Uno strano piede antico rivela un cugino umano nascosto

Nel 2009, un gruppo di ricerca guidato dal paleoantropologo Yohannes Haile-Selassie dell’Arizona State University ha scoperto otto ossa dei piedi di un antico antenato umano in sedimenti di 3,4 milioni di anni nell’Afar Rift in Etiopia. Il fossile, noto come Burtele Nature Foot, è stato recuperato nel sito paleontologico di Woranso-Mille ed è stato formalmente presentato in una pubblicazione del 2012.

“Quando abbiamo trovato il piede nel 2009 e lo abbiamo annunciato nel 2012, sapevamo che era diverso dalla specie di Lucy, Australopithecus afarensis, ampiamente conosciuta da quel momento”, ha detto Haile-Selassie, direttore dell’Istituto delle origini umane (IHO) e professore alla Scuola di evoluzione umana e cambiamento sociale dell’ASU.

“Tuttavia, non è pratica comune nel nostro campo nominare una specie sulla base di elementi postcranici – elementi sotto il collo – quindi speravamo di trovare qualcosa sopra il collo in chiara associazione con il piede. Crania, mascelle e denti sono solitamente gli elementi utilizzati nel riconoscimento delle specie.”

Collegamento del piede Burtele a Australopithecus deiremeda

Quando il piede Burtele fu descritto per la prima volta, alcuni denti erano già stati recuperati nella stessa area generale. Tuttavia, gli scienziati non erano sicuri se quei denti provenissero esattamente dallo stesso strato di sedimenti del piede. Nel 2015, il team ha annunciato una nuova specie proveniente dalla regione, Australopithecus deiremedama non hanno ancora assegnato il piede Burtele a questa specie, anche se alcuni fossili sono stati trovati molto vicino al piede, ha spiegato Haile-Selassie.

Nel decennio successivo, ripetute stagioni sul campo e ulteriori scoperte di fossili hanno permesso al team di costruire un quadro più chiaro. Haile-Selassie ha detto che ora hanno abbastanza materiale per collegare con sicurezza il piede di Burtele alla specie A. deiremeda.

Due specie di ominidi che condividono lo stesso paesaggio

La decisione di collocare il piede Burtele in una specie specifica è solo una parte di una storia più ampia. Il sito di Woranso-Mille è particolarmente importante perché fornisce una prova evidente che due specie di ominidi strettamente imparentate vivevano nella stessa area allo stesso tempo.

Il piede Burtele, ora associato a A. deiremedaè considerato più primitivo dei piedi della specie di Lucy, A. afarensis. A differenza di Lucy, il piede Burtele conservava un alluce opponibile, che sarebbe stato utile per arrampicarsi. Sul terreno, invece, A. deiremeda camminava ancora su due gambe e sembra che si spingesse principalmente dal secondo dito piuttosto che dall’alluce, che è il modo in cui camminano tipicamente gli esseri umani moderni.

“La presenza di un alluce rapito nell’Ardipithecus ramidus è stata una grande sorpresa perché 4,4 milioni di anni fa c’era ancora un antenato ominide che conservava un alluce opponibile, il che era del tutto inaspettato”, ha detto Haile-Selassie.

“Poi 1 milione di anni dopo, 3,4 milioni di anni fa, troviamo il piede Burtele, il che è ancora più sorprendente. Questo è un periodo in cui vediamo specie come A. afarensis i cui membri erano completamente bipedi con l’alluce addotto. Ciò significa che la bipedità (camminare su due gambe) in questi primi antenati umani si presentava in varie forme. L’idea di trovare esemplari come il piede di Burtele ti dice che c’erano molti modi di camminare su due gambe quando si era a terra, non esisteva un solo modo fino a più tardi.”

Le prove isotopiche evidenziano diverse diete degli ominidi

Per capire meglio cosa A. deiremeda mangiato, Naomi Levin, professoressa dell’Università del Michigan, ha analizzato otto dei 25 denti recuperati dall’area di Burtele utilizzando tecniche isotopiche. Il metodo inizia con la pulizia della superficie del dente e quindi con la rimozione accurata solo dello smalto per il test.

“Campiono il dente con un trapano dentale e una punta molto piccola (<1 mm): questa attrezzatura è lo stesso tipo che i dentisti usano per lavorare sui denti", ha detto Levin. "Con questo trapano rimuovo con attenzione piccole quantità di polvere. Conservo la polvere in una fiala di plastica e la trasporto al nostro laboratorio presso l'Università del Michigan per l'analisi isotopica."

I risultati furono inaspettati.

Mentre la specie di Lucy sembra aver avuto una dieta mista, utilizzando sia piante C3 (risorse da alberi e arbusti) che piante C4 (erbe tropicali e carici), A. deiremeda ha fatto più affidamento sulle risorse C3.

