Si pensava che i maschi della specie umana estinta Paranthropus robustus fossero sostanzialmente più grandi delle femmine, proprio come le differenze di dimensioni osservate nei primati moderni come i gorilla, oranghi e babbuini. Ma una nuova scoperta fossile in Sud Africa suggerisce invece che P. robustus si è evoluto rapidamente durante un periodo turbolento di cambiamento climatico locale circa 2 milioni di anni fa, con conseguenti cambiamenti anatomici che in precedenza erano attribuiti al sesso.

Un team di ricerca internazionale che comprende antropologi della Washington University di St. Louis ha riportato sulla rivista la loro scoperta dal sistema di grotte Drimolen ricco di fossili a nord-ovest di Johannesburg Natura Ecologia &Evoluzione il 9 novembre.

"Questo è il tipo di fenomeno che può essere difficile da documentare nei reperti fossili, soprattutto per quanto riguarda la prima evoluzione umana, " disse David Stretto, professore di antropologia biologica in Arts &Sciences alla Washington University.

Il fossile straordinariamente ben conservato descritto nell'articolo è stato scoperto da uno studente, Samanta Bene, che ha partecipato alla DrIMOlen Cave Field School co-diretta da Strait.

I ricercatori sapevano già che la comparsa di P. robustus in Sud Africa coincideva grosso modo con la scomparsa di Australopithecus, un primitivo umano un po' più primitivo, e l'emergere nella regione dei primi rappresentanti dell'Homo, il genere a cui appartengono le persone moderne. Questo passaggio è avvenuto molto rapidamente, forse entro poche decine di migliaia di anni.

"L'ipotesi di lavoro è stata che il cambiamento climatico ha creato stress nelle popolazioni di Australopithecus portando alla fine alla loro scomparsa, ma che le condizioni ambientali erano più favorevoli per Homo e Paranthropus, che potrebbero essersi dispersi nella regione da altrove, " Stretto ha detto. "Ora vediamo che le condizioni ambientali erano probabilmente stressanti anche per Paranthropus, e che avevano bisogno di adattarsi per sopravvivere."

Il nuovo esemplare scoperto a Drimolen, identificato come DNH 155, è chiaramente un maschio, ma differisce in modo importante da altri P. robustus precedentemente scoperti nel vicino sito di Swartkrans, dove sono stati trovati la maggior parte dei fossili di questa specie.

L'evoluzione all'interno di una specie può essere difficile da vedere nei reperti fossili. I cambiamenti possono essere sottili, e la documentazione fossile è notoriamente incompleta.

Generalmente, i reperti fossili rivelano modelli su larga scala, come quando specie o gruppi di specie compaiono nei reperti fossili o si estinguono. Quindi questa scoperta di Drimolen fornisce una finestra raramente vista sulla prima evoluzione umana.

Il nuovo esemplare è più grande di un membro ben studiato della specie precedentemente scoperta a Drimolen, un individuo noto come DNH 7, e si presume che sia femmina, ma è misurabilmente più piccolo dei presunti maschi di Swartkrans.

"Ora sembra che la differenza tra i due siti non possa essere spiegata semplicemente come differenze tra maschi e femmine, ma piuttosto come differenze a livello di popolazione tra i siti, " disse Jesse Martin, uno studente di dottorato all'Università di La Trobe e il co-primo autore dello studio. "Il nostro recente lavoro ha dimostrato che Drimolen precede Swartkrans di circa 200, 000 anni, quindi crediamo che P. robustus si sia evoluto nel tempo, con Drimolen che rappresenta una prima popolazione e Swartkrans che rappresenta una successiva, popolazione più anatomicamente derivata."

"Si possono usare i reperti fossili per aiutare a ricostruire le relazioni evolutive tra le specie, e quel modello può fornire ogni sorta di intuizione sui processi che hanno modellato l'evoluzione di particolari gruppi, " disse Martin. "Ma nel caso di P. robustus, possiamo vedere campioni discreti delle specie prelevati dalla stessa regione geografica ma tempi leggermente diversi che mostrano sottili differenze anatomiche, e questo è coerente con il cambiamento all'interno di una specie."

