Geskiedenis Podcasts

Die 20-miljoenjarige skedel fluister evolusionêre geheime

Die 20-miljoenjarige skedel fluister evolusionêre geheime

'N Skedel van 20 miljoen jaar oud wat visueel vasgevang word, verskaf nuwe data oor die evolusie van brein by primate. Stel jou voor dat jy deur 'n wurmgat in die verlede kyk en jou ou oorsprong van naderby sien, wel, as jy dit gedoen het, kyk jy dalk na hierdie ongelooflike 20 miljoen jaar oue skedel.

Op sy epiese reis van 1832 het Charles Darwin die mond van die canyon ondersoek waar Chilecebus carrascoensis uiteindelik 160 jaar later ontdek sou word, hoog in die Andesgebergte van Chili in Suid -Amerika. Wintersneeu het Darwin verbied om die cordillera binne te kom, maar hierdie seldsame fossiel is slegs 'n paar kilometer oos van waar Darwin gestaan ​​het, gevind.

  • Wetenskaplikes van Atapuerca het 'n revolusie in menslike evolusie gemaak
  • Vanuit 'n Darwiniese wêreldbeskouing
  • Wetenskaplikes ontdek evolusionêre sprong 500 miljoen jaar gelede

Die reis van die Charles Darwin. (Sémhur / CC BY-SA 4.0 )

Ondersoek die antieke skedel na 'breindata'

Daar word altyd geglo dat antropoïede primate, soos hierdie voorbeeld, soortgelyke breingroottes gehad het as moderne ape, en dat hulle mettertyd stadig toegeneem het, maar volgens 'n nuwe artikel wat in die tydskrif Science Advances gepubliseer is, op een van die oudste fossiele primate skedels van die spesie bekend as Chilecebus carrascoensis, "het hierdie uitbreidingsproses herhaaldelik en onafhanklik gebeur met af en toe afname in grootte".

Bruin spin aap is 'n afstammeling van die Chilecebus carrascoensis. (Fir0002 / CC BY-SA 3.0 )

Mede-outeur André Wyss van die Universiteit van Kalifornië, Santa Barbara, het gesê: 'Hierdie pragtige fossiel, net 'n paar kilometer oos van waar Darwin gestaan ​​het, sou hom opgewonde gemaak het', maar meer nog, die nuwe resultate vir 'al' vorige navorsing hieroor antieke spesies het slegs algemene gegewens verskaf oor die breingrootte van die dier relatief tot sy liggaamsgrootte, 'n meting wat bekend staan ​​as die 'encefaliseringskwosiënt' (EQ), maar hoofskrywer Xijun Ni, 'n navorsingsgenoot by American Museum of Natural History, het in die papier dat mense 'buitengewoon vergrote brein' het, maar ons weet baie min oor hoe ver hierdie belangrike eienskap begin ontwikkel het '.

3D-modellering van 'n 20 miljoen jaar oue skedel

John Flynn is Frick -kurator van fossiele soogdiere in die afdeling vir paleontologie aan die American Museum of Natural History, en as skrywer van meer as 100 wetenskaplike publikasies fokus sy navorsing op die "evolusie van soogdiere en mesozoïese gewerweldes, geologiese datering, plaattektonika en biogeografie ”. Flynn het aan verslaggewers gesê: "Chilecebus is een van die skaars en werklik skouspelagtige fossiele wat nuwe insigte en verrassende gevolgtrekkings onthul elke keer as nuwe analitiese metodes gebruik word om dit te bestudeer".

Hoë EQ dui op groter breine, wat meestal in primate meer voorkom as by ander soogdiere, maar mense het selfs hoër EQ's as die meeste ander. Volgens 'n verslag in Science Daily het die filogenetiese enkefaliseringskwosiënt (PEQ), "gekorrigeer vir die gevolge van noue evolusionêre verhoudings, want Chilecebus is relatief klein, op 0,79", terwyl die meeste ape PEQs het wat wissel van "0,86 tot 3,39, met mense wat binnekom om 13.46 ".

Wat dit alles beteken, is dat die span navorsers bevind het dat serebrale vergroting "herhaaldelik en onafhanklik plaasgevind het in antropoïde evolusie, met af en toe afname in grootte" en dat navorsers vir die eerste keer X-straal-CT-skandering met 'n hoë resolusie toegepas het en hulle digitale 3D -rekonstruksies geskep om die 'versteende kraniale holte van Chilecebus' te ontleed.

Nuwe sienings oor die antropoïede geskiedenis

Hierdie nuwe resultate onthul 'n ingewikkelde breinstruktuur met wat die wetenskaplikes 'onverwagte proporsies' genoem het, wat daarop dui dat die interne struktuur van die primaatbreine waarskynlik proporsioneel groter word namate die breingrootte ontwikkel het. Die wetenskaplikes het ook die ooghoeke van die skedel gemeet en die ingang van die optiese kanale waarin die optiese senuwees sou geleë gewees het, en die reukbol wat reukfunksies beheer en terwyl die reukbol proporsioneel klein was, "wat dui op 'n swak reukgevoel" die navorsers het bevind dat die verminderde reuk "nie verreken word met 'n verbeterde visuele stelsel, soos vandag by primate gesien word nie".

Wetenskaplikes bestudeer die ooghoeke van die skedel en die ingang van die optiese kanale. (Wetenskapnuus / YouTube)

Volgens die outeurs, tot die gevolgtrekking, bewys hierdie nuwe resultate dat visuele en reukstelsels "ontkoppel is tydens antropoïde brein -evolusie wat baie meer geruit was" as wat voorheen gedink is, en dat die brein herhaaldelik en onafhanklik vergroot het in die loop van die antropoïede geskiedenis.


'N 20 miljoen jaar oue aapskedel wat in Uganda opgegrawe is

'N Span Ugandese en Franse paleontoloë het aangekondig dat hulle 'n 20 miljoen jaar oue aapskedel in die noordooste van Uganda gevind het en gesê dat dit lig kan werp op die evolusionêre geskiedenis van die streek.

