Das Neueste über die kleinsten Gehirne in der menschlichen Evolution

Im letzten Monat (Oktober 2009) widmete das Science-Magazin dem vielleicht ältesten Vorfahren, Ardipithecus ramidus, eine ganz außergewöhnliche Angelegenheit. A. ramidus wurde Mitte der 1990er Jahre in Äthiopien von einem Forschungsteam unter Leitung des Paläoanthropologen Tim White entdeckt. Obwohl das Team 1994 und 1995 einige Vorarbeiten veröffentlichte, musste eine umfassende Beschreibung der fragmentarischen und fragilen fossilen Überreste warten, bis das Material zuerst stabilisiert und dann wieder aufgebaut wurde. Mehrere Personen wurden identifiziert, obwohl viele nur durch Zähne oder andere kleine Überreste vertreten sind. Jedoch wurde ein Teilskelett, das mehrere lange Knochen, Hände und Füße, das Becken und einen Großteil des Schädels konserviert, erhalten und liefert uns eine äußerst informative Sicht auf die Ramidus-Biologie.

Wie verdient Ramidus den Titel "frühester menschlicher Ahnherr"? Zuerst ist sein Alter – 4,4 Millionen Jahre alt. Das bringt es näher als die Australopithecinen (wie "Lucy") zu den 5-6 Millionen Jahre Divergenz Datum zwischen Menschen und Menschenaffen, die von molekularen Uhren auf der Grundlage von genetischen Analysen vorgeschlagen. Es gibt andere mögliche früheste Hominidenkandidaten, aber sie sind entweder sehr fragmentarisch oder ihr vorgeschlagener Status als Hominid muss noch weitgehend akzeptiert werden. Der Hominidenstatus von Ramidus scheint nicht zweifelhaft zu sein. Nach White und seinen Kollegen (2009, Science , 326: 75-86) weist das obere Becken Merkmale auf, die mit der Zweibeinigkeit konsistent sind, die in späteren Hominiden, einschließlich uns selbst, vollständiger entwickelt sind. Darüber hinaus zeigen die Fußknochen eine Zunahme der Robustheit im Vergleich zu den Menschenaffen, was darauf hindeutet, dass sie eine treibende Rolle eingenommen haben, die mit dem Gehen auf zwei Beinen übereinstimmt. In vielen anderen Aspekten ist die Fuß-, Hand- und Gliedmaßenanatomie von Ramidus jedoch ziemlich primitiv. Zum Beispiel, obwohl der Fuß Anzeichen zeigt, dass er während des Fersen-Zehen-Gehens weggedrückt wird, behält er einen opponierbaren großen Zeh, wodurch die Greiffähigkeit erhalten bleibt.

Wenn wir einen lebenden A. ramidus Individuum sehen würden, würde es sehr wie ein Affe aussehen, der auf zwei Beinen geht. Aber White und seine Kollegen betonen, dass eine solche Ähnlichkeit irreführend sein kann: Die lebenden afrikanischen Menschenaffen und wir alle haben Eigenschaften, die sich entwickelt haben, seit wir einen Vorfahren hatten, der ungefähr wie Ramidus aussah (obwohl vermutlich dieser gemeinsame Vorfahre ein Vierfüßler gewesen wäre). A. ramidus unterscheidet sich auch von den späteren Australopithecinen in verschiedenen zahnärztlichen Merkmalen; Darüber hinaus deutet die Untersuchung von Überresten mehrerer Individuen darauf hin, dass Ramidus nicht sehr sexuell dimorph ist. Vermutlich sind sowohl Männer als auch Frauen in der Stichprobe vertreten, aber sie scheinen alle etwa gleich groß zu sein. Dies steht in krassem Gegensatz zu den frühesten Australopithecinen, die stark sexualdimorph waren, so sehr, dass es einstmals lebhafte Diskussionen darüber gab, ob Australopithecus afarensis (Lucys Spezies) fossile Assemblagen eine oder zwei Arten repräsentierten.

