Il deserto etiope restituisce il più antico scheletro di ominide

Il cranio ricostruito digitalmente di Ardi, una femmina della specie Ardipithecus ramidus, viene mostrato insieme alle ossa delle mani della creatura e alla concezione di un artista di come sarebbe stata Ardi. Gen Suwa dell’Università di Tokyo ha guidato la ricostruzione del cranio da scansioni micro-CT delle ossa, mentre l’artista Jay Matternes ha messo carne e pelo sulle ossa della creatura.

(Primary Pictures Inc./Science/Discovery Channel)

By Robert Sanders, Media Relations | 01 October 2009

BERKELEY – Quasi 17 anni dopo aver strappato il dente fossile di un nuovo antenato umano da un deserto di ciottoli in Etiopia, un team internazionale di scienziati ha annunciato oggi (giovedì 1 ottobre) la ricostruzione di un cranio parziale della creatura. 1) ha annunciato la loro ricostruzione di uno scheletro parziale dell’ominide, Ardipithecus ramidus, che secondo loro rivoluziona la nostra comprensione della prima fase dell’evoluzione umana.

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Lo scheletro femminile, soprannominato Ardi, ha 4.4 milioni di anni, 1,2 milioni di anni più vecchio dello scheletro di Lucy, o Australopithecus afarensis, il più famoso e, fino ad ora, il più antico scheletro di ominide mai trovato. Gli ominidi sono tutte le specie fossili più vicine all’uomo moderno che allo scimpanzé e al bonobo, che sono i nostri parenti viventi più vicini.

“Questo è il più antico scheletro di ominide sulla Terra”, ha detto Tim White, University of California, Berkeley, professore di biologia integrativa e uno dei co-direttori del Middle Awash Project, un team di 70 scienziati che ha ricostruito lo scheletro e altri fossili trovati con esso. “Questa è l’istantanea più dettagliata che abbiamo di uno dei primi ominidi e di come era l’Africa 4,4 milioni di anni fa.”

White e il team pubblicheranno i risultati delle loro analisi in 11 articoli nel numero del 2 ottobre della rivista Science, che ha Ardi in copertina. Hanno annunciato i loro risultati in conferenze stampa tenute contemporaneamente oggi a Washington, D.C., e Addis Abeba, in Etiopia.

Nuova visione degli antenati degli ominidi

Fossili della famiglia umana: Timeline
Questa timeline mostra i fossili su cui si basa la nostra attuale comprensione dell’evoluzione umana. Il nuovo scheletro fossile di Ardipithecus ramidus, soprannominato Ardi, riempie un grande vuoto prima dello scheletro di Lucy, Australopithecus afarensis, ma dopo che la linea degli ominidi si è divisa da quella che ha portato agli odierni scimpanzé. (Science magazine)

La ricostruzione dello scheletro alto 4 piedi e dell’ambiente di Ardi – un bosco pieno di pappagalli, scimmie, orsi, rinoceronti, elefanti e antilopi – altera l’immagine che gli scienziati hanno avuto del primo ominide a sorgere dopo che la linea degli ominidi che avrebbe portato all’uomo si è divisa circa 6 milioni di anni fa dalla linea che ha portato agli scimpanzé viventi.

Basandosi su un’analisi approfondita delle ossa del piede, della gamba e del bacino della creatura, per esempio, gli scienziati hanno concluso che Ardi era bipede – camminava su due gambe – nonostante avesse i piedi piatti e fosse probabilmente incapace di camminare o correre per lunghe distanze.

In parte, questa capacità primitiva di camminare eretta è dovuta al fatto che Ardi era ancora un abitante degli alberi, hanno detto. Aveva un alluce opponibile, come gli scimpanzé, ma probabilmente non era così agile sugli alberi come uno scimpanzé. A differenza degli scimpanzé, tuttavia, avrebbe potuto trasportare cose mentre camminava eretta sul terreno, e sarebbe stata in grado di manipolare gli oggetti meglio di uno scimpanzé. E, contrariamente a quanto molti scienziati hanno pensato, Ardi non camminava sulle nocche, ha detto White.

“Ardi non era uno scimpanzé, ma non era umana”, ha sottolineato White, che dirige lo Human Evolution Research Center della UC Berkeley. “Quando si arrampicava a quattro zampe, non camminava sulle nocche, come uno scimpanzé o un gorilla, ma sui palmi delle mani. Nessuna scimmia oggi cammina sui palmi.”