Die versteende skedel was van 'n mannetjie Ugandapitchecus Major, 'n afgeleë neef van die ape van vandag.

Die span het die oorskot op 18 Julie ontdek terwyl hulle na fossiele gesoek het in die oorblyfsels van 'n uitgestorwe vulkaan in die noordoostelike Karamoja-gebied in Uganda.

Volgens voorlopige studies van die fossiel het die boomklimplant, ongeveer 10 jaar oud toe hy gesterf het, 'n kop gelyk aan 'n sjimpansee, maar 'n brein so groot soos 'n bobbejaan, volgens Martin Pickford, paleontoloog van die College de France in Parys. .

& quot Dit is die eerste keer dat die volledige skedel van 'n aap van hierdie ouderdom gevind is. dit is 'n baie belangrike fossiel en dit sal Uganda beslis op die kaart plaas in terme van die wetenskaplike wêreld, 'het Pickford aan joernaliste in Kampala gesê.

Brigitte Senut, 'n professor aan die Musee National Histoire Naturelle, het gesê dat die oorskot na Parys geneem sal word om X-strale te neem en te dokumenteer voordat dit na Uganda terugbesorg word.

Dit word skoongemaak in Frankryk, dit word in Frankryk voorberei. en dan sal dit binne ongeveer 'n jaar na die land terugbesorg word, 'het me. Senut gesê.

Volgens senut het paleontoloë uit Frankryk Uganda besoek op ekspedisies wat deur die Franse regering gefinansier is.

Die droogste vlaktes van Karamoja, die minste ontwikkelde streek in Uganda, is die afgelope paar jaar grootliks tot rus gebring ná dekades se onveiligheid wat verband hou met gewapende beesvalle wat tussen nomadegemeenskappe klop.


20-miljoenjarige skedel fluister evolusionêre geheime-geskiedenis

'N Uitsonderlike fossielskedel van Chilecebus carrascoenis, 'n 20 miljoen jaar oue primaat uit die Andesberge in Chili. /AFP Foto

Die oorblyfsels van 'n prehistoriese primaat wat 20 miljoen jaar gelede hoog in die Andes geleef het en so klein was dat dit in u hand kon pas, help wetenskaplikes om meer te leer oor hoe die menslike brein ontwikkel het.

In 'n studie wat Woensdag in die tydskrif Science Advances gepubliseer is, het navorsers in China en die VSA beeldvorming met 'n hoë resolusie gebruik om die enigste bekende versteende skedel van die uitgestorwe Chilecebus, 'n Nuwe Wêreld -aap wat rondgekruip het oor ou bergwoude, op blare en vrugte te kyk, te ondersoek.

Een belangrike bevinding: die breingrootte van primate, wat lank aangeneem word dat dit mettertyd geleidelik toegeneem het, blyk nou 'n meer rotonde te wees.

Primate word grootliks in twee groepe verdeel: Ou Wêreld, waaruit ons eie spesie afstam, en nuwe wêreldspesies van die Amerikas en Oseanië.

"Ons sien verskeie episodes van uitbreiding van die brein in elk van hierdie groot groepe, en ons sien verskeie episodes van werklike vermindering van die relatiewe breingrootte in sekere groepe," het mede-outeur John Flynn van die American Museum of Natural History aan AFP gesê.

Die navorsing, onder leiding van Ni Xijun, aan die Chinese Akademie vir Wetenskappe, het röntgen- en CT-skanderings van die binnekant van die Chilebus-skedel gebruik om die interne struktuur daarvan te bepaal.

Die versteende skedel is presies gedateer omdat dit tussen vulkaniese gesteentes ontdek is, en deur die spesie in sy groter stamboom te plaas, kon die span aflei dat serebrale vergroting herhaaldelik en onafhanklik plaasgevind het tydens antropoïde evolusie.

Alhoewel die Chilecebus ongeveer so groot was as 'n moderne marmoset of tamarin, het die brein daarvan, in teenstelling met die ape, verskeie groewe, wat bekend staan ​​as 'n groter mate van kognitiewe kompleksiteit: met ander woorde, breingrootte is nie altyd gekoppel aan vooruitgang nie.

Wat meer is, in moderne primate is die grootte van die visuele en olfaktoriese sentrums van die brein omgekeerd verwant, wat beteken dat spesies met 'n sterk sigvermoë gewoonlik 'n swakker reuksin het en omgekeerd.

Maar die navorsers het bevind dat 'n klein reukbol in Chilecebus nie 'n sterker reukvermoë tot gevolg het nie, wat beteken dat die twee vermoëns nie gekoppel is soos voorheen gedink nie.

Flynn het gesê die navorsing getuig van die geheime wat ontsluit kan word uit goed bewaarde ou fossiele.

'Ons kan in die berge uitgaan en hierdie merkwaardige ontdekking 10 000 meter bo in die Andes maak, insigte kan maak oor die evolusie van ons geskiedenis, vorige hipoteses kan toets ... (en) die evolusie van die brein kan verstaan kompleksiteit by primate.

'Dit is 'n wonderlike moontlikheid deur die ontdekking van 'n baie goed bewaarde fossiel.'


Skedel evolusie

'N Langdurige hipotese is dat slange ontwikkel het uit 'n blinde, groeiende akkedisvoorouer. 'N Groep klein, wurmagtige, kleinbekgrawende slange, bekend as scolecophidians, word al lank beskou as die mees primitiewe lewende slange.

Die nuwe Najash fossielmateriaal toon aan dat die skedels van die ou slange se stam nie dieselfde was as dié van scolecophidian slange nie. In plaas daarvan, Najash en sy soort het groot monde met skerp tande en sommige van die mobiele skedelgewrigte wat tipies is vir die meeste moderne slange. Hulle het egter steeds 'n paar benige skedelkenmerke van meer tipiese akkedisse behou.

