Modell von Laetoli Site A unter Verwendung von Photogrammetrie, das fünf Hominin-Fußabdrücke zeigt (a); und eine entsprechende Konturkarte des Standorts in Laetoli, Tansania, erzeugt aus einem 3D-Oberflächenscan (b); Karte von Laetoli, das sich im Ngorongoro-Schutzgebiet im Norden Tansanias, südlich der Olduvai-Schlucht, befindet (c); topografische Karten von A2-Footprint (d) und A3-Footprint (e). Bildnachweis: Bilder (a) und (b) von Austin C. Hill und Catherine Miller. Bild (c): Illustration mit GoogleMaps von Ellison McNutt. Bilder (d) und (e) von Stephen Gaughan und James Adams
Die Ergebnisse liefern schlüssige Beweise dafür, dass mehrere Arten von Homininen in der Landschaft koexistierten.
Der älteste eindeutige Beweis für aufrechtes Gehen in der menschlichen Abstammungslinie sind Fußabdrücke, die 1978 in Laetoli, Tansania, von der Paläontologin Mary Leakey und ihrem Team entdeckt wurden. Die zweibeinigen Gleise stammen aus der Zeit vor 3,7 Millionen Jahren. Ein weiterer Satz mysteriöser Fußabdrücke wurde 1976 in der Nähe von Site A teilweise ausgegraben, aber als möglicherweise von einem Bären gemacht abgetan. Eine kürzlich durchgeführte erneute Ausgrabung der Fußabdrücke von Standort A in Laetoli und eine detaillierte vergleichende Analyse zeigen, dass die Fußabdrücke von einem frühen Menschen gemacht wurden – einem zweibeinigen Hominin, laut einer neuen Studie, die in . veröffentlicht wurde Natur.
„Angesichts der in den letzten 30 Jahren zunehmenden Belege für die Vielfalt der Bewegungs- und Artenvielfalt im Fossilienbestand der Homininen verdienen diese ungewöhnlichen Abdrücke einen weiteren Blick“, sagt Hauptautor Ellison McNutt, Assistenzprofessorin für Instruktion am Heritage College of Osteopathic Medicine der Ohio University . Sie begann ihre Arbeit als Doktorandin in Ökologie, Evolution, Umwelt und Gesellschaft am Dartmouth College, wo sie sich auf die Biomechanik des Gehens bei frühen Menschen konzentrierte und vergleichende Anatomie, einschließlich der von Bären, nutzte, um zu verstehen, wie das Fersenbein mit dem Fuß in Kontakt steht Boden (eine Fußstellung, die „Plantigradie“ genannt wird).
Bild des Fußabdrucks von Laetoli A3 (links) und Bild eines Abdrucks des Fußabdrucks von Laetoli G1 (rechts). Die Analyse zeigt Ähnlichkeiten in der Länge der Laetoli A3- und G-Fußabdrücke, aber Unterschiede in der Vorderfußbreite, wobei erstere breiter sind. Bildnachweis: Bild links von Jeremy DeSilva und rechts von Eli Burakian/Dartmouth
McNutt war fasziniert von den zweibeinigen (aufrecht gehenden) Fußabdrücken am Standort A von Laetoli. Laetoli ist berühmt für seine beeindruckenden Spuren von Hominin-Fußabdrücken an den Standorten G und S, die allgemein als Australopithecus afarensis– die Art des berühmten Teilskeletts „Lucy“. Aber weil die Fußabdrücke an Standort A so unterschiedlich waren, dachten einige Forscher, sie seien von einem jungen Bären gemacht worden, der aufrecht auf seinen Hinterbeinen läuft.
Um den Urheber der Standort-A-Fußabdrücke zu bestimmen, reiste ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Co-Autor Charles Musiba, einem außerordentlichen Professor für Anthropologie an der University of Colorado Denver, im Juni 2019 nach Laetoli, wo es erneut ausgegraben und vollständig gereinigt wurde fünf aufeinanderfolgende Fußabdrücke. Sie identifizierten Beweise dafür, dass die fossilen Fußabdrücke von einem Homininen gemacht wurden – einschließlich eines großen Abdrucks für die Ferse und den großen Zeh. Die Fußabdrücke wurden vermessen, fotografiert und 3D-gescannt.
Die Forscher verglichen die Spuren von Laetoli Site A mit den Fußspuren von Schwarzbären (Ursus americanus), Schimpansen (Pan troglodyten), und Menschen (Homo sapiens).
Links: Ellison McNutt sammelt Daten von einem jungen weiblichen Schwarzbären (Ursus americanus), der zweibeinig ohne fremde Hilfe durch die Schlammpiste im Kilham Bear Center in Lyme, New Hampshire geht. Rechts: Linker Fußabdruck von einem der jungen männlichen Schwarzbären. Bildnachweis: Bild links von Jeremy DeSilva. Bild rechts von Ellison McNutt
Sie taten sich mit den Co-Autoren Ben und Phoebe Kilham zusammen, die das Kilham Bear Center leiten, ein Rettungs- und Rehabilitationszentrum für Schwarzbären in Lyme, New Hampshire. Sie identifizierten im Zentrum vier halbwilde junge Schwarzbären, deren Füße in der Größe denen der Fußabdrücke von Standort A ähnlich sind. Jeder Bär wurde mit Ahornsirup oder Apfelmus gelockt, um aufzustehen und auf seinen beiden Hinterbeinen über einen mit Schlamm gefüllten Weg zu gehen, um seine Fußabdrücke zu erfassen.