Das A. ramidus – Forschungsteam, das von Gen Suwa (Suwa et al., 2009, Science , 326: 68e1-7) geleitet wurde, kam zu dem Schluss, dass die Schädelkapazität von Ramidus zwischen 280 und 350cc. Da es keinen vollständig intakten Schädel gab, der es ermöglichte, die Schädelkapazität relativ einfach zu messen, mussten die Forscher verschiedene lineare Messungen durchführen und dann anhand von auf lebenden Affen basierenden Regressionsgleichungen das Schädelvolumen schätzen. Dies würde Ramidus in den unteren Bereich der Schimpansen setzen und etwas kleiner als Australopithecinen (oder Gorillas, obwohl ihre erhöhte Schädelkapazität mit wesentlich größerer Körpergröße einhergeht). Im Allgemeinen ist die Schädelkapazität ein Hinweis auf ein "affengroßes" Gehirn, aber am unteren Ende des Spektrums der heutigen Menschenaffen, insbesondere angesichts der geschätzten Körpergröße von Ramidus (etwa 50 kg für das eine ziemlich vollständige Exemplar, Lovejoy et al., 2009, Science 326: 100-106) liegt ebenfalls im Schimpansenbereich.

Die Ramidus- Entdeckung passt gut zu dem Bild der Gehirngrößenentwicklung, das aus dem menschlichen Fossilienbestand zusammengesetzt wurde (siehe mein Buch, Das Leben des Gehirns, Belknap Press der Harvard University Press, 2009, für einen Überblick). Obwohl es in den ersten 4 Millionen Jahren unserer Evolution ein bescheidenes Muster der Gehirnausdehnung gegeben hat, wird zunehmend klar, dass eine signifikante Gehirnausdehnung, die die Größe eines Affen übersteigt, bei Hominiden erst vor etwa 2 Millionen Jahren auftritt. Die recht geringe Größe des Ramidus cranium deutet darauf hin, dass es beim Übergang von Ardipithecus zu frühem Australopithecus zu einem leichten Anstieg der Hirngröße gekommen sein könnte. Die kleinen Probengrößen, insbesondere für Ardipithecus , bedeutet jedoch, dass wir vorsichtig sein sollten, zu großen Unterschieden bei den relativ kleinen (50-100 cc) Unterschieden in der Gehirngröße bei frühen Hominiden zuzuschreiben. Unter den heutigen Menschen kann die Variation der Gehirngröße, selbst innerhalb desselben Geschlechts in einer relativ homogenen Population, leicht von dieser Größenordnung sein (prozentual).

Ardipithecus ramidus , mit seiner kleinen Schädelkapazität und einer Mischung aus primitiven und abgeleiteten Merkmalen, sitzt sowohl im Raum als auch im Raum auf dem Hominidenstamm. Dasselbe gilt nicht für das Fossil, das als "Hobbit" (LB1) bekannt ist und eine vermeintlich neue Art darstellt, Homo floresiensi s. Seit der Ankündigung seiner Entdeckung auf der Insel Flores in Indonesien 2004 (von Peter Brown und seinen Kollegen, Nature 431: 1055-1061) hat der Hobbit eine außerordentliche Menge an populärer und wissenschaftlicher Aufmerksamkeit auf sich gezogen; es verdient diese Aufmerksamkeit, weil es ein außergewöhnliches Fossil ist. Der Hobbit scheint eine Population von Individuen mit kleinem Körper (3-4 Fuß hoch) und kleinen Hirngespinsten (400 cm3) darzustellen, die sich in relativer Isolation auf der Insel entwickelten und bis vor 12.000 Jahren überlebten. Das LB1-Exemplar ist das am vollständigsten erhaltene Individuum und das einzige, das einen intakten Schädel mit einer messbaren Schädelkapazität beibehält.

So ist die Schädelkapazität des Hobbit, obwohl er 4,4 Millionen Jahre auseinander liegt, nur geringfügig größer als die von Ardipithecus ramidus . Wenn der Hobbit ein Affe wäre, wäre das keine so große Sache: Schimpansen- und Gorilla-Gehirngrößen haben sich in 6-7 Millionen Jahren nicht allzu sehr verändert. Aber der Hobbit ist eindeutig ein zweibeiniger Hominide. Das Problem ist nicht so sehr die Trennung von Ramidus in der Zeit, sondern im geographischen Raum. Flores ist weit weg von Ostafrika. Soweit wir wissen, wanderten die Hominiden erstmals vor etwa 1,7 Millionen Jahren aus Afrika nach Asien aus. Zu dieser Zeit hatten sie Gehirne, die bereits wesentlich größer waren als bei Affen oder Australopithecinen. Es gibt keine Hinweise auf eine australopithecine Migration aus Afrika, und es gibt viele anatomische Beweise, die belegen, dass der Hobbit nicht nur ein fehlplatzierter Australopithecine ist.