In evolusionêre terme, Najash vertel ons dat slange ontwikkel het na die skedelmobiliteit wat nodig was om redelik groot prooi -items op te neem, 'n kenmerk van baie moderne slange.


Skedelskanderings onthul evolusionêre geheime van fossielbreine

Wetenskaplikes kon lankal die fossielskedels van ons ou voorouers meet en ontleed om die volume en groei van die brein te bepaal. Die vraag oor hoe hierdie ou breine vergelyk met die moderne menslike brein en die brein van ons naaste neef, die sjimpansee, is steeds 'n belangrike doelwit van ondersoek.

'N Nuwe studie wat in Science Advances gepubliseer is, gebruik CT-skanderingstegnologie om 3 miljoen jaar oue breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en "Selam" uit die Afar-streek van Ethiopië) te sien om nuwe lig te werp oor die evolusie van breinorganisasie en groei.

Die navorsing toon aan dat hoewel die spesie van Lucy 'n aapagtige breinstruktuur gehad het, die brein langer geneem het om volwassenes te bereik, wat daarop dui dat babas 'n langer afhanklikheid van versorgers, 'n menslike eienskap, gehad het.

Die CT-skandering het die navorsers in staat gestel om twee langdurige vrae te beantwoord wat nie alleen deur visuele waarneming en meting beantwoord kon word nie: Is daar bewyse vir menslike breinherorganisasie in Australopithecus afarensis, en was die patroon van breingroei by hierdie spesie? meer soortgelyk aan dié van sjimpansees of dié van mense?

Breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika -kind" uit Ethiopië, hier op die foto) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Die buitengewoon behoue ​​endokraniale afdruk van die Dikika-kind onthul 'n aapagtige breinorganisasie, en geen kenmerke is aan die mens ontleen nie. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Om breingroei en organisasie in A. afarensis te bestudeer, die navorsers, waaronder die paleoantropoloog van die Arizona State University, William Kimbel, het agt fossielkranies van die Ethiopiese terreine Dikika en Hadar geskandeer met behulp van konvensionele en sinchrotron-berekende tomografie met 'n hoë resolusie. Kimbel, leier van die veldwerk by Hadar, is direkteur van die Institute of Human Origins en Virginia M. Ullman professor in natuurgeskiedenis en die omgewing in die School of Human Evolution and Social Change.

Lucy se spesies het meer as drie miljoen jaar gelede in Oos -Afrika bewoon - "Lucy" is na raming 3,2 miljoen jaar oud - en beklee 'n belangrike posisie in die hominin -stamboom, aangesien dit algemeen aanvaar word dat dit stamvader is van alle latere hominiene, insluitend die geslagslyn wat tot moderne mense lei.

"Lucy en haar familielede lewer belangrike bewyse oor vroeë hominiengedrag - hulle het regop geloop, 'n brein gehad wat ongeveer 20% groter was as dié van sjimpansees en moontlik skerp klipgereedskap gebruik het," sê mede -outeur Zeresenay Alemseged van die Universiteit van Chicago, wat is die direkteur van die Dikika -veldprojek in Ethiopië en is 'n internasionale navorsingsfiliaal by die Institute of Human Origins.

Brein fossileer nie, maar namate die brein groei en uitbrei voor en na geboorte, laat die weefsels rondom die buitenste laag 'n afdruk aan die binnekant van die beenbrein. Die brein van moderne mense is nie net baie groter as die van ons naaste aapverwante nie, maar is ook anders georganiseer en neem langer om te groei en volwasse te word.

In vergelyking met sjimpansees leer moderne menslike babas langer en is hulle langer afhanklik van ouerlike sorg. Saam is hierdie eienskappe belangrik vir menslike kognisie en sosiale gedrag, maar die evolusionêre oorsprong daarvan bly onduidelik.

Die CT-skanderings het gelei tot hoë-resolusie digitale "endokaste" van die binnekant van die skedels, waar die anatomiese struktuur van die brein gevisualiseer en ontleed kon word. Op grond van hierdie endokaste kon die navorsers breinvolume meet en belangrike aspekte van serebrale organisasie aflei uit indrukke van die brein se struktuur.

'N Belangrike verskil tussen ape en mense behels die organisering van die pariëtale lob van die brein - belangrik by die integrasie en verwerking van sensoriese inligting - en oksipitale lob in die visuele sentrum aan die agterkant van die brein.

Die buitengewoon behoue ​​endokast van "Selam", 'n skedel en gepaardgaande geraamte van 'n Australopithecus afarensis -baba wat in 2000 by Dikika gevind is, het 'n ondubbelsinnige indruk van die lunate sulcus - 'n spleet in die oksipitale lob wat die grens van die visuele gebied wat meer is, aandui prominent en meer by ape as by mense geleë-in 'n aapagtige posisie.

Die skandering van die endokraniale afdruk van 'n volwasse A. afarensis-fossiel van Hadar (vroeë hominied AL 162–28) onthul 'n voorheen onopgemerkte indruk van die lunate sulcus, wat ook in 'n aapagtige posisie is.

Brein fossileer nie, maar namate die brein groei, laat die weefsels rondom die buitenste laag 'n afdruk in die benige breinval. Die endokraniale afdruk van die Dikika-kind onthul 'n aapagtige breinorganisasie en geen kenmerke is teenoor die mens verkry nie. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Sommige wetenskaplikes het vermoed dat menslike breinherorganisasie in australopiete gekoppel is aan meer komplekse gedrag as dié van hul groot aapverwante (bv. Vervaardiging van klipgereedskap, mentalisering en vokale kommunikasie). Ongelukkig reproduseer die lunate sulcus gewoonlik nie goed op endokaste nie, so daar was onopgeloste kontroversie oor sy posisie in Australopithecus.

