Ein einziges neues Fossil kann die Art und Weise verändern, wie wir über die Herkunft des Menschen nachdenken, aber seine Entdeckung – tief in einer Höhle oder in einem Felsen vergraben – bleibt ein entmutigender Kampf für Paläoanthropologen, die mit Hämmern arbeiten.

"Es kann Jahre und Glück dauern, bis die richtige gefunden ist", sagte Aurélien Mounier, ein Paläoanthropologe am Französischen Nationalmuseum für Naturgeschichte.

Jetzt rekonstruieren Forscher wie Dr. Mounier mithilfe von Computern und mathematischen Techniken das Erscheinungsbild von Fossilien, die sie noch nicht gefunden haben. Am Dienstag stellten Dr. Mounier und Marta Mirazón Lahr, Paläoanthropologin an der Universität von Cambridge in Großbritannien, eine virtueller Schädel Zugehörigkeit zum letzten gemeinsamen Vorfahren aller modernen Menschen, die vor etwa 300.000 Jahren in Afrika lebten.

Das in der Zeitschrift Nature Research beschriebene Rendering dieses Ahnenschädels ähnelt auffallend den in Ostafrika und Südafrika gefundenen etwa gleichaltrigen Fossilien. Die Wissenschaftler schlagen vor, dass die moderne Menschheit durch die Verschmelzung von Populationen in diesen beiden Regionen entstanden ist.

"Wir fangen an, die paläontologischen Aufzeichnungen auf eine andere Weise zu betrachten", sagte Dr. Mounier. "Wir sind uns einer großen Vielfalt und Komplexität bewusst."

Die Abstammung aller lebenden Menschen kann bis nach Afrika zurückverfolgt werden. DNA-Studien belegen, dass unsere gemeinsamen Vorfahren vor 260.000 bis 350.000 Jahren irgendwo auf dem Kontinent gelebt haben.

Aber wie sich diese frühen Menschen entwickelten, ist ein beständiges Rätsel. Der Fossilienbestand in Afrika aus dieser Zeit bietet keine einfachen Antworten. Im Laufe der Jahrzehnte haben Forscher nur wenige Überreste mit einer merkwürdigen Mischung von Merkmalen gefunden.

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So entdeckten Paläoanthropologen 1986 in Kenia ein zwischen 270.000 und 300.000 Jahre altes Fossil. Sie nannten es "archaischer Homo sapiens". Andere Experten argumentierten, es gehöre zu einer anderen Art insgesamt. Und andere haben einfach die Hände hochgeworfen.

Vor zwei Jahren gab ein in Marokko arbeitendes Wissenschaftlerteam einen wichtigen neuen Hinweis. Sie entdeckten eine Reihe von fossilen Überresten, etwa 315.000 Jahre alt, die dem Homo Sapiens gehörten – den ältesten Überresten unserer Art, die bisher gefunden wurden.

Aber diese Menschen unterschieden sich in einigen wichtigen Punkten von modernen Menschen. Zum Beispiel fehlte ihnen das Kinn und sie hatten ein langes, niedriges Gehirn.

Dr. Mounier und Dr. Lahr wollten verstehen, wie rätselhafte Fossilien aus ganz Afrika mit modernen Menschen zusammenhängen. Die Forscher entwickelten mathematische Techniken, um die Struktur der zu vergleichen Schädel, auf der Suche nach evolutionären Links.

Die erste Herausforderung war die Tatsache, dass die Menschen heutzutage keine vollkommen identischen Schädel teilen. Von Person zu Person gibt es viele Unterschiede. Die Populationen haben im Durchschnitt leicht unterschiedliche Schädelformen, aber diese Durchschnittswerte können irreführend sein.

"Wir wissen, dass es in einer Population viel mehr Unterschiede als zwischen zwei Populationen geben kann", sagte Dr. Mounier. "Wir sind uns alle sehr ähnlich und doch sind wir alle sehr unterschiedlich."

Der Schädel einer Person kann nicht für jeden stehen. Dr. Mounier und Dr. Lahr arbeiteten sich also von dieser modernen Vielfalt zurück zu dem, was sie für den Schädel eines gemeinsamen Vorfahren hielten.

