I denti di questi crani di Australopithecus africanus contengono importanti prove sulla nutrizione di questi individui mentre crescevano. Crediti:Luca Fiorenza, Autore fornito
Il lontano antenato degli umani Australopithecus africanus hanno avuto un approccio unico nel crescere i loro piccoli, come mostrato nella nostra nuova ricerca pubblicata oggi in Natura .
L'analisi geochimica di quattro denti mostra che hanno allattato esclusivamente bambini per circa 6-9 mesi, prima di integrare il latte materno con quantità variabili di alimenti solidi fino all'età di 5-6 anni. L'equilibrio tra latte e cibi solidi in questo periodo variava ciclicamente, probabilmente in risposta ai cambiamenti stagionali nella disponibilità di cibo.
Questa conoscenza è utile su più fronti. Da un punto di vista evolutivo, ci aiuta a comprendere i particolari adattamenti biologici e comportamentali di Australopithecus africanus rispetto ad altri antenati umani estinti e agli umani moderni.
Però, l'allattamento al seno fino a 5-6 anni è metabolicamente costoso:richiede un certo apporto di calorie per la madre che allatta. L'uso del latte come alimento supplementare per la prole più anziana potrebbe aver ostacolato la capacità del A. africanus specie per sopravvivere con successo durante un periodo di cambiamento climatico sostanziale.
Forse questo modo di vivere ha accelerato l'estinzione di A. africanus circa 2 milioni di anni fa.
Un ominide sconcertante
A. africanus fu scoperto per la prima volta nel 1924 dallo scienziato di origine australiana Raymond Dart a Taung in Sud Africa, e ha rappresentato il primo antenato umano identificato dall'Africa.
Illustrazione di una madre Australopithecus africanus e della sua giovane prole. Credito:Jose Garcia e Renaud Joannes-Boyau
Un secolo di scavi e ricerche dopo, Taung e altri siti in tutto il Sud Africa hanno prodotto una ricca documentazione dei primi antenati umani. Questa regione è ora un sito del patrimonio mondiale dell'UNESCO noto come "La culla dell'umanità".
Questa specie di ominidi, un membro del lignaggio evolutivo umano, aveva un misto di caratteristiche scimmiesche e caratteristiche più specializzate. È stato recuperato solo da siti fossili in Sud Africa che risalgono a tra 3 milioni e 2 milioni di anni fa.
Poiché esistono solo pochi esemplari, abbiamo poche informazioni su come A. africanus vissuta e la sua relazione con altre specie di ominidi fossili come le specie dell'Africa orientale di Australopiteco , il robusto paraantropo , e il nostro genere, omo .
Zapping denti
La nostra ricerca si avvale di tecniche analitiche all'avanguardia. Abbiamo usato un laser per eliminare piccoli pezzi di denti fossili, e poi usarono uno strumento chiamato spettrometro di massa per determinare la loro composizione chimica.
Questo è molto meno distruttivo rispetto ai metodi tradizionali che richiedono la frantumazione e la dissoluzione del campione prima dell'analisi. Questo la rende una tecnica fondamentale per esemplari rari come quelli di A. africanus .
Diagramma schematico dell'uso dell'analisi dell'ablazione laser per mappare la concentrazione di stronzio e uranio all'interno di un dente. Credito:Renaud Joannes-Boyau, Autore fornito
Il nostro metodo laser ci ha anche permesso di mappare la composizione di un campione su tutta la superficie di un dente, illuminando i cambiamenti nella dieta, mobilità o clima nel tempo. Questo è un progresso importante, in quanto può rivelare informazioni che è stato impossibile stabilire utilizzando metodi paleontologici convenzionali.
In questo studio, abbiamo mappato i cambiamenti nella concentrazione di bario, stronzio e litio in denti fossili di due individui. Le quantità di questi elementi nel nostro corpo possono cambiare in modo significativo a seconda della nostra dieta, e questi cambiamenti si riflettono nella composizione delle nostre ossa e dei nostri denti.
Mentre le nostre ossa continuano a cambiare composizione mentre si rimodellano durante la nostra vita, i nostri denti non cambiano dopo che si sono formati durante l'infanzia. I denti sono quindi una perfetta capsula chimica del tempo della nostra dieta infantile.
Mappare una dieta varia
La concentrazione di bario nel latte materno è molto alta, quindi anche i denti infantili che si formano durante l'allattamento avranno un'alta concentrazione di questo elemento. Questa concentrazione diminuisce gradualmente man mano che vengono introdotte altre fonti di cibo.
I campioni che abbiamo analizzato da A. africanus mostra uno schema diverso, con fluttuazioni cicliche della concentrazione di bario. Ciò suggerisce che le madri aumenterebbero o ridurranno la quantità di cibo aggiuntivo, probabilmente a seconda della disponibilità di altre risorse. Questo è un adattamento allo stress alimentare utilizzato anche dagli oranghi moderni.
Australopithecus africanus canine che mostra un primo periodo di comportamento infermieristico seguito da un segnale ciclico nel litio, distribuzione dello stronzio e del bario. Attestazione:Renaud Joannes-Boyau
Anche la concentrazione di litio in questi denti varia ciclicamente, anche se non sempre contemporaneamente al bario. La causa precisa delle variazioni del litio non è ancora chiara, ma sembra essere collegata alle variazioni delle riserve di grasso corporeo o alla quantità di proteine consumate.
Questo suggerisce A. africanus affrontato regolarmente lo stress alimentare, facendo sì che la loro dieta e/o le riserve di grasso cambino con le stagioni.
Abbiamo confrontato i risultati di A. africanus agli animali moderni provenienti da regioni del bioma della savana simili, che ha supportato i nostri risultati mostrando segnali ciclici legati alle variazioni stagionali mescolati con un altro segnale interpretato come allattamento al seno ciclico visto anche negli oranghi moderni.
Vicino a casa
Abbiamo anche studiato la composizione dell'isotopo di stronzio di questi denti per aiutare a capire dove A. africanus si muoveva nel paesaggio. Gli isotopi dello stesso elemento possono essere distinti dalla loro massa.
Gli isotopi di stronzio sono spesso usati per questo scopo in paleontologia, poiché diverse regioni hanno valori isotopici caratteristici che vengono assorbiti attraverso cibi e bevande.
Rapporto isotopico dello stronzio lungo l'asse di crescita di un dente di Australopithecus africanus. Attestazione:Renaud Joannes-Boyau
Il due A. africanus gli individui nel nostro studio sembravano aver vissuto la maggior parte della loro vita vicino alla grotta di Sterkfontein dove sono stati trovati i loro resti.
Vivere in una regione con risorse alimentari limitate significava che questi primi ominidi avrebbero mangiato molti tipi diversi di alimenti raccolti da diversi habitat per sopravvivere.
La nostra ricerca fornisce la prima comprensione del comportamento infermieristico di A. africanus . Ora sappiamo che questo ominide ha avuto un lungo periodo di allattamento al seno integrato da quantità variabili di cibo solido che hanno causato fluttuazioni significative delle loro riserve di grasso.
Questo era probabilmente parte di una strategia di sopravvivenza ampiamente riuscita per la specie.
Ma poiché gli ecosistemi sono cambiati con il clima circa 2 milioni di anni fa, lo stress metabolico sulle madri potrebbe aver contribuito all'eventuale estinzione di questa specie.
Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale. 