“Sono rimasto sorpreso dal fatto che il segnale dell’isotopo di carbonio fosse così chiaro e così simile ai dati sugli isotopi di carbonio degli ominini più antichi A. ramidus E Au. anamensis“, ha detto Levin. “Ho pensato che le distinzioni tra la dieta di A. deiremeda E A. afarensis sarebbe più difficile da identificare, ma i dati isotopici lo mostrano chiaramente A. deiremeda non accedeva alla stessa gamma di risorse di A. afarensische è il primo ominide che ha dimostrato di utilizzare risorse alimentari a base di erba C4.”

Datazione dei fossili e ricostruzione di ambienti antichi

Un’altra parte cruciale della ricerca ha riguardato l’individuazione dell’età dei fossili e la ricostruzione degli antichi ambienti in cui vivevano questi ominidi. Stabilire come si allineano gli strati fossili nello spazio e nel tempo aiuta gli scienziati a capire quando e in quali condizioni è esistita ciascuna specie.

“Abbiamo svolto un’enorme quantità di accurato lavoro sul campo a Woranso-Mille per stabilire come si relazionano i diversi strati fossili, il che è cruciale per capire quando e in quali ambienti vivevano le diverse specie”, ha affermato Beverly Saylor, professoressa di scienze della terra, ambientali e planetarie alla Case Western Reserve University. Saylor ha condotto il lavoro geologico che ha stabilito l’associazione stratigrafica tra il piede e Au. deyiermeda.

La mascella giovanile offre indizi sulla crescita e sullo sviluppo

Oltre ai 25 denti recuperati da Burtele, il team di Haile-Selassie ha scoperto anche la mascella di un individuo giovanile che, in base all’anatomia dei denti, apparteneva chiaramente a A. deiremeda. Secondo Gary Schwartz, ricercatore IHO e professore presso la School of Human Evolution and Social Change, questa mascella conteneva una serie completa di denti da latte già in posizione, così come molti denti adulti ancora in via di sviluppo nella profondità dell’osso mascellare inferiore.

I ricercatori hanno utilizzato la tecnologia di scansione TC per visualizzare tutti i denti in via di sviluppo. Poiché lo sviluppo dei denti è strettamente legato ai modelli di crescita complessivi, queste informazioni hanno aiutato il team a stimare che il giovane avesse circa 4,5 anni al momento della morte.

“Per un ominide giovane di questa età, siamo stati in grado di vedere chiare tracce di una disconnessione nella crescita tra i denti anteriori (incisivi) e i denti posteriori da masticare (molari), proprio come si vede nelle scimmie viventi e in altri primitivi australopitechi, come la specie di Lucy,” ha detto Schwartz.

“Penso che la sorpresa più grande sia stata nonostante la nostra crescente consapevolezza di quanto diverse fossero queste prime specie di australopitechi (cioè i primi ominini) – nelle loro dimensioni, nella loro dieta, nel loro repertorio locomotore e nella loro anatomia – questi primi australopitechi sembrano essere notevolmente simili nel modo in cui sono cresciuti.”

Come vivevano insieme gli antichi ominidi

Combinando informazioni su movimento (locomozione), dieta e ambiente, gli scienziati stanno ottenendo nuove informazioni su come diverse specie di ominidi potrebbero vivere nella stessa regione senza che l’una porti l’altra all’estinzione. Le differenze nel modo in cui camminavano, si arrampicavano e si nutrivano potrebbero aver permesso loro di condividere il paesaggio utilizzandolo in modi distinti.

“Tutta la nostra ricerca per comprendere gli ecosistemi del passato di milioni di anni fa non riguarda solo la curiosità o capire da dove veniamo”, ha affermato Haile-Selassie. “È il nostro desiderio di conoscere il nostro presente e anche il futuro.”

“Se non comprendiamo il nostro passato, non possiamo comprendere appieno il presente o il nostro futuro. Ciò che è accaduto in passato, lo vediamo accadere oggi”, ha affermato. “In molti modi, il cambiamento climatico che vediamo oggi è avvenuto tante volte durante i tempi di Lucy e A. deiremeda. Ciò che impariamo da quel periodo potrebbe effettivamente aiutarci a mitigare alcuni dei peggiori risultati del cambiamento climatico oggi”.

Pubblicazione, gruppo di ricerca e finanziamenti

L’articolo “Nuove scoperte fanno luce sulla dieta e sulla locomozione Australopithecus deiremeda,” appare nel diario Natura. Il gruppo di ricerca internazionale comprendeva scienziati dell’Arizona State University, della Washington University, di St. Louis, della Case Western Reserve University, del Berkeley Geochronology Center, dell’Universitat de Barcelona, ​​dell’Università di Tampa e dell’Università del Michigan. L’elenco completo degli autori è: Yohannes Haile-Selassie, Gary T. Schwartz, Thomas C. Prang, Beverly Z. Saylor, Alan Deino,Luis Gibert, Anna Ragni e Naomi E. Levin.

Il finanziamento per questo lavoro è venuto dalla National Science Foundation e dalla WM Keck Foundation. La ricerca sul campo e in laboratorio in Etiopia è stata resa possibile grazie al sostegno dell’Autorità etiope per il patrimonio.