Il successore di Ardi, Lucy, era molto più adatto a camminare sul terreno, suggerendo che “gli ominidi sono diventati fondamentalmente terrestri solo nella fase di evoluzione dell’Australopiteco”, ha detto.

Sulla base dei piccoli e smussati denti canini superiori di Ardi, il team sostiene anche che i maschi di quella specie non si impegnavano nello stesso temibile comportamento di minaccia a denti stretti comune in scimpanzé, gorilla e orangutan. Invece, devono aver avuto un rapporto più amichevole, gli scienziati hanno detto, implicando che diverse coppie legate a coppie vivevano insieme in unità sociali. I maschi possono anche aver aiutato nella raccolta del cibo da condividere.

“L’anatomia nuova che descriviamo in questi documenti altera fondamentalmente la nostra comprensione delle origini umane e della prima evoluzione”, ha detto l’anatomista e biologo evolutivo C. Owen Lovejoy della Kent State University, uno scienziato del progetto. In un articolo riassuntivo su Science, Lovejoy ha scritto che questi e altri comportamenti “avrebbero sostanzialmente intensificato l’investimento parentale maschile – un adattamento rivoluzionario con conseguenze anatomiche, comportamentali e fisiologiche per i primi ominidi e per tutti i loro discendenti, compresi noi stessi.”

Scoperte fossili precedenti

Fino ad ora, il più antico scheletro fossile di un antenato umano era lo scheletro parziale di Lucy di 3,2 milioni di anni, scoperto nella depressione dell’Afar in Etiopia, vicino a Hadar, nel 1974 e chiamato Au. afarensis.

Nel 1992, tuttavia, mentre sorvegliava un sito altrove nell’Afar, vicino al villaggio di Aramis, 140 miglia a nord-est di Addis Abeba, lo scienziato del Middle Awash Project Gen Suwa scoprì un dente di una creatura più primitiva di oltre 1 milione di anni più vecchia di Lucy. Dopo che altri fossili della creatura sono stati trovati nella zona da circa 17 individui, Suwa, White e il co-leader del progetto Berhane Asfaw hanno pubblicato la scoperta sulla rivista Nature nel 1994.

Anche se quel primo articolo inizialmente collocava conservativamente la creatura simile allo scimpanzé nel genere Australopithecus con Lucy, il team ha successivamente creato un nuovo genere – Ardipithecus – per l’ominide a causa delle caratteristiche significativamente più primitive dei fossili.

Dopo aver preparato il loro primo rapporto, gli scienziati hanno continuato a trovare altri fossili di Ar. ramidus nella zona di Aramis. Un osso di una mano scoperto nel 1994 dallo scienziato del progetto Yohannes Haile-Selassie, un paleontologo e curatore al Cleveland Museum of Natural History, alla fine ha portato la squadra allo scheletro parziale ora conosciuto come Ardi, che hanno scavato durante tre stagioni successive. Lo scheletro era disarticolato e sparso, e rotto in pezzi più piccoli: 125 frammenti di crani, denti, braccia, mani, il bacino, gambe e piedi. Oltre a questo scheletro, l’area ha prodotto un totale di 110 altri esemplari catalogati che rappresentano parti del corpo di almeno 36 altri individui Ardipithecus.

Dopo che le ossa sono state scavate nel sito, sono state modellate e faticosamente rimosse dalle loro protezioni di gesso nel laboratorio di Addis Abeba, dove sono state poi fotografate e ricostruite. Gli scanner micro-CT sono stati utilizzati per studiare l’anatomia interna ed esterna delle ossa e dei denti, e i microscopi elettronici a scansione sono stati utilizzati per studiare la struttura e i dettagli della superficie. Le 5.000 fette di micro-CT attraverso il cranio rotto hanno permesso al team di ricostruirlo su un computer e poi “stamparlo” su una stampante stereolitica 3-D all’Università di Tokyo. Un calco del cranio di Ardi, insieme a video e confronti, può essere visto ora nell’esposizione Human Evolution al secondo piano del Valley Life Sciences Building della UC Berkeley.