"'N Hoogtepunt van ons werk is hoe die nuutste tegnologie jarelange debatte oor hierdie drie miljoen jaar oue fossiele kan opklaar," het mede-outeur Kimbel gesê. 'Ons vermoë om met CT -skanderings in die verborge besonderhede van been- en tandstruktuur te' kyk ', het 'n wesenlike omwenteling in die wetenskap van ons oorsprong veroorsaak.

'N Vergelyking van baba- en volwasse endokraniale volumes dui ook op meer menslike, langdurige breingroei in Australopithecus afarensis, waarskynlik van kritieke belang vir die ontwikkeling van 'n lang tydperk van kinderleer by hominiene.

By babas maak CT -skanderings van die gebit dit moontlik om die ouderdom van 'n individu by die dood te bepaal deur tandheelkundige groeiglyne te tel. Soortgelyk aan die groeiringe van 'n boom, onthul virtuele dele van 'n tand inkrementele groeilyne wat die interne ritme van die liggaam weerspieël. Die tandheelkundiges van die span het die versteende tande van die Dikika -baba bestudeer en 'n ouderdom van 2,4 jaar bereken.

Die tempo van tandheelkundige ontwikkeling van die Dikika -baba was breedweg vergelykbaar met die van sjimpansees, en dus vinniger as by moderne mense. Maar aangesien die brein van volwassenes van Australopithecus afarensis ongeveer 20% groter was as dié van sjimpansees, dui die klein endokraniale volume van die Dikika -kind op 'n lang breinontwikkelingsperiode relatief tot sjimpansees.

"Die kombinasie van aapagtige breinstruktuur en menslike langdurige breingroei by Lucy se spesies was onverwags," het Kimbel gesê. 'Hierdie bevinding ondersteun die idee dat die evolusie van die menslike brein 'n stuk -stuk saak was, met uitgebreide breingroei wat verskyn het voor die oorsprong van ons eie genus, Homo.

Onder primate word verskillende groeisnelhede en rypwording geassosieer met verskillende strategieë vir babasorg, wat daarop dui dat die langdurige breingroei by Australopithecus afarensis moontlik gekoppel is aan 'n lang afhanklikheid van versorgers. Alternatiewelik kan 'n stadige breingroei ook hoofsaaklik 'n manier wees om die energieke behoeftes van afhanklike nageslag oor jare te versprei in omgewings waar voedsel nie altyd volop is nie.

In beide gevalle het langdurige breingroei in Australopithecus afarensis die basis gelê vir die daaropvolgende evolusie van die brein en sosiale gedrag in hominiene, en was dit waarskynlik van kritieke belang vir die ontwikkeling van 'n lang tydperk van kinderleer.

Navorsingsartikel: Australopithecus afarensis endokaste dui op aapagtige breinorganisasie en langdurige breingroei. Wetenskaplike vooruitgang. Philipp Gunz. Simon Neubauer, Dean Falk, Paul Tafforeau, Adelube Le Cabec, Tanya M. Smith, William H. Kimbel, Fred Spoor, Zeresenay Alemseged.

Topvideo: Breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika -kind" uit Ethiopië hier op die foto) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Verskeie jare van noukeurige fossielrekonstruksie en die tel van tandheelkundige groeigroepe het 'n buitengewoon behoue ​​breinafdruk van die Dikika -kind opgelewer en 'n presiese ouderdom by die dood. Hierdie data dui daarop dat Australopithecus afarensis 'n aapagtige brein en lang breingroei gehad het. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig


Skedelskanderings onthul evolusionêre geheime van fossielbreine

Breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika -kind" uit Ethiopië hier op die foto) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Die buitengewoon behoue ​​endokraniale afdruk van die Dikika-kind onthul 'n aapagtige breinorganisasie en geen kenmerke wat teenoor die mens afkomstig is nie. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Wetenskaplikes kon lankal die fossielskedels van ons ou voorouers meet en ontleed om die volume en groei van die brein te bepaal. Die vraag hoe hierdie ou breine vergelyk met moderne menslike breine en die brein van ons naaste neef, die sjimpansee, is steeds 'n belangrike doelwit van ondersoek.

'N Nuwe studie gepubliseer in Wetenskaplike vooruitgang gebruik CT-skanderingstegnologie om drie miljoen jaar oue breinafdrukke in fossielskedels van die spesie te sien Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en "Selam" uit die Afar -streek in Ethiopië) om nuwe lig te werp op die evolusie van breinorganisasie en groei. Die navorsing toon aan dat hoewel die spesie van Lucy 'n aapagtige breinstruktuur gehad het, die brein langer geneem het om volwassenes te bereik, wat daarop dui dat babas 'n langer afhanklikheid van versorgers, 'n menslike eienskap, gehad het.

Die CT-skandering het die navorsers in staat gestel om twee langdurige vrae te beantwoord wat nie alleen deur visuele waarneming en meting beantwoord kon word nie: Is daar bewyse vir menslike breinherorganisasie in Australopithecus afarensis, en was die patroon van breingroei in hierdie spesie meer soortgelyk aan dié van sjimpansees of dié van mense?

Om breingroei en organisasie te bestudeer in A. afarensis, het die navorsers, waaronder die ASU-paleoantropoloog William Kimbel, agt fossielkranies van die Ethiopiese terreine Dikika en Hadar geskandeer met behulp van konvensionele en sinchrotron-berekende tomografie met 'n hoë resolusie. Kimbel, leier van die veldwerk by Hadar, is direkteur van die Institute of Human Origins en Virginia M. Ullman professor in natuurgeskiedenis en die omgewing in die School of Human Evolution and Social Change.