Es wurden auch über 50 Stunden Video über wilde Schwarzbären aufgenommen. Die Bären gingen weniger als 1% der gesamten Beobachtungszeit auf zwei Fuß, was es unwahrscheinlich macht, dass ein Bär die Fußabdrücke in Laetoli hinterlassen hat, insbesondere da keine Fußabdrücke dieser Person gefunden wurden, die auf vier Beinen ging.
Wenn Bären gehen, machen sie sehr breite Schritte und wackeln hin und her“, sagt der leitende Autor Jeremy DeSilva, außerordentlicher Professor für Anthropologie in Dartmouth. „Sie sind nicht in der Lage, mit einem Gang ähnlich dem der Fußabdrücke von Site A zu gehen, da ihre Hüftmuskulatur und Knieform diese Art von Bewegung und Gleichgewicht nicht zulassen.“ Bärenabsätze verjüngen sich und ihre Zehen und Füße sind fächerartig, während die frühen menschlichen Füße kantig sind und einen markanten großen Zeh haben, so die Forscher. Seltsamerweise zeichnen die Fußabdrücke von Standort A jedoch einen Hominin auf, der beim Gehen ein Bein über das andere kreuzt – eine Gangart, die als „Cross-Stepping“ bezeichnet wird.
„Obwohl Menschen normalerweise keine Kreuzschritte machen, kann diese Bewegung auftreten, wenn man versucht, sein Gleichgewicht wiederherzustellen“, sagt McNutt. „Die Fußabdrücke von Standort A könnten das Ergebnis eines Hominins sein, der über ein Gebiet ging, das eine unebene Oberfläche war.“
Ellison McNutt sammelt Daten von einem juvenilen weiblichen Schwarzbären (Ursus americanus), der zweibeinig ohne fremde Hilfe durch die Schlammpiste im Kilham Bear Center in Lyme, New Hampshire geht. Bildnachweis: Video von Jeremy DeSilva
Basierend auf Fußabdrücken halbwilder Schimpansen im Ngamba Island Chimpanzee Sanctuary in Uganda und zweier in Gefangenschaft gehaltener Jungtiere der Stony Brook University fand das Team heraus, dass Schimpansen im Vergleich zu ihrem Vorderfuß relativ schmale Fersen haben, eine Gemeinsamkeit mit Bären. Aber die Fußabdrücke von Laetoli, einschließlich der an Standort A, haben im Vergleich zu ihrem Vorfuß breite Fersen.
Die Fußabdrücke von Standort A enthielten auch die Abdrücke eines großen Hallux (großer Zeh) und einer kleineren zweiten Ziffer. Der Größenunterschied zwischen den beiden Ziffern war ähnlich wie bei Menschen und Schimpansen, aber nicht bei Schwarzbären. Diese Details zeigen weiter, dass die Fußabdrücke wahrscheinlich von einem Hominin gemacht wurden, der sich auf zwei Beinen bewegte. Aber beim Vergleich der Fußabdrücke von Laetoli an Standort A und der abgeleiteten Fußproportionen, Morphologie und wahrscheinlichen Gangart zeigen die Ergebnisse, dass sich die Fußabdrücke von Standort A von denen von unterscheiden Australopithecus afarensis an den Standorten G und S.
„Durch diese Forschung haben wir jetzt schlüssige Beweise aus den Fußabdrücken von Standort A, dass verschiedene Hominin-Arten in dieser Landschaft zweibeinig gingen, aber auf unterschiedliche Weise auf verschiedenen Füßen“, sagt DeSilva, der sich auf die Ursprünge und die Entwicklung des menschlichen Gehens konzentriert. „Wir haben diese Beweise seit den 1970er Jahren. Es brauchte nur die Wiederentdeckung dieser wunderbaren Fußabdrücke und eine detailliertere Analyse, um uns hierher zu bringen.“
Referenz: „Footprint-Beweise der frühen lokomotorischen Vielfalt der Homininen in Laetoli, Tansania“ von Ellison J. McNutt, Kevin G. Hatala, Catherine Miller, James Adams, Jesse Casana, Andrew S. Deane, Nathaniel J. Dominy, Kallisti Fabian, Luke D Fannin, Stephen Gaughan, Simone V. Gill, Josephat Gurtu, Ellie Gustafson, Austin C. Hill, Camille Johnson, Said Kallindo, Benjamin Kilham, Phoebe Kilham, Elizabeth Kim, Cynthia Liutkus-Pierce, Blaine Maley, Anjali Prabhat, John Reader , Shirley Rubin, Nathan E. Thompson, Rebeca Thornburg, Erin Marie Williams-Hatala, Brian Zimmer, Charles M. Musiba und Jeremy M. DeSilva, 1. Dezember 2021, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-021-04187-7
Zu den anderen Co-Autoren gehören: Catherine Miller, James Adams, Jesse Casana, Nathaniel Dominy, Luke Fannin, Stephen Gaughan, Austin C. Hill und die Alumni Camille Johnson ’19 und Anjali Prabhat ’20 in Dartmouth; Kevin G. Hatala und Erin Marie Williams-Hatala von der Chatham University; Andrew S. Deane von der Indiana University School of Medicine; Kallisti Fabian, Josephat Gurtu und Said Kallindo von der Ngorongoro Conservation Area Authority; Ellie Gustafson und Rebeca Thornburg von der University of Colorado Denver; Simone V. Gill von der Boston University; Elizabeth Kim von der University of Southern California; Cynthia Liutkus-Pierce und Brian Zimmer von der Appalachian State University; Blaine Maley vom Idaho College of Osteopathic Medicine; John Reader am University College London; Shirley Rubin vom Napa Valley College; und Nathan Thompson vom NYIT College of Osteopathic Medicine.