Befolkningar från den tidiga stenåldern som levde för mellan 1,8 och 1,2 miljoner år sedan konstruerade sina stenverktyg på komplexa sätt för att göra optimerade skärverktyg, enligt en ny studie från University of Kent och UCL.

Forskningen, publicerad i Journal of Royal Society Interface , visar att paleolitiska homininer valde olika råmaterial för olika stenverktyg baserat på hur skarpa, hållbara och effektiva dessa material var. De fattade dessa beslut i samband med information om hur länge verktygen skulle användas och med vilken kraft de kunde användas. Detta avslöjar tidigare osynlig komplexitet i design och tillverkning av stenverktyg under denna period.

Forskningen leddes av Dr. Alastair Key, från Kent's School of Anthropology and Conservation, och baseras på bevis från mekaniska tester av råvaror och artefakter som hittats vid Olduvai Gorge i Tanzania – en av världens viktigaste platser för forskning om mänskligt ursprung.

Dr Key samarbetade med Dr Tomos Proffitt, från UCL Institute of Archaeology, och professor Ignacio de la Torre vid CSIC-Centro de Ciencias Humanas y Sociales i Madrid, för studien.

Deras forskning, som använde experimentella metoder som är vanligare i modern ingenjörsforskning, visar att homininer företrädesvis valt kvartsit, den vassaste men minst hållbara stentypen vid Olduvai för flingverktyg; en teknik som anses ha använts för ändamålsenligt, kortlivade styckningsaktiviteter.

Chert, som identifierades som mycket hållbar och nästan lika skarp som kvartsit, var endast tillgänglig för homininer under korta 200, 000 års period. Närhelst det var tillgängligt, chert gynnades för en mängd olika typer av stenverktyg på grund av dess förmåga att maximera skärprestandan under långa verktygsanvändningstider. Andra stentyper, inklusive mycket hållbara lavor, fanns på Olduvai, deras användning varierade dock beroende på faktorer som hur länge ett verktyg var tänkt att användas, en verktygspotential för att skapa höga skärkrafter, och avståndet som homininer måste resa till råvarukällor.

Studien avslöjar en nivå av komplexitet och flexibilitet i produktion av stenverktyg som tidigare inte setts vid denna tidpunkt. Tidigare forskning hade visat att befolkningen i den tidiga stenåldern i Kenya väljer mycket hållbara stentyper för verktyg, men det här är första gången man har kunnat överväga skärpa. Genom att välja det material som är bäst lämpat för specifika funktionella behov, homininer optimerade prestandan för sina verktyg och säkerställde att verktygens effektivitet och "användbarhet" maximerades.

Dr Key sa:'Varför Olduvai-befolkningar preferentiellt valde ett råmaterial framför ett annat har förbryllat arkeologer i mer än 60 år. Detta har gjorts desto mer spännande med tanke på att vissa stentyper, inklusive lavas och kvartsit, var alltid tillgängliga.

"Vad vi har kunnat visa är att våra förfäder tog ganska komplexa beslut om vilka råvaror som skulle användas, och gjorde det på ett sätt som producerade verktyg optimerade för specifika omständigheter. Även om vi visste att senare homininarter, inklusive våra egna, var kapabla till sådana beslut, det är fantastiskt att tänka att befolkningar för 1,8–1,2 miljoner år sedan också gjorde det.'

Dr Proffitt tillade:'Tidiga homininer under Oldowan använde förmodligen stenflingor för en mängd olika uppgifter. Mest för att slakta djur under sopning, men troligen också för att kapa olika växter och eventuellt även forma trä. En hållbar skäregg skulle ha varit en viktig faktor vid användning av dessa verktyg.

"Det finns många moderna analytiska tekniker som används inom materialvetenskap och ingenjörskonst som kan användas för att förhöra arkeologiska dokument, och kan ge nya insikter om de mekaniska egenskaperna hos sådana verktyg och artefakter. Genom att förstå hur dessa verktyg fungerar och deras funktionella begränsningar tillåter det arkeologer att bygga upp en större förståelse för våra tidigaste förfäders kapacitet i teknikens gryning.'

Teamet hoppas nu att forskare vid andra arkeologiska platser kommer att vilja tillämpa liknande mekaniska tester och tekniker för att hjälpa till att förstå beteendet hos stenålderspopulationer.

"Råmaterialoptimering och stenverktygsteknik i Olduvai Gorge (Tanzania) tidiga stenålder" har publicerats i Journal of the Royal Society Interface .