3 miljoen jaar oue breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika-kind" uit Ethiopië wat hier getoon word) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Krediet: Paul Tafforeau, ESRF Grenoble

Die spesie van Lucy het meer as drie miljoen jaar gelede in Oos -Afrika bewoon - "Lucy" is na raming 3,2 miljoen jaar oud - en beklee 'n belangrike posisie in die hominin -stamboom, aangesien dit algemeen aanvaar word dat dit stamvader is van alle latere hominiene, insluitend die geslagslyn wat tot moderne mense lei.

"Lucy en haar familielede lewer belangrike bewyse oor vroeë hominiengedrag - hulle het regop geloop, 'n brein gehad wat ongeveer 20 persent groter was as dié van sjimpansees en moontlik skerp klipgereedskap gebruik het," verduidelik mede -outeur Zeresenay Alemseged (Universiteit van Chicago), wat is die direkteur van die Dikika -veldprojek in Ethiopië en is 'n internasionale navorsingspartner by die Institute of Human Origins.

Brein fossileer nie, maar namate die brein groei en uitbrei voor en na geboorte, laat die weefsels rondom die buitenste laag 'n afdruk aan die binnekant van die beenbrein. Die brein van moderne mense is nie net veel groter as die van ons naaste aapverwante nie, maar is ook anders georganiseer en neem langer om te groei en volwasse te word. In vergelyking met sjimpansees leer moderne menslike babas langer en is hulle langer afhanklik van ouerlike sorg. Saam is hierdie eienskappe belangrik vir menslike kognisie en sosiale gedrag, maar die evolusionêre oorsprong daarvan bly onduidelik.

Brein fossileer nie, maar namate die brein groei, laat die weefsels rondom die buitenste laag 'n afdruk in die benige breinval. Die endokraniale afdruk van die Dikika-kind onthul 'n aapagtige breinorganisasie en geen kenmerke is teenoor die mens verkry nie. Krediet: Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

Die CT-skanderings het gelei tot hoë-resolusie digitale "endokaste" van die binnekant van die skedels, waar die anatomiese struktuur van die brein gevisualiseer en ontleed kon word. Op grond van hierdie endokaste kon die navorsers breinvolume meet en belangrike aspekte van serebrale organisasie aflei uit indrukke van die brein se struktuur.

'N Belangrike verskil tussen ape en mense behels die organisering van die brein se pariëtale lob - belangrik by die integrasie en verwerking van sensoriese inligting - en oksipitale lob in die visuele sentrum aan die agterkant van die brein. Die buitengewoon bewaarde endokast van "Selam", 'n skedel en gepaardgaande skelet van 'n Australopithecus afarensis baba wat in 2000 by Dikika gevind is, het 'n ondubbelsinnige indruk van die lunate sulcus-'n spleet in die oksipitale lob wat die grens van die visuele gebied wat meer prominent is en meer by ape as by mense is-in 'n aapagtige posisie merk. Die skandering van die endokraniale afdruk van 'n volwassene A. afarensis fossiel van Hadar (A.L. 162-28) onthul 'n voorheen onopgemerkte indruk van die lunate sulcus, wat ook in 'n aapagtige posisie is.

Sommige wetenskaplikes het vermoed dat menslike breinherorganisasie by australopiete gekoppel is aan meer komplekse gedrag as dié van hul groot aapverwante (bv. Vervaardiging van klipgereedskap, mentalisering en vokale kommunikasie). Ongelukkig reproduseer die lunate sulcus gewoonlik nie goed op endokaste nie, so daar was onopgeloste kontroversie oor die posisie daarvan in Australopithecus.

Breinafdrukke (in wit getoon) in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Verskeie jare se noukeurige fossielrekonstruksie en die tel van tandheelkundige groeilyne het 'n buitengewoon behoue ​​breinafdruk van die Dikika -kind opgelewer en 'n presiese ouderdom by die dood. Krediet: Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

'' N Hoogtepunt van ons werk is hoe die nuutste tegnologie langdurige debatte oor hierdie drie miljoen jaar oue fossiele kan opklaar, 'sê mede-outeur Kimbel. "Ons vermoë om met CT -skanderings na die verborge besonderhede van been- en tandstruktuur te kyk, het 'n wesenlike omwenteling in die wetenskap van ons oorsprong veroorsaak."

'N Vergelyking van baba- en volwasse endokraniale volumes dui ook op meer menslike langdurige breingroei in Australopithecus afarensis, waarskynlik van kritieke belang vir die evolusie van 'n lang tydperk van kinderleer by hominiene.

By babas maak CT -skanderings van die tandheelkunde dit moontlik om die ouderdom van 'n individu by die dood te bepaal deur tandheelkundige groei lyne te tel. Soortgelyk aan die groeiringe van 'n boom, onthul virtuele dele van 'n tand inkrementele groeilyne wat die interne ritme van die liggaam weerspieël. By die bestudering van die versteende tande van die Dikika -baba, het die span se tandheelkundige kundiges 'n ouderdom van 2,4 jaar bereken.

Breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika -kind" uit Ethiopië wat hier getoon word) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Verskeie jare se noukeurige fossielrekonstruksie en die tel van tandheelkundige groeilyne het 'n buitengewoon behoue ​​breinafdruk van die Dikika -kind opgelewer en 'n presiese ouderdom by die dood. Hierdie data dui daarop dat Australopithecus afarensis 'n aapagtige brein en 'n lang breingroei gehad het. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

Die tempo van tandheelkundige ontwikkeling van die Dikika -baba was breedweg vergelykbaar met die van sjimpansees en dus vinniger as by moderne mense. Maar gegewe dat die brein van Australopithecus afarensis volwassenes was ongeveer 20 persent groter as dié van sjimpansees, die klein endokraniale volume van die Dikika -kind dui op 'n lang breinontwikkelingstydperk in vergelyking met sjimpansees.

"Die kombinasie van apelagtige breinstruktuur en menslike langdurige breingroei by Lucy se spesies was onverwags," sê Kimbel. 'Hierdie bevinding ondersteun die idee dat die evolusie van die menslike brein 'n stuk -stuk saak was, met uitgebreide breingroei wat voor die oorsprong van ons eie genus verskyn het, Homo."

