aan Homo erectus, werden geassocieerd met eenvoudige Oldowan-type (Mode 1) en meer complexe Acheulian (Mode 2) stenen werktuigassemblages. Dit suggereert dat H. erectus een mate van culturele/gedragsmatige plasticiteit had die nog volledig moet worden begrepen.

Het team werd geleid door Sileshi Semaw van het Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) in Spanje en Michael Rogers van de Southern Connecticut State University. U-M-geoloog Naomi Levin coördineerde het geologische werk om de ouderdom van de fossielen en hun omgevingscontext te bepalen.

De bevindingen van het team werden op 4 maart gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappen vooruitgang .

Gona ligt in de Afar-driehoek van Ethiopië, grenzend aan de bekende studiegebieden Middle Awash en Hadar, waar de beroemde skeletten "Ardi" en "Lucy" werden gevonden, respectievelijk.

De bijna complete schedel werd ontdekt bij Dana Aoule North (DAN5), en de gedeeltelijke schedel bij Busidima North (BSN12), locaties die 5,7 kilometer van elkaar verwijderd zijn. Het onderzoeksteam doet sinds 1999 onderzoek naar de Gona-afzettingen, en de gedeeltelijke schedel van BSN12 werd tijdens het eerste seizoen ontdekt door N. Toth van de Indiana University. De schedel van DAN5 werd een jaar later gevonden door wijlen Ibrahim Habib, een lokale Afar-collega, op een kameelpad.

De gedeeltelijke schedel BSN12 is robuust en groot, terwijl de schedel van DAN5 kleiner en gracieler is, wat suggereert dat H. erectus waarschijnlijk een seksueel dimorfe soort was. Opmerkelijk, de schedel van DAN5 heeft het kleinste endocraniële volume dat is gedocumenteerd voor H. erectus in Afrika, ongeveer 590 kubieke centimeter, waarschijnlijk een vrouw voorstellend.

De kleinste Homo erectus schedel in Afrika, en de diverse stenen werktuigen gevonden in Gona, laten zien dat menselijke voorouders meer gevarieerd waren, zowel fysiek als gedragsmatig, dan voorheen bekend, volgens de onderzoekers.

Deze fysieke diversiteit wordt weerspiegeld door de stenen gereedschapstechnologieën die worden getoond door de artefacten die in verband met beide schedels worden gevonden. In plaats van alleen de verwachte grote handbijlen of pikhouwelen te vinden, kenmerkende hulpmiddelen van H. erectus, het Gona-team vond zowel goed gemaakte handbijlen als veel minder complexe Oldowan-gereedschappen en -kernen.

De gereedschapmakers op beide locaties woonden in de buurt van oude rivieren, in omgevingen met rivierbossen grenzend aan open habitats. De lage δ13C-isotoopwaarde van de DAN5-schedel komt overeen met een dieet dat wordt gedomineerd door C3-planten (bomen en struiken, en/of dieren die voedsel van bomen of struiken aten) of, alternatief, breed spectrum omnivoor.

U-M's Levin kwam in 2001 als masterstudent bij het onderzoeksteam en werd uiteindelijk hoofdgeoloog. Ze coördineerde de inspanningen om de fossielen te dateren en hun omgevingscontext te bepalen, werken met een interdisciplinair team van verschillende instellingen.

De ouderdom van de fossielen en de bijbehorende artefacten werden beperkt met behulp van een verscheidenheid aan technieken:standaard veldkartering en stratigrafie, evenals analyses van de magnetische eigenschappen van de sedimenten, de chemie van vulkanische as, en de verdeling van argonisotopen in vulkanische as.

"Het was bijzonder uitdagend om de leeftijd van deze sites te beperken, waarbij meerdere experts nodig zijn die een reeks technieken gebruiken gedurende meerdere jaren veldwerk, " zei Levin, universitair hoofddocent bij de afdeling Aard- en Milieuwetenschappen U-M en bij het Programma Milieu.

"Dit is een geweldig voorbeeld van wetenschappelijk speurwerk en hoe wetenschap wordt gedaan, puttend uit een gemeenschap van geleerden en hun collectieve kennis van de geologie van Oost-Afrika, " zei Levin, die mede leiding geeft aan een laboratorium voor geochemie van isotopen dat onderzoek doet naar oude omgevingen met behulp van koolstof- en zuurstofisotopen.