Sie nahmen CT-Scans von 260 Schädeln von Menschen unterschiedlichster Bevölkerungsgruppen auf – von den Bewohnern afrikanischer Regenwälder über pazifische Inseln bis hin zu den Küsten Grönlands. Sie haben auch 100.000 Jahre alte Schädel gescannt, die in Israel gefunden wurden und denen lebender Menschen eindeutig ähnlich sind.

Die Forscher wählten auch eine Auswahl ausgestorbener menschlicher Verwandter wie Neandertaler aus, um auf die gleiche Weise zu studieren.

Dann setzten die Wissenschaftler all diese lebenden und ausgestorbenen Individuen auf einen Evolutionsbaum. Auf diese Weise konnten sie die Entwicklung der Schädel entlang der einzelnen Äste verfolgen und ein Bild vom Schädel des gemeinsamen Vorfahren lebender Menschen erhalten.

"Mehr oder weniger ist es ein ziemlich moderner Mensch", sagte Dr. Mounier über den Schädel. "Aber es entspricht nicht wirklich einer aktuellen Bevölkerung – es ist etwas anderes."

Die Darstellung dieses Ahnenschädels zeigt die gleiche gewölbte Gehirnschale, die wir heute haben. Es hat aber auch schwerere Stirnkämme und eine hervorstehende Unterseite.

Dr. Mounier und Dr. Lahr verglichen ihren Ahnenschädel mit echten afrikanischen Fossilienschädeln aus derselben Zeit. Die Forscher stellten eine Reihe von Unterschieden fest – tatsächlich so viele, dass sie glauben, die Fossilien gehören nicht zu einer einzigen Population, sondern zu drei.

Das marokkanische Fossil gehört zu einer Population. Ein weiteres in Tansania gefundenes Fossil ist das zweite. Die dritte Population umfasst zwei Fossilien aus zwei Orten, die Tausende von Kilometern voneinander entfernt sind: Südafrika und Kenia. Diese dritte Population ähnele am ehesten dem Vorfahren des modernen Menschen.

Die evolutionäre Abstammung, aus der die modernen Menschen hervorgingen, hat vor rund 350.000 Jahren eine Reihe von Populationen in ganz Afrika hervorgebracht, spekulieren Dr. Mounier und Dr. Lahr. Diese Menschen hatten alle ein großes Gehirn und stellten immer ausgefeiltere Werkzeuge her.

Aber es gab deutliche Unterschiede in ihrer Anatomie. In Marokko zum Beispiel hatte der frühe Homo Sapiens ein sehr neandertalerartiges Aussehen. "Es ist eindeutig nicht der engste Kandidat, eine Rolle in der Evolution des modernen Menschen zu spielen", sagte Dr. Mounier.

Die Populationen, aus denen die marokkanischen und tansanischen Fossilien stammen, sind möglicherweise ausgestorben, ohne zum Genpool lebender Menschen beizutragen.

Aber andere Gruppen sind von Zeit zu Zeit in Kontakt gekommen und haben sich vermischt. Das ist vielleicht mit alten Menschen in Ost- und Südafrika passiert. "Die Idee ist, dass sie fusionierten, um schließlich unsere Spezies zu bilden", sagte Dr. Mounier.

Katerina Harvati, eine Paläoanthropologin an der Universität Tübingen in Deutschland, die nicht an der neuen Studie beteiligt war, nannte sie „eine großartige Möglichkeit, Hypothesen über den Fossilienbestand zu testen“.

Sie warnte jedoch davor, dass jede Rekonstruktion unseres gemeinsamen Vorfahren von den Schädeln abhängt, die Wissenschaftler untersuchen. Neben den Fossilien aus Israel würde sie gerne weitere Fossilien moderner Menschen in die Analyse einbeziehen.

Die zusätzlichen Daten könnten den virtuellen Schädel verändern – und vielleicht sogar Theorien über unsere Herkunft.

Dr. Mounier sieht in der neuen Studie einen Rahmen für die Erforschung der menschlichen Herkunft, nicht das letzte Wort. "Es gibt eine Menge Dinge, die wir tun können, auch ohne neue Fossilien", sagte er.

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