Zaskakujące ustalenia sugerują, że wczesne nowoczesne ludzie niekoniecznie muszą używać narzędzi i gotowania do przetwarzania wysokiej zawartości składników odżywczych twardych pokarmów, takich jak orzechy – i być może mniej twardych pokarmów, takich jak mięso – ale może stracił zdolność do jedzenia bardzo twardych przedmiotów, takich jak bulwy lub liście.

W pierwszym porównaniu w swoim rodzaju, australijscy badacze stwierdzili, że lekko zbudowana ludzka czaszka ma znacznie bardziej efektywny zgryz niż te z szympansa, goryla i orangutana, a także z dwóch prehistorycznych członków naszej rodziny, Australopithecus africanus i Paranthropus boisei.

Znaleźli, że współcześni ludzie mogą osiągnąć stosunkowo wysokie siły zgryzu przy użyciu mniej potężnych mięśni szczęki. Krótko mówiąc, ludzka czaszka nie musi być tak wytrzymała, ponieważ dla każdej danej siły zgryzu, suma sił działających na ludzką czaszkę jest znacznie mniejsza.

Te wyniki wyjaśniają również pozorną niespójność bardzo grubego szkliwa zębów u współczesnych ludzi — cecha typowo związana z dużymi siłami zgryzu u innych gatunków. Grube szkliwo i duże korzenie ludzkich zębów są dobrze przystosowane do przyjmowania dużych obciążeń podczas gryzienia.

Badania pojawiają się w artykule w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B przez zespół kierowany przez dr Stephena Wroe, z Computational Biomechanics Research Group w UNSW’s School of Biological, Earth and Environmental Sciences. Użyli zaawansowanej trójwymiarowej (3D) analizy elementów skończonych do porównania cyfrowych modeli rzeczywistych czaszek, które zostały CAT-scanned.

Technika, zaadaptowana z inżynierii, zapewnia bardzo szczegółowy widok, gdzie naprężenia występują w materiałach pod obciążeniami zaprojektowanymi do naśladowania rzeczywistych scenariuszy. Zespół Wroe wcześniej użył tego podejścia do badania mechaniki szczęki żyjących i wymarłych gatunków tak różnych, jak wielki rekin biały i tygrys szablozębny.

Te wyniki kwestionuje poprzednie sugestie, że ewolucja mniej wytrzymała czaszka w nowoczesnych ludzi zaangażowanych kompromis dla słabszego zgryzu lub był koniecznie odpowiedź na zmiany behawioralne, takie jak przełączanie do miękkich żywności lub więcej przetwarzania żywności z narzędzi i gotowania. Zostało również zasugerowane, że ludzkie mięśnie szczęki zostały zmniejszone, aby zrobić drogę dla większego brain.

“Jednak wiarygodne te pomysły mogą wydawać się zostały oparte na bardzo niewiele w drodze danych porównawczych: na przykład, nie ma rzeczywistych zapisów siły zgryzu zebrane od żywych członków innych gatunków małp “, mówi dr Wroe. “Okazuje się, że wcale nie mamy słabego zgryzu — jest on bardzo wydajny i mocny.

“Kiedy gryziemy w płaszczyźnie pionowej, w tylnej części szczęki, nasz zgryz jest o około 40-50% bardziej wydajny niż u wszystkich małp człekokształtnych. Jest nawet bardziej wydajny, gdy gryziemy z przodu szczęki.

“W tym badaniu przyjrzeliśmy się tylko dwóm wymarłym homininom, ale jak na nasze rozmiary, my ludzie jesteśmy porównywalni pod względem maksymalnej siły zgryzu z tymi kopalnymi gatunkami, do których zalicza się “człowiek-dziadek do orzechów”, znany ze swojej szczególnie masywnej czaszki i mięśni szczęki. Rozmiar ma znaczenie, ale wydajność ma znaczenie bardziej — a ludzie są bardzo wydajnymi gryzakami.

“Co ważne jednak, nasze badania koncentrują się na generowaniu szczytowych sił zgryzu w krótkim czasie. Szczęki innych gatunków mogą być lepiej przystosowane do utrzymywania żucia przez długie okresy. Oznacza to, że chociaż ludzie są tam z małpami człekokształtnymi w ich zdolności do szybkiego otwierania twardych przedmiotów, takich jak duży orzech, lub przetwarzania mniej twardych pokarmów, takich jak mięso, mogą być gorzej przystosowani do przetwarzania twardego materiału, takiego jak liście lub bambus, który wymaga długotrwałego żucia przez długi okres czasu.”

Zespół badawczy obejmował UNSW kolegów Toni Ferrara, Darren Curnoe i Uphar Chamoli, wraz z Colin R. McHenry z University of Newcastle, i był wspierany przez Australian Research Council.

.