Breinafdrukke in fossielskedels van die spesie Australopithecus afarensis (bekend vir "Lucy" en die "Dikika -kind" uit Ethiopië hier op die foto) werp nuwe lig op die evolusie van breingroei en organisasie. Verskeie jare se noukeurige fossielrekonstruksie en die tel van tandheelkundige groeilyne het 'n buitengewoon behoue ​​breinafdruk van die Dikika -kind opgelewer en 'n presiese ouderdom by die dood. Hierdie data dui daarop dat Australopithecus afarensis 'n aapagtige brein en lang breingroei gehad het. Krediet: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

Onder primate word verskillende groeisnelhede en rypwording geassosieer met verskillende strategieë vir babasorg, wat daarop dui dat die lang tydperk van breingroei in Australopithecus afarensis is moontlik gekoppel aan 'n lang afhanklikheid van versorgers. Alternatiewelik kan 'n stadige breingroei ook hoofsaaklik 'n manier wees om die energieke behoeftes van afhanklike nageslag oor jare te versprei in omgewings waar voedsel nie altyd volop is nie. In beide gevalle het langdurige breingroei in Australopithecus afarensis was die basis vir die daaropvolgende evolusie van die brein en sosiale gedrag in hominiene en was waarskynlik van kritieke belang vir die ontwikkeling van 'n lang tydperk van kinderleer.


7 miljoen jaar oue skedel skrik antropoloë / Dit is verreweg die vroegste menslike voorouer

'N Internasionale span fossieljagters wat die sand van 'n winderige Sentraal -Afrikaanse woestyn verwoes het, het die skedel en kakebeenfragmente van 'n wese opgegrawe wat byna 7 miljoen jaar gelede geleef het - verreweg die vroegste van alle bekende menslike voorouers.

Hulle skouspelagtige ontdekking sal antropoloë dwing om hul idees oor 'n geheimsinnige tydperk te heroorweeg toe ons menslike voorvaders en die ape eers afsonderlik van 'n gemeenskaplike voorouer ontwikkel het en die eerste hominiede regop begin loop het.

'Dit is ongetwyfeld een van die belangrikste fossielontdekkings van die afgelope 100 jaar,' het die antropoloog Daniel Lieberman van die Harvard -universiteit gesê. "Dit is verreweg die oudste skedel van 'n menslike voorouer. Dit sal die wetenskaplike impak van 'n klein atoombom hê."

Die vonds bevestig ook vir die eerste keer dat vroeë hominiede spesies floreer en ontwikkel het ver buite die Skeurvallei van Oos -Afrika en die grotte van Suid -Afrika, wat antropoloë lank geglo het die enigste streke was waar die vroegste mense ontwikkel het.

Die span van 40 wetenskaplikes, onder leiding van die Franse paleontoloog Michel Brunet en Harvard Universiteit se David Pilbeam, het 'n gefossileerde gedeeltelike skedel, twee onderste kakebene en drie geïsoleerde tande gevind van wat Brunet glo die oorblyfsels is van vyf afsonderlike individue van dieselfde hominied spesie in die Djurab -woestyn in die Sahel in die noorde van Tsjad.

Die groep het ook meer as 700 dierereste op dieselfde plek opgegrawe, waaronder primitiewe olifante, krokodille, kameelperde, bokke, varke en ape. Brunet het gesê dat die dierlike vondste beduidend is, omdat dit wys hoe anders die landskap so miljoene jare gelede was.

Vandag lê die ontdekkingsplek in 'n huilende woestyn, deur geweldige sandstorms en grens dit aan wat oorbly van 'n klein, vlak meer. Maar baie miljoene jare gelede het die gebied 'n enorme meer ingesluit, met ryk woude en oop grasvelde wat 'n skouspelagtige verskeidenheid soogdiere, amfibieë, slange en visse ondersteun het-sowel as die vroeë voormense.

Brunet en sy kollegas het die nuwe spesie Sahelanthropus tchadensis genoem en dit die bynaam Toumai gegee, wat in die plaaslike Goran -taal 'hoop op lewe' beteken.

'N VROEGER, GESKILDE VIND

Hulle dateer dit tussen 6 en 7 miljoen jaar - moontlik 'n miljoen jaar ouer as 'n betwiste Franse vonds in Kenia twee jaar gelede, wat die Millenium Man genoem is en waarvan die ontdekkers beweer dat dit byna 6 miljoen jaar oud is, hoewel ander wetenskaplikes beweer dat dit meer onlangs.

Brunet en Pilbeam se fossielwees was net so groot soos 'n sjimpansee, maar sy lang, plat gesig plus die kortheid van sy tande en die dikte van die emalje op die kiestande onderskei dit duidelik van sjimpansees, het Brunet gesê in 'n beskrywing wat vir verslaggewers opgestel is.

'Hierdie ontdekkings skud ons opvattings sterk oor die vroegste stappe in die menslike geskiedenis,' het hy gesê.

Curiously, some parts of the fossil cranium and teeth closely resemble those of Ardipithecus ramidus, a 4.4 million-year-old hominid discovered in Ethiopia's Awash region by Tim D. White of UC Berkeley and his Ethiopian colleagues in 1995, Brunet said.

Other features resemble even those of the far younger "Lucy," the 3.4 million-year old Australopithecus afarensis fossil discovered in 1974 by Donald Johanson of the Institute of Human Origins at Arizona State University.

The formal report by Brunet and his team is being published today in the British journal Nature, along with a detailed description of the region's long- altered early geology and its diverse early animal life.


Skull scans reveal evolutionary secrets of fossil brains

Scientists have long been able to measure and analyze the fossil skulls of our ancient ancestors to estimate brain volume and growth. The question of how these ancient brains compare to modern human brains and the brains of our closest primate cousin, the chimpanzee, continues to be a major target of investigation.

