I årtionden, antropologer har försökt lösa mysteriet med vad homininer – tidiga förfäder till människor – åt för att överleva. Svaret på denna fråga kan hittas etsat i ben och tänder hos homininer, men slutsatsen är inte alltid självklar.

Enligt en ny studie publicerad i tidskriften Vetenskapliga rapporter , ledd av Larisa DeSantis, paleontolog och docent i biologiska vetenskaper vid Vanderbilt, svaret på tidiga hominin-dieter kan ligga i en obesläktad grupp av stora växtätande däggdjur – tapirer.

Vissa arter av tapirer har stora sagittala toppar - beniga åsar på toppen av deras skallar där stora käkmuskler fäster - som liknar vissa homininer. DeSantis team av forskare använde finita elementanalys och dental mikrowear-texturanalys, metoder som vanligtvis används av ingenjörer, att bedöma stressen och påfrestningarna som tuggning av olika mattexturer påverkar olika skallstrukturer.

"Ibland måste man tänka helt utanför boxen och tänka om förhållandet mellan skallens form och funktion, ", sa DeSantis. "Vår forskning syftade till att undersöka om tapirs stora sagittala toppar krävs för att äta hård mat eller har andra funktioner. Vi fann att sagittala toppar möjliggjorde långvarig tuggning av hård mat som löv, och finns inte i tapirarter som äter den svåraste maten."

Denna studie har viktiga implikationer för att omvärdera sambanden mellan form och funktion hos däggdjur. Det bekräftar på nytt vikten av att granska ett brett spektrum av organismer när man söker efter ledtrådar om beteendet hos utdöda djur.

Forskningen bygger på publicerad analys av Paranthropus boisei, en tidig hominin som ofta kallas "nötknäpparens man". Våra forntida släktingar troddes tugga och äta hård mat baserat på deras specialiserade skalleform, men en mikroskopisk titt på tändernas texturer och kemiska signaturer i tänderna tyder på att P. boisei inte åt hård mat som nötter, ganska mjuk eller seg mat som gräs eller stark, fibrösa blad och stjälkar.

"Inom paleobiologi, vi vet aldrig var våra nästa insikter kommer ifrån, sa Mark Teaford, vice ordförande för Institutionen för grundläggande vetenskap vid Touro University och en författare till den tidigare nämnda analysen av P. boisei. "Den här studien är ett perfekt exempel. Genom att använda toppmoderna tekniker men titta utanför den vanliga skaran av karaktärer som modeller för tidiga mänskliga förfäder, det bekräftar vissa idéer och ger också nya perspektiv."

Gruppen avbildade moderna tapirer med kända dieter och en mängd tapirfossiler från hela sydöstra USA inklusive Grey Fossil Site i östra Tennessee, platsen för världens mest rikliga tapir fossil samling. Forskargruppens analys fann att den sydamerikanska låglandetstapiren med den största sagittala krönet utsätts för betydande påfrestningar från sin skalform med hög krön och äter seg mat som löv. I kontrast, Bairds tapir – en art som lever i Latinamerika – saknar en sagittal kam och har den högsta biteffektiviteten, äta den svåraste maten inklusive palmfrön. Dessa resultat visar att sagittala toppar i tapirer är fördelaktiga för att bearbeta massor av hård mat och inte är ett krav för att äta hård mat. Forskargruppen föreslår att sagittala kammar i vissa gamla homininer kan ha gett liknande fördelar. Särskilt, P. boisei kan ha dragit nytta av ökad muskelvolym för att bearbeta betydande mängder vegetation med mindre muskeltrötthet.

"Denna forskning är särskilt spännande eftersom den involverar mycket noggranna experimentella observationer av ätbeteendet och mekaniken i skallen på ett däggdjur som tar oss bortom gränserna för de välbekanta högre primatmodellerna som dominerar studier av tidiga fossila homininer, " noterade Frederick Grine, professor och ordförande för institutionen för antropologi vid Stony Brook University, och tidningens medförfattare. "Genom att använda tapiren - ett djur som är mycket närmare besläktat med noshörningar än människor - har detta team öppnat sin forskning i ett rike som är rikt på möjligheter och unika insikter om kostanpassningar av våra utdöda kusiner, australopiterna."

"Det här är en oerhört fantasifull och innovativ studie. Antropologer har hamnat i ett litet dödläge när de försöker förstå beteendet hos robusta australopiter. En del av problemet är att det inte finns några levande primater med hela skalan av distinkta anpassningar som observerats i denna grupp , sa Mary Silcox, professor i antropologi vid University of Toronto Scarborough som inte var kopplad till studien. "Att leta efter moderna analoger i andra grupper är ett inspirerat tillvägagångssätt. Resultaten är i stort sett i linje med nuvarande idéer om vad robusta australopiter äter. Det verkar allt mer troligt att en skalle som vi brukade kalla "nötknäpparens man" kanske bättre kallas "tuff chewing man"! Inte riktigt lika suggestivt. Men mer sannolikt att det är sant! DeSantis-labbet sticker ut för sitt fantasifulla forskningsprogram, och engagemang med de senaste, och robust, metoder för kostrekonstruktion."

Att leta till andra däggdjur efter tips är viktigt för att förstå homininernas liv. Eftersom stora sagittala toppar ger plats för stora temporalismuskelfästen som hjälper till med tuggning och käkrörelser, their presence in carnivores like hyenas is often correlated with bone-crushing behavior. These large sagittal crests are also present in herbivores like giant panda bears, which primarily crack open and consume bamboo. In primates, large sagittal crests occur in apes like gorillas and orangutans, which eat a mixture of hard and tough foods and are pronounced in the largest males. Because of many complicating factors including body size, there are no perfect primate models for inferring ancient hominin diets.