DOOR GERT VAN MAANEN - M. Ponce de León en Ch. Zollikofer, University of Zurich - 10-04-2021 - Paleobiologie
De vijf onderzochte vroege fossiele Homo-schedels van de vindplaats Dmanisi in Georgië met de interne breinstructuur zichtbaar gemaakt via computed tomography (CT) en virtuele reconstructie. Foto: M. Ponce de León en Ch. Zollikofer, University of Zurich
In de menselijke evolutie is pas laat sprake van reorganisatie van de frontale hersenkwab, blijkt uit geavanceerde hersenscans van fossiele Dmanisi-schedels uit Georgië.
De eerste mensachtigen buiten Afrika vertonen nog een primitieve en mensaapachtige organisatie van de frontale hersenkwab. De hersenorganisatie van moderne mensachtigen is pas zichtbaar vanaf 1,5 miljoen jaar geleden in Homo-soorten uit Afrika en alle Homo erectus-vertegenwoordigers die in Zuidoost-Azië leefden. Dit stelt een internationaal onderzoeksteam van fysisch antropologen op basis van geavanceerde morfometrische en 3D-synchrotonanalyses aan fossiele Dmanisi-schedels uit Georgië (Science, 9 april).
Hun bevindingen leveren nieuwe aanwijzingen dat de organisatie van de frontale hersenkwabben, die betrokken zijn bij complexe cognitieve taken, nog niet aanwezig was bij vroege vertegenwoordigers uit het geslacht Homo. ‘Reorganisatie van de frontale kwab, ooit beschouwd als een onderscheidend kenmerk van de vroegste Homo in Afrika, evolueerde dus relatief laat’, schrijven eerste auteur Marcia Ponce de León en collega’s.
Endocasten
Omdat hersenen niet fossiliseren, leiden de onderzoekers het verloop van de hersenevolutie af van endocasten, natuurlijke of virtuele opvullingen van fossiele schedels. Hierin zijn de welvingen, groeven en bloedvaten zichtbaar die aanwijzingen geven over de ruimtelijke hersenstructuur. Cruciaal voor hun analyses zijn vijf vrij volledige 1,8 miljoen jaar oude fossiele schedels uit Dmanisi in Zuid-Georgië (zie ook: 'De schedel die alles veranderde', Bionieuws, 14 november 2009 en ‘Vroege Homo-soorten allen erectus’, Bionieuws, 26 november 2013). Die worden veelal beschouwd als vroege vertegenwoordigers van Homo erectus en documenteren de vroegst bekende verspreiding van mensachtigen buiten Afrika.
Volgens de nieuwe analyses lijken de Dmanisi-hersenen organisatorisch nog veel op die van mensapen. Zo is er in de frontale kwab in het zogeheten centrum van Broca sprake van maar één aparte groef, die ook zichtbaar is in hersenen van chimpansees en bonobo’s. Bij moderne mensen is die groef afwezig en is sprake van twee verticale groeven. Het centrum van Broca speelt een fundamentele rol in taalproductie en –begrip.
De diepgaande studie aan de Dmanisi-endocasten en herziening van Afrikaanse en Aziatische fossiele schedels werpen volgens Ponce de León nieuw licht op de hersenorganisatie van vroege vertegenwoordigers van Homo in het algemeen, en Homo erectus in het bijzonder.
Modern licht
‘De conclusies lijken me in grote lijnen juist’, reageert de niet direct betrokken paleobioloog Fred Spoor van het Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig en Natural History Museum in Londen. ‘In modern licht is het ook niet vreselijk controversieel. Nu weten we al een tijd dat er 3,3 miljoen jaar geleden – ver voor Homo – al werktuigen werden gemaakt, en dat er Homo-schedels waren met kleinere hersenen. Nieuwe kenmerken verschijnen op verschillende momenten in menselijke evolutie, en niet noodzakelijkerwijs als een keurig pakket op een speciaal moment.’
Een fossiele vroege Homo-schedel van de vindplaats Dmanisi in Georgië (exemplaar D4500, links) en een van Homo erectus van de vindplaats Sangiran in Indonesië (exemplaar S17, rechts). Het virtueel opvullen van de schedels (blauw) biedt inzicht in de breinorganisatie. Het brein van vertegenwooriders uit het geslacht Homo ontwikkelde zich van mensaapachtig (D4500) tot menselijk (S17) tussen 1,7 en 1,9 miljoen jaar geleden. Foto: M. Ponce de León en Ch. Zollikofer, University of Zurich.