A new study published in Science Advances used CT-scanning technology to view 3-million-year-old brain imprints inside fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and “Selam” from Ethiopia’s Afar region) to shed new light on the evolution of brain organization and growth.

The research reveals that while Lucy’s species had an ape-like brain structure, the brain took longer to reach adult size, suggesting that infants may have had a longer dependence on caregivers, a human-like trait.

The CT-scanning enabled the researchers to get at two long-standing questions that could not be answered by visual observation and measurement alone: Is there evidence for human-like brain reorganization in Australopithecus afarensis, and was the pattern of brain growth in this species more similar to that of chimpanzees or that of humans?

Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and the “Dikika child” from Ethiopia, pictured here) shed new light on the evolution of brain growth and organization. The exceptionally preserved endocranial imprint of the Dikika child reveals an ape-like brain organization, and no features derived toward humans. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

To study brain growth and organization in A. afarensis, the researchers, including Arizona State University paleoanthropologist William Kimbel, scanned eight fossil crania from the Ethiopian sites of Dikika and Hadar using high-resolution conventional and synchrotron-computed tomography. Kimbel, leader of the field work at Hadar, is director of the Institute of Human Origins and Virginia M. Ullman Professor of Natural History and the Environment in the School of Human Evolution and Social Change.

Lucy’s species inhabited eastern Africa more than three million years ago — “Lucy” herself is estimated to be 3.2 million years old — and occupies a key position in the hominin family tree, as it is widely accepted to be ancestral to all later hominins, including the lineage leading to modern humans.

“Lucy and her kin provide important evidence about early hominin behavior — they walked upright, had brains that were around 20% larger than those of chimpanzees, and may have used sharp stone tools,” said coauthor Zeresenay Alemseged from the University of Chicago, who directs the Dikika field project in Ethiopia and is an international research affiliate with the Institute of Human Origins.

Brains do not fossilize, but as the brain grows and expands before and after birth, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint on the inside of the bony braincase. The brains of modern humans are not only much larger than those of our closest living ape relatives, but are also organized differently and take longer to grow and mature.

Compared with chimpanzees, modern human infants learn longer and are entirely dependent on parental care for longer periods of time. Together, these characteristics are important for human cognition and social behavior, but their evolutionary origins remain unclear.

The CT scans resulted in high-resolution digital “endocasts” of the interior of the skulls, where the anatomical structure of the brains could be visualized and analyzed. Based on these endocasts, the researchers could measure brain volume and infer key aspects of cerebral organization from impressions of the brain’s structure.

A key difference between apes and humans involves the organization of the brain’s parietal lobe — important in the integration and processing of sensory information — and occipital lobe in the visual center at the rear of the brain.

The exceptionally preserved endocast of “Selam,” a skull and associated skeleton of an Australopithecus afarensis infant found at Dikika in 2000, has an unambiguous impression of the lunate sulcus — a fissure in the occipital lobe marking the boundary of the visual area that is more prominent and located more forward in apes than in humans — in an ape-like position.

The scan of the endocranial imprint of an adult A. afarensis fossil from Hadar ( early hominid AL 162–28) reveals a previously undetected impression of the lunate sulcus, which is also in an ape-like position.

Brains do not fossilize, but as the brain grows, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint in the bony braincase. The Dikika child’s endocranial imprint reveals an ape-like brain organization, and no features derived toward humans. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Some scientists had conjectured that human-like brain reorganization in australopiths was linked to behaviors that were more complex than those of their great ape relatives (e.g., stone-tool manufacture, mentalizing and vocal communication). Unfortunately, the lunate sulcus typically does not reproduce well on endocasts, so there was unresolved controversy about its position in Australopithecus.

“A highlight of our work is how cutting-edge technology can clear up long-standing debates about these three million-year-old fossils,” co-author Kimbel said. “Our ability to ‘peer’ into the hidden details of bone and tooth structure with CT scans has truly revolutionized the science of our origins.”

A comparison of infant and adult endocranial volumes also indicates more human-like protracted brain growth in Australopithecus afarensis , likely critical for the evolution of a long period of childhood learning in hominins.

In infants, CT scans of the dentition make it possible to determine an individual’s age at death by counting dental growth lines. Similar to the growth rings of a tree, virtual sections of a tooth reveal incremental growth lines reflecting the body’s internal rhythm. Studying the fossilized teeth of the Dikika infant, the team’s dental experts calculated an age at death of 2.4 years.

The pace of dental development of the Dikika infant was broadly comparable to that of chimpanzees, and therefore faster than in modern humans. But given that the brains of Australopithecus afarensis adults were roughly 20% larger than those of chimpanzees, the Dikika child’s small endocranial volume suggests a prolonged period of brain development relative to chimpanzees.

“The combination of ape-like brain structure and human-like protracted brain growth in Lucy’s species was unexpected,” Kimbel said. “That finding supports the idea that human brain evolution was very much a piecemeal affair, with extended brain growth appearing before the origin of our own genus, Homo.”

Among primates, different rates of growth and maturation are associated with different infant-care strategies, suggesting that the extended period of brain growth in Australopithecus afarensis may have been linked to a long dependence on caregivers. Alternatively, slow brain growth could also primarily represent a way to spread the energetic requirements of dependent offspring over many years in environments where food is not always abundant.

In either case, protracted brain growth in Australopithecus afarensis provided the basis for subsequent evolution of the brain and social behavior in hominins, and was likely critical for the evolution of a long period of childhood learning.

Research article: Australopithecus afarensis endocasts suggest ape-like brain organization and prolonged brain growth. Science Advances. Philipp Gunz. Simon Neubauer, Dean Falk, Paul Tafforeau, Adelube Le Cabec, Tanya M. Smith, William H. Kimbel, Fred Spoor, Zeresenay Alemseged.