Samen met de geoloog Jay Quade van de Universiteit van Arizona, Levin coördineerde ook de ecologische reconstructie van de Gona-sites.

In het Gona-studiegebied in de Afar State in Ethiopië, H. erectus gebruikte lokaal beschikbare stenen kasseien om hun gereedschap te maken, die toegankelijk waren vanaf nabijgelegen rivierbeddingen. Fossiele fauna was overvloedig aanwezig op de BSN12-site, maar snijtekens of met hamersteen geslagen botten werden niet geïdentificeerd.

Op de DAN5-site, een teenbot van een olifant werd gevonden met snijwonden van stenen gereedschap, en een beenbot van een antilope had een percussie-inkeping, wat impliceert dat H. erectus zowel grote als kleine zoogdieren afslachtte, hoewel het niet duidelijk is of ze op hun prooi jaagden of opruimden.

Er is een algemene opvatting dat de vroege Homo (bijv. Homo habilis) vond de eerste eenvoudige (Oldwaanse) stenen werktuigen uit, maar toen H. erectus ongeveer 1,8 tot 1,7 miljoen jaar geleden verscheen, een nieuwe technologie voor stenen gereedschap genaamd de Acheulian, met doelbewust gevormde grote snijgereedschappen zoals handbijlen, ontstond in Afrika.

De timing, oorzaken en aard van deze belangrijke overgang naar de Acheulian van ongeveer 1,7 miljoen jaar geleden is niet helemaal duidelijk, Hoewel, en is een kwestie waarover door archeologen wordt gedebatteerd.

De auteurs van de Science Advances-paper zeiden dat hun onderzoeken bij DAN5 en BSN12 duidelijk hebben aangetoond dat Oldowan-technologie veel langer standhield na de uitvinding van de Acheulian, indicatief voor een bepaalde gedragsflexibiliteit en culturele complexiteit beoefend door H. erectus, een eigenschap die niet volledig wordt begrepen of gewaardeerd in de paleoantropologie.

"Hoewel de meeste onderzoekers in het veld van mening zijn dat de Acheulian de eerdere Oldowan (Modus 1) heeft vervangen door 1,7 Ma, ons onderzoek heeft aangetoond dat Mode 1-technologie eigenlijk alomtegenwoordig bleef gedurende het hele paleolithicum, ' zei Semauw.

"De simpele opvatting dat een enkele mensachtige soort verantwoordelijk is voor een technologie met één steen, wordt niet ondersteund, " zei Rogers. "Het menselijke evolutionaire verhaal is ingewikkelder."

De DAN5- en BSN12-sites in Gona behoren tot de vroegste voorbeelden van H. erectus geassocieerd met zowel Oldowan- als Acheulian-steenassemblages.

"In de bijna 130 jaar sinds de eerste ontdekking op Java, H. erectus is teruggevonden op vele locaties in Eurazië en Afrika. De nieuwe overblijfselen uit het Gona-onderzoeksgebied vertonen een mate van biologische diversiteit in Afrika die nog niet eerder was gezien, met name de kleine omvang van de DAN5-schedel, " zei co-auteur Scott Simpson van Case Western Reserve University.

"De gedeeltelijke schedel van BSN12 levert ook bewijs dat de Afrikaanse en Oost-Aziatische fossielen met elkaar in verband worden gebracht, aantonen hoe succesvol Homo erectus was."

In Afrika, sommigen beweren dat meerdere soorten mensachtigen verantwoordelijk kunnen zijn geweest voor de twee verschillende hedendaagse steentechnologieën, Oldowan en Acheulian. Integendeel, het bewijs van Gona suggereert een langdurig en gelijktijdig gebruik van zowel Oldowan- als Acheulian-technologieën door een enkele langlevende soort, H. erectus, waarvan de variabele uitdrukking verder onderzoek verdient, volgens de onderzoekers.

"Een uitdaging in de toekomst zal zijn om de attributen van stenen werktuigen die waarschijnlijk worden doorgegeven via culturele tradities beter te begrijpen, dan andere die waarschijnlijk opnieuw zullen worden uitgevonden door verschillende mensachtige groepen, ' zei Rogers.

Het Science Advances-artikel is getiteld "Co-occurrence of Acheulian and Oldowan-artefacten met Homo erectus-craniale fossielen uit Gona, ver, Ethiopië."