Molti scienziati si sono espressi su Ardi

In tutto, 47 scienziati di 10 paesi hanno contribuito agli 11 articoli di Science, fornendo analisi dettagliate dei piedi, del bacino, dei denti e dell’anatomia generale di Ar. ramidus e ricostruzioni della geologia e della biologia della zona in cui Ardi visse 4,4 milioni di anni fa. Due degli articoli analizzano più di 150.000 fossili di piante e animali – compresi 6.000 fossili di vertebrati catalogati individualmente – per ricostruire i grandi e piccoli mammiferi e uccelli della zona. Tra questi ci sono 20 specie nuove per la scienza, tra cui toporagni, pipistrelli, roditori, lepri e carnivori.

La foto di copertina di Science del 2 ottobre 2009 raffigura lo scheletro di Ardi, un ominide femmina risalente a 4,4 milioni di anni fa. Un team di ricerca internazionale ha ricostruito lo scheletro da 125 pezzi fossili scoperti nel deserto della valle del Medio Awash in Etiopia. (rivista Science)

“Abbiamo dovuto fare un sacco di lavoro per riportare in vita questo mondo, ma fondendo le informazioni scheletriche con i dati sulla biologia e la geologia, ci ritroviamo con un’istantanea molto, molto ad alta risoluzione del mondo di Ardi”, ha detto White. “

Le TAC dello smalto dei denti, per esempio, hanno rivelato che Ardi era un onnivoro, mangiando una dieta diversa da quella delle scimmie africane viventi, come gli scimpanzé, che mangiano principalmente frutta, e i gorilla, che mangiano principalmente foglie, steli e corteccia. Il team suggerisce che Ardipithecus passava molto tempo sul terreno alla ricerca di piante nutrienti, funghi, invertebrati e forse piccoli vertebrati.

Non è stato fino a 1 milione di anni dopo Ardi che ominidi come Lucy sono stati in grado di spaziare ampiamente nelle savane e sviluppare i robusti denti premolari e molari con smalto spesso necessari per mangiare semi e radici dure. Una di queste specie ha poi iniziato a scavare e utilizzare strumenti di pietra per macellare mammiferi più grandi per la carne, “aprendo la strada all’evoluzione e all’espansione geografica di Homo, compresa la successiva elaborazione della tecnologia e l’espansione del cervello”, ha detto White.

White ha detto Ardi, che probabilmente pesava circa 110 libbre, aveva un cervello vicino alle dimensioni degli scimpanzé di oggi – un quinto di quello di Homo sapiens – e un viso piccolo. Maschi e femmine avevano circa le stesse dimensioni. La mancanza di somiglianza dell’ominide con lo scimpanzé o con l’uomo moderno indica che l’ultimo antenato comune delle scimmie e dell’uomo non assomigliava a nessuno dei due, ha detto, e che entrambe le linee si sono evolute significativamente da quando si sono divise 6 milioni di anni fa.

White ammette che la relazione tra Ar. ramidus e i fossili di Australopithecus che il team ha trovato circa 80 metri più in alto negli strati del deserto etiope è provvisoria. Tuttavia, ha detto che la specie di Ardi potrebbe essere l’antenato diretto della specie di Lucy, che potrebbe essere l’antenato diretto degli esseri umani moderni. Senza ulteriori prove fossili, tuttavia, collegare i punti individuali o di specie è pericoloso, ha detto White.

“Ardipithecus ramidus è conosciuto solo da questo sito produttivo in Etiopia”, ha detto White. “Speriamo che altri trovino altri fossili, in particolare fossili del periodo da 3 a 5 milioni di anni fa, per testare questa ipotesi di discendenza”.”

Tra i molti membri del team e co-autori che hanno lavorato alla serie di articoli di Science ci sono il geologo e co-direttore del team Middle Awash Giday WoldeGabriel del Los Alamos National Laboratory (LANL); Leslea Hlusko, professore associato di biologia integrativa alla UC Berkeley; e Paul Renne, direttore del Berkeley Geochronology Center e professore aggiunto di terra e scienze planetarie alla UC Berkeley. Molti dei 47 autori sono docenti, postdoc, studenti e alumni della UC Berkeley, riflettendo la forza e la tradizione della ricerca sulle origini umane alla UC Berkeley nell’ultimo secolo.

Lo sforzo di ricerca Middle Awash è sostenuto dalla National Science Foundation e dall’Istituto di geofisica e fisica planetaria dell’Università della California alla LANL.