Australopithecus anamensis är den tidigaste kända arten av Australopithecus, och allmänt accepterad som stamfader till Lucys art, Australopithecus afarensis . Tills nu, A. anamensis var känd främst från käkar och tänder. Yohannes Haile-Selassie från Cleveland Museum of Natural History, Stephanie Melillo från Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology och deras kollegor har upptäckt den första kraniet av A. anamensis på den paleontologiska platsen Woranso-Mille, i Afar-regionen i Etiopien.

Den 3,8 miljoner år gamla fossila kraniet representerar ett tidsintervall mellan 4,1 och 3,6 miljoner år sedan, när A. anamensis gav upphov till A. afarensis . Forskare använde morfologiska egenskaper hos kraniet för att identifiera vilken art fossilet representerar. "Funktioner hos överkäken och hundtanden var grundläggande för att fastställa att MRD berodde på A. anamensis , " sa Melillo. "Det är bra att äntligen kunna sätta ett ansikte åt namnet." MRD kraniet, tillsammans med andra fossiler tidigare kända från Afar, visa det A. anamensis och A. afarensis samexisterade i cirka 100, 000 år. Denna tidsmässiga överlappning utmanar den allmänt accepterade idén om en linjär övergång mellan dessa två tidiga mänskliga förfäder. Haile-Selassie sa:"Detta är en spelförändring i vår förståelse av mänsklig evolution under Pliocen."

Har arbetat på platsen de senaste 15 åren, teamet upptäckte kraniet (MRD-VP-1/1, här kallad "MRD") i februari 2016. Under åren efter upptäckten, paleoantropologer i projektet genomförde omfattande analyser av MRD, medan projektgeologer arbetade med att bestämma provets ålder och sammanhang. Resultaten av teamets resultat publiceras online i två artiklar i den internationella vetenskapliga tidskriften Natur .

Upptäckten av kraniet

Woranso-Mille-projektet har bedrivit fältforskning i centrala Afar-regionen i Etiopien sedan 2004. Projektet har samlat in mer än 12, 600 fossila exemplar representerande cirka 85 däggdjursarter. Fossilsamlingen omfattar cirka 230 fossila homininexemplar som dateras till mellan mer än 3,8 och cirka 3,0 miljoner år sedan. Den första delen av MRD, överkäken, hittades av Ali Bereino (en lokal Afar-arbetare) den 10 februari, 2016 på en ort känd som Miro Dora, Mille-distriktet i Afar Regional State. Provet exponerades på ytan och ytterligare undersökning av området resulterade i återhämtning av resten av kraniet. "Jag trodde inte mina ögon när jag såg resten av kraniet. Det var ett eureka-ögonblick och en dröm som gick i uppfyllelse, sa Haile-Selassie.

Geologi och åldersbestämning

I ett följeslag publicerat i samma nummer av Natur , Beverly Saylor från Case Western Reserve University och hennes kollegor bestämde fossilets ålder till 3,8 miljoner år genom att datera mineraler i lager av vulkaniska stenar i närheten. De kartlade de daterade nivåerna till fossilplatsen med hjälp av fältobservationer och bergskiktens kemi och magnetiska egenskaper. Saylor och hennes kollegor kombinerade fältobservationerna med analys av mikroskopiska biologiska lämningar för att rekonstruera landskapet, vegetation och hydrologi där MRD dog.

MRD hittades i sandiga avlagringar i ett delta där en flod kom in i en sjö. Floden har troligen sitt ursprung i höglandet på den etiopiska platån medan sjön utvecklades på lägre höjder där sprickaktiviteten fick jordytan att sträcka sig och tunnas ut, skapa låglandet i Afar-regionen. Fossila pollenkorn och kemiska rester av fossila växter och alger som finns bevarade i sjön och deltasediment ger ledtrådar om de gamla miljöförhållandena. Specifikt indikerar de att sjöns vattendelare mestadels var torr men att det också fanns skogsområden på deltats stränder eller längs sidan av floden som matade delta- och sjösystemet. "MRD bodde nära en stor sjö i en region som var torr. Vi är angelägna om att utföra mer arbete i dessa fyndigheter för att förstå miljön för MRD-exemplaret, förhållandet till klimatförändringen och hur det påverkade människans evolution, Om överhuvudtaget, sa Naomi Levin, en medförfattare på studien från University of Michigan.

Ett nytt ansikte i mängden

Australopithecus anamensis är den äldsta kända medlemmen av släktet Australopithecus. På grund av kraniets sällsynta nästan fullständiga tillstånd, forskarna identifierade aldrig tidigare sett ansiktsdrag hos arten. "MRD har en blandning av primitiva och härledda ansikts- och kranialegenskaper som jag inte förväntade mig att se på en enda individ, " sa Haile-Selassie. Vissa egenskaper delades med senare arter, medan andra hade mer gemensamt med de från ännu äldre och mer primitiva tidiga mänskliga förfädergrupper som t.ex Ardipithecus och Sahelanthropus . "Tills nu, vi hade en stor klyfta mellan de tidigaste kända mänskliga förfäderna, som är cirka 6 miljoner år gamla, och arter som 'Lucy, som är två till tre miljoner år gamla. En av de mest spännande aspekterna av denna upptäckt är hur den överbryggar det morfologiska utrymmet mellan dessa två grupper, sa Melillo.

Förgrenar sig

Bland de viktigaste fynden var lagets slutsats att A. anamensis och dess efterkommande arter, den välkända A. afarensis , samexisterat under en period av minst 100, 000 år. Detta fynd motsäger den långvariga föreställningen om ett anagenetiskt samband mellan dessa två taxa, stöder istället ett förgrenat evolutionsmönster. Melillo förklarar:"Vi brukade tänka så A. anamensis gradvis förvandlas till A. afarensis över tid. Vi tror fortfarande att dessa två arter hade ett förfader-ättlingförhållande, men denna nya upptäckt tyder på att de två arterna faktiskt levde tillsammans i Afar ganska länge. Det förändrar vår förståelse av den evolutionära processen och väcker nya frågor - konkurrerade dessa djur om mat eller utrymme?"

Denna slutsats baseras på uppdraget från den 3,8 miljoner år gamla MRD:n A. anamensis och det 3,9 miljoner år gamla hominin kranialfragmentet allmänt känt som Belohdelie frontal, till A. afarensis . Belohdelie frontal upptäcktes i Middle Awash i Etiopien av ett team av paleontologer 1981, men dess taxonomiska status har ifrågasatts under de mellanliggande åren.

Den nya MRD kraniet gjorde det möjligt för forskarna att karakterisera frontal morfologi i A. anamensis för första gången och att inse att dessa särdrag skilde sig från morfologin som är vanlig för Belohdelie frontal och för andra kraniala exemplar som redan är kända för Lucys arter. Som ett resultat, den nya studien bekräftar att Belohdelie frontal tillhörde en individ av Lucys art. Denna identifiering utökar den tidigaste registreringen av A. afarensis tillbaka till 3,9 miljoner år sedan, medan upptäckten av MRD knuffar det senaste framträdandedatumet för A. anamensis framåt till 3,8 miljoner år – vilket indikerar överlappningsperioden på minst 100, 000 år.