"È molto importante essere in grado di documentare il cambiamento evolutivo all'interno di un lignaggio, " ha detto Angeline Leece dell'Università di La Trobe, l'altro primo autore dello studio. "Ci permette di porre domande molto mirate sui processi evolutivi. Ad esempio, ora sappiamo che la dimensione dei denti cambia nel tempo nella specie, il che pone la domanda sul perché. Ci sono ragioni per credere che i cambiamenti ambientali abbiano posto queste popolazioni sotto stress alimentare, e questo punta a ricerche future che ci permetteranno di testare questa possibilità".

Co-direttore del progetto Drimolen, Andy Herries dell'Università di La Trobe ha detto:"Come tutte le altre creature sulla terra, i nostri antenati si sono adattati e si sono evoluti in accordo con il paesaggio e l'ambiente che li circondava. Per la prima volta in Sudafrica, abbiamo la risoluzione della datazione e l'evidenza morfologica che ci permette di vedere tali cambiamenti in un antico lignaggio di ominidi attraverso una breve finestra di tempo."

Le prove di un rapido ma significativo cambiamento climatico durante questo periodo in Sud Africa provengono da una varietà di fonti. criticamente, fossili indicano che alcuni mammiferi associati ad ambienti boschivi o boscaglia si sono estinti o sono diventati meno diffusi, mentre altre specie associate a ambienti più secchi, ambienti più aperti sono comparsi localmente per la prima volta.

"P. robustus è notevole in quanto possiede una serie di caratteristiche nel suo cranio, mascelle e denti che indicano che era adatto a mangiare una dieta composta da cibi molto duri o molto duri, " Stretto ha detto. "Pensiamo che questi adattamenti gli abbiano permesso di sopravvivere con cibi che erano meccanicamente difficili da mangiare poiché l'ambiente è cambiato per essere più fresco e più secco, portando a cambiamenti nella vegetazione locale.

"Ma gli esemplari di Drimolen mostrano caratteristiche scheletriche che suggeriscono che i loro muscoli masticatori erano posizionati in modo tale da renderli meno capaci di mordere e masticare con la stessa forza della successiva popolazione di P. robustus di Swartkrans, " ha detto. "Nel corso di 200, 000 anni, un clima secco probabilmente ha portato alla selezione naturale favorendo l'evoluzione di un apparato di alimentazione più efficiente e potente nella specie."

Leece ha detto che è degno di nota il fatto che P. robustus sia apparso all'incirca nello stesso periodo del nostro diretto antenato Homo erectus, come documentato da un cranio infantile di H. erectus che il team ha scoperto nello stesso sito di Drimolen nel 2015.

"Queste due specie molto diverse, H. erectus con i loro cervelli relativamente grandi e denti piccoli, e P. robustus con i loro denti relativamente grandi e il cervello piccolo, rappresentano esperimenti evolutivi divergenti, "Lece ha detto. "Mentre eravamo il lignaggio che ha vinto alla fine, i reperti fossili suggeriscono che P. robustus era molto più comune di H. erectus sul paesaggio due milioni di anni fa."

Più in generale, i ricercatori pensano che questa scoperta serva da ammonimento per riconoscere le specie nei reperti fossili.

Nell'ultimo quarto di secolo è stato scoperto un gran numero di specie umane fossili, e molte di queste nuove designazioni di specie si basano su un piccolo numero di fossili provenienti solo da uno o pochi siti in piccole aree geografiche e intervalli temporali ristretti.

"Pensiamo che la paleoantropologia debba essere un po' più critica nell'interpretare la variazione nell'anatomia come prova della presenza di più specie, " Stretto ha detto. "A seconda dell'età dei campioni fossili, le differenze nell'anatomia ossea potrebbero rappresentare cambiamenti all'interno dei lignaggi piuttosto che prove di più specie".

Il co-direttore del progetto Stephanie Baker dell'Università di Johannesburg ha aggiunto, "Drimolen sta rapidamente diventando un punto caldo per le prime scoperte di ominidi, che è una testimonianza della dedizione del team attuale allo scavo olistico e all'analisi post-campo. Il cranio DNH 155 è uno degli esemplari di P. robustus meglio conservati conosciuti dalla scienza. Questo è un esempio di quanto attento, una ricerca su vasta scala può raccontarci dei nostri lontani antenati".