In 1974 was de wereld verbijsterd door de ontdekking van ‘Lucy’, het gedeeltelijke skelet van een menselijke voorouder die 3,2 miljoen jaar geleden rechtop liep – en nog steeds tijd doorbracht in de bomen. Latere ontdekkingen toonden aan dat haar soort, verspreid over Oost-Afrika, hersenen had die groter waren dan die van chimpansees. Maar uit een nieuwe studie van een oude kleuter blijkt dat de hersenen van Lucy’s soort minder georganiseerd waren als die van mensen en meer als die van chimpansees. Dat suggereert dat de hersenen van onze voorouders zich uitbreidden voordat zij zich reorganiseerden op een manier die ons in staat stelt complexer mentaal gedrag te vertonen, zoals het maken van gereedschappen en het ontwikkelen van taal. De overblijfselen suggereren ook dat Lucy’s soort een relatief lange jeugd had – vergelijkbaar met die van de moderne mens – en dat zij langer ouderschap nodig hadden dan hun chimpansee verwanten.
Anthropologen hebben veel aandacht besteed aan het feit dat volwassen leden van Lucy’s soort – Australopithecus afarensis – een schedel hadden die 20% groter was dan die van een chimpansee. Onderzoekers hebben lang gedebatteerd over wat dit betekende voor hun hersencapaciteit. Waren de hersenen van deze vroege hominins, of leden van de mensenfamilie, al gereorganiseerd tegen de tijd dat hun soortgenoten in Afrika rechtop liepen en – misschien – scherpe stenen werktuigen hanteerden, 2,9 miljoen tot 3,9 miljoen jaar geleden? “Er is een groot debat geweest over wanneer de reorganisatie van de hersenen plaatsvond in de hominine-lijn,” zegt Zeresenay Alemseged, paleoantropoloog aan de Universiteit van Chicago.
Om dit idee te testen, gebruikte een internationaal team van paleoantropologen een synchrotron in Grenoble, Frankrijk, om superhoge-resolutiebeelden te maken van de vervormde schedel en tanden van een A. afarensis peuter, bekend als het Dikika kind, dat Alemseged ontdekte in Ethiopië in 2000.
Het team zoomde in op de binnenkant van de schedel, waar de hersenen een afdruk achterlaten. Ze ontdekten dat een vouw in het weefsel aan de achterkant van de hersenen, de lunatum sulcus genaamd, zich op dezelfde plaats bevond als bij een chimpansee, niet een menselijk brein, waar de positie ervan enige invloed kan hebben gehad op de complexe mentale functie. Andere kenmerken toonden ook aan dat “de afdruk van de hersenen van A. afarensis volledig aapachtig is,” zegt paleoantropoloog Philipp Gunz van het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Antropologie. Gunz besteedde 7 jaar aan de 3D-reconstructie van de schedel van Dikika en zes andere volwassen en jonge leden van de soort.
Hoge-resolutie beelden van een peuter Australopithecus afarensis suggereren dat zijn hersenen georganiseerd waren als die van een chimpansee.
Philipp Gunz/MPI EVA Leipzig
Het team telde ook nauwgezet de groeilijnen op de tanden van het Dikika-kind en stelde vast dat het 2,4 jaar oud was op het ogenblik van zijn dood. Het hersenvolume bedroeg ongeveer 275 milliliter, hetzelfde als bij een chimpansee van dezelfde leeftijd. Een tweede schedel was even oud en even groot; beide duiden erop dat de hersenen van A. afarensis ongeveer even snel groeiden als die van een chimpansee, zo meldt het team vandaag in Science Advances. Om zijn volwassen hersenomvang te bereiken, moet A. afarensis dus een langere periode van hersengroei – of kindertijd – hebben gehad, wat een kenmerk is van latere mensen, waaronder wij.
Die langere kinderjaren vereisen dat moeders of andere verzorgers meer energie investeren in de opvoeding van hun kroost. “Dit suggereert dat een langere kindertijd al lang voor de Homo ontstond,” zegt Alemseged.
De nieuwe reconstructies van de schedel van de Dikika zijn “uitzonderlijk,” zegt paleoantropoloog Steven Leigh van de Universiteit van Colorado, Boulder, die geen deel uitmaakte van het onderzoek. Maar evolutionair neurowetenschapper Chet Sherwood van de George Washington Universiteit waarschuwt dat, omdat de studie gebaseerd is op schedels van slechts twee jongeren en vijf volwassenen, “men voorzichtig moet zijn”. En recente studies vragen zich af in hoeverre de verschillen aan de oppervlakte van de hersenen eigenlijk overeenkomen met de herbedrading van de hersenen en echte functionele veranderingen bij verschillende soorten, zegt neurowetenschapper en antropoloog Katerina Semendeferi van de Universiteit van Californië, San Diego. Desondanks vinden beiden de reconstructies spectaculair. En, voegt Sherwood eraan toe, deze fossielen zijn zo zeldzaam dat ze “de moeite waard zijn om zo veel mogelijk na te streven.”