この驚くべき発見は、初期の現代人は必ずしも道具や調理法を使用して、ナッツなどの高栄養価の硬い食品、そしておそらく肉などのそれほど硬くない食品を処理しなくてもよかったが、塊茎や葉などの非常に硬いものを食べる能力は失っていたかもしれないということを示しています。

この種の比較で初めて、オーストラリアの研究者は、軽量な人間の頭蓋骨が、チンパンジー、ゴリラ、オランウータン、および先史時代の2つの仲間、アウストラロピテクス・アフリカヌスとパラントロプス・ボウセイよりもはるかに効率的に噛んでいることを発見した。 要するに、任意の咬合力に対して、人間の頭蓋骨に作用する力の合計ははるかに少ないので、人間の頭蓋骨はそれほど堅牢である必要はないのです。

これらの結果は、現代人の歯のエナメル質が非常に厚いという、他の種で通常高い咬合力と関連する特徴の明らかな矛盾も説明します。 厚いエナメル質と大きな人間の歯根は、噛むときに高い負荷を受けるようにうまく適応しています」

この研究は、UNSW の生物・地球・環境科学部の計算バイオメカニクス研究グループのスティーブン Wroe 博士率いるチームによる学術誌『Proceedings of the Royal Society B』の論文に掲載されています。 彼らは、高度な3次元 (3D) 有限要素解析を使って、CAT スキャンされた実際の頭蓋骨のデジタルモデルを比較しました。

工学から転用されたこの技術は、実際のシナリオを模倣して設計された荷重下で、材料に生じる応力を非常に詳細に把握することが可能です。 Wroe のチームは以前、この手法を使って、ホオジロザメやサーベルタイガーなど、さまざまな現存種および絶滅種の顎の力学を研究しました。

これらの結果は、現代人のあまり強くない頭蓋骨の進化は、弱い噛み合わせとのトレードオフに関係するか、柔らかい食べ物への切り替えや道具や調理による食品の加工増加などの行動的変化への反応だったはずだという以前の示唆に疑問を投げかけます。 また、より大きな脳を作るために、人間の顎の筋肉が減少したという説もある。「こうした考えは一見もっともらしいが、ほとんど比較データに基づいていない。 「私たちが垂直面で噛み締めるとき、顎の後ろで、私たちの噛み締めは、すべての類人猿よりも約40〜50％効率的であることが判明しました。 この研究では、2 種類の絶滅したヒト科の動物しか調べていませんが、私たちヒトは、その大きさの割に、最大咬合力において、特に巨大な頭蓋骨と顎の筋肉で有名な「クルミ割り人形」を含むこれらの化石種と同等です。 しかし重要なのは、私たちの研究が、短時間でピークとなる咬合力を生成することに焦点を当てていることです。 他の種の顎は、長期間にわたって咀嚼を維持するために、よりよく適応しているのかもしれません。 つまり、ヒトは大きなナッツのような硬いものを素早く割ったり、肉のようなあまり硬くないものを処理する能力では類人猿と同等ですが、葉や竹のような長時間噛み続ける必要がある硬いものを処理するには適応性が低い可能性があるということです。”

研究チームは、UNSWの同僚であるToni Ferrara、Darren Curnoe、Uphar Chamoli、およびニューキャッスル大学のColin R. McHenryを含み、オーストラリア研究評議会の支援を受けています。