De overraskende resultater tyder på, at tidlige moderne mennesker ikke nødvendigvis behøvede at bruge redskaber og madlavning til at forarbejde hårde fødevarer med højt indhold af næringsstoffer, såsom nødder – og måske mindre hårde fødevarer såsom kød – men måske har de mistet evnen til at spise meget hårde ting, såsom knolde eller blade.
I den første sammenligning af sin art har australske forskere fundet ud af, at det letbyggede menneskekranium har et langt mere effektivt bid end chimpansens, gorillaens og orangutangens kranier og to forhistoriske medlemmer af vores familie, Australopithecus africanus og Paranthropus boisei.
De fandt ud af, at moderne mennesker kan opnå relativt høje bidekræfter ved hjælp af mindre kraftige kæbemuskler. Kort sagt behøver menneskets kranium ikke at være så robust, fordi summen af de kræfter, der virker på menneskets kranium, er meget mindre for en given bidkraft.
Disse resultater forklarer også den tilsyneladende uoverensstemmelse med meget tyk tandemalje hos moderne mennesker – en egenskab, der typisk forbindes med høje bidkræfter hos andre arter. Tyk emalje og store menneskelige tandrødder er velegnede til at modstå høje belastninger ved bidning.
Undersøgelsen fremgår af en artikel i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society B af et hold ledet af Dr. Stephen Wroe fra Computational Biomechanics Research Group i UNSW’s School of Biological, Earth and Environmental Sciences. De brugte sofistikeret tredimensionel (3D) finite elementanalyse til at sammenligne digitale modeller af rigtige kranier, der var blevet CT-scannet.
Teknikken, der er tilpasset fra ingeniørvidenskab, giver et meget detaljeret billede af, hvor spændinger opstår i materialer under belastninger, der er designet til at efterligne faktiske scenarier. Wroes hold har tidligere brugt denne metode til at studere kæbemekanikken hos levende og uddøde arter så forskellige som den store hvide haj og den sabel-tandede tiger.
Dette resultat sætter spørgsmålstegn ved tidligere forslag om, at udviklingen af et mindre robust kranium hos moderne mennesker involverede en afvejning for et svagere bid eller nødvendigvis var en reaktion på adfærdsændringer, såsom skift til blødere fødevarer eller mere forarbejdning af fødevarer med redskaber og madlavning. Det er også blevet foreslået, at menneskets kæbemuskler blev reduceret for at give plads til en større hjerne.
“Uanset hvor plausible disse idéer kan synes at være, har de været baseret på meget få sammenlignende data: for eksempel er der ingen faktiske optegnelser af bidekraft indsamlet fra levende medlemmer af andre menneskeabearter”, siger Dr. Wroe. “Det viser sig, at vi slet ikke har et tøset bid – det er meget effektivt og kraftfuldt.”
“Når vi bider nedad i det lodrette plan, er vores bid på bagsiden af kæben ca. 40-50 % mere effektivt, end det er for alle store menneskeaber. Det er endnu mere effektivt, når vi bider foran i kæben.
“Vi har kun kigget på to uddøde homininer i denne undersøgelse, men i forhold til vores størrelse kan vi mennesker sammenlignes med hensyn til maksimal bidkraft med disse fossile arter, som omfatter “nøddeknækkermennesket”, der er kendt for sit særligt massive kranium og sine kæbemuskler. Størrelse betyder noget, men effektivitet betyder mere – og mennesker er meget effektive bidere.
“Det er dog vigtigt, at vores undersøgelse fokuserer på genereringen af maksimale bidekræfter over korte tidsrum. Kæberne hos andre arter er måske bedre tilpasset til at opretholde tyggearbejdet over længere perioder. Det betyder, at selv om mennesker er på højde med menneskeaber i deres evne til hurtigt at knække en hård genstand, f.eks. en stor nød, eller til at bearbejde mindre hårde fødevarer, f.eks. kød, er de måske mindre godt tilpasset til at bearbejde hårdt materiale, f.eks. blade eller bambus, som kræver vedvarende tyggearbejde over en længere periode.”
Undersøgelsesholdet omfattede UNSW-kollegerne Toni Ferrara, Darren Curnoe og Uphar Chamoli sammen med Colin R. McHenry fra University of Newcastle, og blev støttet af Australian Research Council.