Dies lässt darauf schließen, dass sich Homo floresiensis in seiner Inselisolation als Ableger von Homo erectus (oder ähnlichen Formen) oder modernen Menschen entwickelt hat. Es ist ziemlich unwahrscheinlich, dass sich der moderne Mensch entwickelt. Es gibt viele relativ kleinwüchsige Populationen auf der Welt, aber die Schädelkapazität wird in diesen Gruppen mehr oder weniger aufrechterhalten. Die soziokulturellen Dynamiken in menschlichen Gruppen mindern wahrscheinlich die Selektion auf eine reduzierte Gehirngröße (dh zu viel kognitive Konkurrenz), selbst wenn es erhebliche energetische Vorteile durch das Nichtwachstum eines großen Gehirns geben würde. Aber das war für den Homo erectus vielleicht nicht der Fall. Vielleicht erreichte eine kleine Gruppe von Erektus-Individuen Flores, und in Abwesenheit der Konkurrenz von anderen Hominidengruppen entwickelten sich sowohl die Körper- als auch die Gehirngröße. Der Zwergwuchs der Insel ist in vielen Säugetierarten, sogar auf Flores, viele Male in der ganzen Welt aufgetreten, also wäre es kein zoologisch einzigartiges Ereignis.

Eine andere alternative Hypothese wurde enthusiastisch angeboten, um den Hobbit zu erklären: dass er ein pathologisches Individuum darstellt, ein mikrozephaler Zwerg aus einer bereits kleinleibigen und wahrscheinlich etwas ingredierten modernen menschlichen Population (siehe zum Beispiel Jacob et al. 2006, PNAS 103: 13421-13426). Dean Falk führte das Team an, das die Beschreibung des Hobbit-Schädels und des Hirnendokasts veröffentlichte (Falk et al., 2005, Science 308: 242-245), und weil viele der Ansprüche auf Pathologie sich auf den Schädel konzentrieren, war sie auch einer der Hauptverteidiger der Homo floresiensis Artenhypothese. In einer kürzlich erschienenen Ausgabe des American Journal of Physical Anthropology (2009, 140: 52-63) nahmen Falk und ihre Kollegen die Hypothese auf, dass der Hobbit an Laron Syndrom litt, einem Zustand, der aus primärer Wachstumshormonunempfindlichkeit resultiert, die zu Kleinwüchsigkeit führt andere charakteristische Skelettmerkmale (Hershkovitz et al., 2007, American Journal of Physical Anthropology 134: 198-208). In der gleichen Ausgabe der Zeitschrift stellten Yousuke Kaifu und Kollegen ( American Journal of Physical Anthropology , 2009, 140: 177-185) die Hypothese auf, dass der Hobbitschädel so asymmetrisch ist, dass er pathologisch sein muss (siehe Jacob et al. 2006). . Ohne auf die anatomischen Einzelheiten einzugehen, genügt es zu sagen, dass die Befürworter des Hobbit-als-neu-Spezies-Konzeptes vernünftige Gegenargumente zu den Hobbit-als-pathologisch-individuellen Befürwortern haben. Falk und ihre Kollegen machen den wichtigen Punkt, dass es nicht wirklich hilfreich ist, einfach zu sagen, dass der Hobbit pathologisch ist, sondern dass solche Behauptungen an eine bekannte und erkennbare Bedingung gebunden sein müssen, um konkurrierende Hypothesen zu testen.

Die Schädelgröße ist sowohl für A. ramidus als auch für den Hobbit ein Problem. Aber da Ramidus besser zu dem passt, was wir über die menschliche Evolution wissen, ist es für diese Spezies ein viel weniger kritisches Thema. Es wäre anders, wenn man behaupten würde, dass Ramidus ein 1300cc-Gehirn anstatt 350cc hatte – das wäre wirklich unglaublich. Der Hobbit repräsentiert genau die entgegengesetzte Situation, und einige Forscher haben im Wesentlichen argumentiert, dass es unglaublich ist, dass es eine Spezies und nicht ein pathologisches Individuum darstellt. Ich denke, dass keine spezifische Pathologie-Hypothese bisher überzeugend genug war, die Hobbit-Spezies-Hypothese zu verwerfen; umgekehrt würde eine größere Stichprobengröße von Hobbit-Kranien einen großen Teil dazu beitragen, mich und viele andere Anthropologen davon zu überzeugen, dass es auf einer Insel in Südostasien tatsächlich eine Art kleinbürstiger und körperlicher Cousins ​​von uns gab, die isoliert lebten . Ich möchte überzeugt sein, denn wenn Hobbits wirklich auf Flores leben würden, würde die breitere Geschichte der menschlichen Evolution durch ihre Präsenz bereichert werden, sogar in einer kleinen, unterstützenden Rolle.