En förhistorisk, trasig skalle avslöjar forntida människors hemligheter och avslöjar att tidiga moderna människor lämnade Afrika mycket tidigare än tidigare trott, konstaterar en ny studie.
Skallen, som finns i Eurasien och går tillbaka 210 000 år, är det äldsta moderna mänskliga benet som antropologer har upptäckt utanför Afrika, säger forskarna.
Denna skalle hade dock en ovanlig granne: en 170 000 år gammal, eventuellt neandertalskalle, som hittades vila bredvid den, i en grotta i södra Grekland. Med tanke på att den neanderthalsskallen är en solid 40 000 år yngre än den moderna mänskliga skallen, verkar det som om just denna människas tidiga spridning ur Afrika misslyckades. Det finns inga levande ättlingar till denna gåtfulla människa som lever idag, och denna persons grupp ersattes av neandertalare, som senare bodde i samma grotta, sade forskarna.
"Vi vet från de genetiska bevisen att alla människor som lever idag utanför Afrika kan spåra deras förfäder till den stora spridningen ur Afrika som hände mellan 70 och 50 000 år före nuvarande," studerar forskarforskaren Katerina Harvati, professor i paleoanthropology vid universitetet i Tübingen i Tyskland, berättade för reportrar på en nyhetskonferens.
Andra tidigare modern-mänskliga spridningar från Afrika har dokumenterats på platser i Israel, inklusive en baserad på upptäckten av en 194 000 till 177 000 år gammal modern mänsklig käke från Misliya Cave och andra bundna till tidiga mänskliga fossiler daterade till cirka 130 000 till 90 000 år sedan vid Skhul- och Qafzeh-grottorna. Men "vi tror att dessa tidiga migranter inte faktiskt bidrog till moderna människor som lever utanför Afrika i dag, utan snarare dog ut och förmodligen ersattes lokalt av neandertalar," sade Harvati. "Vi antar att detta är en liknande situation med Apidima 1-befolkningen."
Upptäckt i Grekland
De två forntida dödskallarna upptäcktes i slutet av 1970-talet av forskare vid Museum of Anthropology vid University of Athens. Med tanke på att dödskallarna hittades i Apidima-grottan kallade forskarna dem Apidima 1 och Apidima 2.
Båda dödskallarna, varken med underkäken, hittades sida vid sida i ett block av breccia, kantiga stenstycken som cementerade tillsammans över tid. Varken skallen var dock i god form; den skadade Apidima 1 inkluderade bara baksidan av skallen, och vid den tiden var forskarna inte säkra på vilken art den kom från. Apidima 2, som bevarade skallens ansiktsregion, identifierades som Neandertal, men den var trasig och förvrängd.
I flera år satt skallarna på Museum of Anthropology i Aten tills de slutligen rengördes och bereddes från breccia-blocket i slutet av 1990-talet och början av 2000-talet. I den nya studien satte Harvati och hennes kollegor båda skallarna i en CT-skanner, som genererade virtuella 3D-rekonstruktioner av varje prov. Sedan analyserade de funktionerna hos var och en.
Liksom i tidigare analyser drog teamet slutsatsen att Apidima 2, som hade en tjock, rundad panna, var från en tidig Neandertal. Att identifiera Apidima 1 var mer utmanande på grund av dess fragmenterade rester, men forskarna kunde skapa spegelbilder av dess högra och vänstra sida, vilket gav dem en mer fullständig återuppbyggnad.
Flera ledtrådar, såsom den rundade baksidan av skallen (en funktion unik för moderna människor), indikerade att Apidima 1 var en tidigt modern människa, eller Homo sapiens, sade forskarna.
Dating med skallarna
Därefter daterade forskarna skallarna. Tidigare analyser hade uppskattat att skallarna var ungefär från samma tidsperiod, med tanke på att de upptäcktes bredvid varandra, vilket tyder på att de bodde ungefär samma tid. Men genom att använda en metod som kallas uran-seriedatering, fann det nya teamet att skallarna inte var från samma tidsperiod.
Vid 170 000 år gammal passade Neanderthalskallen inom räckvidden för andra Neanderthalrester som finns i andra delar av Europa. Men den moderna mänskliga skallen var en oväntad outlier och föregick den näst äldsta H. sapiens förblir i Europa i mer än 150 000 år, fann forskarna.
Uranium-seriens datering är ett av bara några sätt att datera sådana gamla ben, "men det är inte utan några fallgropar," sade Larry Edwards, regentprofessor vid Institutionen för jord- och miljövetenskaper vid University of Minnesota, som inte var inblandad i studien.
I själva verket fungerar metoden eftersom uran sönderfaller i thorium. Ju mer thorium det finns i ett prov, desto äldre är det, berättade Edwards för Live Science. Men ben och tänder innehåller inte mycket av sitt eget uran; snarare absorberar de det från miljön över tid. "Det kräver då att du gör tolkningar om hur och när uranet hämtades och huruvida uranet förlorades eller inte," sade han.
Men även om den här tekniken inte är idealisk för dateringsskallar som Apidima 1 och 2, kan den fortfarande ge användbar data, sade Edwards.
"Jag tycker att det är ganska fast, deras slutsatser," sade han.
Konsekvenser utanför Afrika
Trots skallens titel som den "äldsta kända moderna mänskliga fossilen i Eurasien", skriver den nya upptäckten inte grundläggande för mänsklig evolution, säger Eleanor Scerri, lektor och ledare för forskningsgruppen Pan-African Evolution vid Max Planck Institute för Science of Human History i Jena, Tyskland, som inte deltog i studien.
Dessa grundläggande faktorer är att människor först utvecklades i Afrika och sedan vågade sig ut i resten av världen.
"De äldsta mänskliga fossilerna kommer fortfarande från Afrika och är ungefär 100 000 år äldre än Apidima-fossilen," sa Scerri till Live Science i ett e-postmeddelande. "Det är ungefär 4 000 generationer - god möjlighet att flytta runt."
Som sagt, "om vi vill ställa frågor specifikt om den tidiga historien för vår art i Eurasien, kan denna studie bekräfta argumenten för flera, tidiga spridningar," sa Scerri. Dessutom stöder detta fynd åsikten att befolkningen i "tidigt Homo sapiens var fragmenterad och spridd, sa hon.
Tidigare studier har föreslagit att "Homo sapiens lämnade Afrika varje gång Saharan och arabiska öknarna krympade, vilket hände stort sett under 100 000-åriga cykler, "ungefär samtyckte med datum från denna studie, konstaterade hon.
Dessutom, om moderna människor verkligen hade nått Eurasien för minst 210 000 år sedan, "kan vi inte längre anta att 'Mousterian' stenverktygssammansättningar som finns över stora regioner i Eurasien nödvändigtvis produceras av neandertalarna," sade hon.
Det finns många vägar som är öppna för forskare som hoppas kunna lära sig mer om Apidimaskallarna. Till exempel kan dödskallarna innehålla forntida DNA eller primordiala proteiner som kunde verifiera deras arter, skrev Eric Delson, som inte var involverad i forskningen, i ett medföljande perspektiv som publicerades online idag (10 juli) i tidskriften Nature. Delson är professor och ordförande för avdelningen för antropologi vid Lehman College och The Graduate Center vid City University of New York.
Dessutom kunde forskare studera grottans paleo-miljö och klimat för att ta reda på hur förhållandena var när Apidima 1 och 2 bodde där. I dag ligger grottan på en klippa som vetter mot havet, endast nås med båt, sade Harvati.