Top video: Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and the “Dikika child” from Ethiopia pictured here) shed new light on the evolution of brain growth and organization. Several years of painstaking fossil reconstruction and counting of dental growth lines yielded an exceptionally preserved brain imprint of the Dikika child and a precise age at death. These data suggest that Australopithecus afarensis had an ape-like brain and prolonged brain growth. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig


Skull scans reveal evolutionary secrets of fossil brains

IMAGE: Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for "Lucy " and the "Dikika child " from Ethiopia pictured here) shed new light on the evolution of brain growth.

Scientists have long been able to measure and analyze the fossil skulls of our ancient ancestors to estimate brain volume and growth. The question of how these ancient brains compare to modern human brains and the brains of our closest primate cousin, the chimpanzee, continues to be a major target of investigation.

A new study published in Wetenskaplike vooruitgang used CT-scanning technology to view three-million-year old brain imprints inside fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for "Lucy" and "Selam" from Ethiopia's Afar region) to shed new light on the evolution of brain organization and growth. The research reveals that while Lucy's species had an ape-like brain structure, the brain took longer to reach adult size, suggesting that infants may have had a longer dependence on caregivers, a human-like trait.

The CT-scanning enabled the researchers to get at two long-standing questions that could not be answered by visual observation and measurement alone: Is there evidence for human-like brain reorganization in Australopithecus afarensis, and was the pattern of brain growth in this species more similar to that of chimpanzees or that of humans?

To study brain growth and organization in A. afarensis, the researchers, including ASU paleoanthropologist William Kimbel, scanned eight fossil crania from the Ethiopian sites of Dikika and Hadar using high-resolution conventional and synchrotron-computed tomography. Kimbel, leader of the field work at Hadar, is director of the Institute of Human Origins and Virginia M. Ullman Professor of Natural History and the Environment in the School of Human Evolution and Social Change.

Lucy's species inhabited eastern Africa more than three million years ago--"Lucy" herself is estimated to be 3.2 million years old--and occupies a key position in the hominin family tree, as it is widely accepted to be ancestral to all later hominins, including the lineage leading to modern humans.

"Lucy and her kin provide important evidence about early hominin behavior--they walked upright, had brains that were around 20 percent larger than those of chimpanzees, and may have used sharp stone tools," explains coauthor Zeresenay Alemseged (University of Chicago), who directs the Dikika field project in Ethiopia and is an International Research Affiliate with the Institute of Human Origins.

Brains do not fossilize, but as the brain grows and expands before and after birth, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint on the inside of the bony braincase. The brains of modern humans are not only much larger than those of our closest living ape relatives but are also organized differently and take longer to grow and mature. Compared with chimpanzees, modern human infants learn longer and are entirely dependent on parental care for longer periods of time. Together, these characteristics are important for human cognition and social behavior, but their evolutionary origins remain unclear.

The CT scans resulted in high-resolution digital "endocasts" of the interior of the skulls, where the anatomical structure of the brains could be visualized and analyzed. Based on these endocasts, the researchers could measure brain volume and infer key aspects of cerebral organization from impressions of the brain's structure.

A key difference between apes and humans involves the organization of the brain's parietal lobe--important in the integration and processing of sensory information--and occipital lobe in the visual center at the rear of the brain. The exceptionally preserved endocast of "Selam," a skull and associated skeleton of an Australopithecus afarensis infant found at Dikika in 2000, has an unambiguous impression of the lunate sulcus--a fissure in the occipital lobe marking the boundary of the visual area that is more prominent and located more forward in apes than in humans--in an ape-like position. The scan of the endocranial imprint of an adult A. afarensis fossil from Hadar (A.L. 162-28) reveals a previously undetected impression of the lunate sulcus, which is also in an ape-like position.

Some scientists had conjectured that human-like brain reorganization in australopiths was linked to behaviors that were more complex than those of their great ape relatives (e.g., stone-tool manufacture, mentalizing, and vocal communication). Unfortunately, the lunate sulcus typically does not reproduce well on endocasts, so there was unresolved controversy about its position in Australopithecus.

"A highlight of our work is how cutting-edge technology can clear up long-standing debates about these three million-year-old fossils," notes coauthor Kimbel. "Our ability to 'peer' into the hidden details of bone and tooth structure with CT scans has truly revolutionized the science of our origins."

A comparison of infant and adult endocranial volumes also indicates more human-like protracted brain growth in Australopithecus afarensis, likely critical for the evolution of a long period of childhood learning in hominins.

In infants, CT scans of the dentition make it possible to determine an individual's age at death by counting dental growth lines. Similar to the growth rings of a tree, virtual sections of a tooth reveal incremental growth lines reflecting the body's internal rhythm. Studying the fossilized teeth of the Dikika infant, the team's dental experts calculated an age at death of 2.4 years.

The pace of dental development of the Dikika infant was broadly comparable to that of chimpanzees and therefore faster than in modern humans. But given that the brains of Australopithecus afarensis adults were roughly 20 percent larger than those of chimpanzees, the Dikika child's small endocranial volume suggests a prolonged period of brain development relative to chimpanzees.

"The combination of apelike brain structure and humanlike protracted brain growth in Lucy's species was unexpected," says Kimbel. "That finding supports the idea that human brain evolution was very much a piecemeal affair, with extended brain growth appearing before the origin of our own genus, Homo."

Among primates, different rates of growth and maturation are associated with different infant-care strategies, suggesting that the extended period of brain growth in Australopithecus afarensis may have been linked to a long dependence on caregivers. Alternatively, slow brain growth could also primarily represent a way to spread the energetic requirements of dependent offspring over many years in environments where food is not always abundant. In either case, protracted brain growth in Australopithecus afarensis provided the basis for subsequent evolution of the brain and social behavior in hominins and was likely critical for the evolution of a long period of childhood learning.


Kyk die video: 20 этаж СУНДУК. Башня ниндзя Империя пазлов Empires puzzles (Januarie 2022).