„Wunderfund“ bringt neue Erkenntnisse über unsere Vorfahren

Per Zufall wurde in einer Ziegenpferch in Äthiopien ein einmaliges Fossil entdeckt: Der fast komplett erhaltene Schädel eines Urahns der Menschheit, der vor etwa 3,8 Millionen Jahren gestorben ist.

Das Fundstück wurde am 28. August 2019 im Wissenschaftsmagazin Nature beschrieben. Es ist der älteste Schädel eines Australopithecinen, der jemals gefunden wurde. Diese Schlüsselgruppe von Frühmenschen lebte vor etwa 1,5 bis 4 Millionen Jahren auf der Erde. Außerdem ist dies der erste Schädelfund eines Australopithecus anamensis, einem der ältesten Mitglieder dieser Gattung.

„Wenn man sich vorstellt, wie unser Vorfahre wohl ausgesehen haben mag, ist es wie eine Zeitreise um 3,8 Millionen Jahre zurück in die Vergangenheit“, meint Yohannes Haile-Selassie, leitender Autor der Studie und Paläoanthropologe am Cleveland Museum of Natural History. „Das ist ein wirklich aufregender Moment.“

Der Fund könnte nun einige wichtige Fragen in der Erforschung der menschlichen Evolution beantworten. So alte Fossilien von Hominiden, also Vorfahren der modernen Menschen, sind selten und oft existieren nur noch Knochenfragmente. Der neu entdeckte Schädel dagegen ist beinahe vollständig erhalten, was mehr Aufschluss über die Lebensweise und Weiterentwicklung unserer frühen Vorfahren liefern dürfte.

„Auf diesen Schädel haben wir all die Jahre gewartet“, sagt Carol Ward, eine Paläoanthropologin der University of Missouri, die nicht an der Studie beteiligt war. „Schädel von Hominiden wie dieser sind seltene Schätze und einen in diesem Zustand zu finden, grenzt beinahe an ein Wunder.“

„Seine Hände zitterten"

Der Ursprung des komplexen Stammbaums der Menschheit lässt sich rund vier Millionen Jahr zurück nach Afrika verfolgen, zu einer ganzen Reihe früher Primaten wie dem Ardipithecus und dem Sahelanthropus. Erst vor etwa drei Millionen Jahren tauchte dann unsere Gattung Homo dann zum ersten Mal auf und begründete ein evolutionäres Epos, in dem Urahnen wie der Australopithecus afarensis die Hauptrollen spielten. 

Der Frühmensch ist vor allem durch die Fossilien eines Individuums bekannt, dass die Wissenschaftler „Lucy“ getauft haben. Ihre Verwandten besaßen größere Gehirne als die früheren Primaten und die Fähigkeit, auf zwei Beinen zu gehen. Ihre starken Kiefer gaben ihnen die Möglichkeit, aus einer ganzen Bandbreite von Nahrungsquellen zu schöpfen. Diese Anpassungsfähigkeit wurde später noch ziemlich praktisch: Während der Blütezeit des A. afarensis vor 3,5 Millionen veränderte sich das Klima, wodurch Ostafrika kühler und trockener wurde und die Wälder, in denen unsere frühesten Vorfahren lebten, zunehmend verschwanden. Mit der Zeit verlieh die Evolution A. afarensis und seinen Nachfahren die Möglichkeit, auch in offenerem Gelände und unterschiedlichen Umgebungen zu überleben.

Aber A. afarensis war nicht das erste Lebewesen mit dieser Fähigkeit. Im Jahr 1995 beschrieben Wissenschaftler A. anamensis, einen früheren Australopithecus und möglichen Vorfahren von A. afarensis. Die neue Art faszinierte die Forschung, da sie in einigen wesentlichen Merkmalen mit Lucy und späteren Australopithecinen übereinstimmte. Aber A. anamensis weigerte sich standhaft, sein Gesicht der Öffentlichkeit zu zeigen. Die einzigen bisher bekannten Überreste bestanden aus Zähnen und Kieferfragmenten.

„Trotz der vielen Schädel, die von A. afarensis gefunden wurden, wussten wir bislang nicht, wie die sehr frühen Mitglieder dieser Gattung ausgesehen haben“, erklärt Zeray Alemseged, der als Paläoanthropologe an der University of Chicago forscht und nicht an der Studie beteiligt war.

Am 10. Februar 2016 sollte sich das Blatt jedoch wenden, und das nur durch einen Glücksfund des Ziegenhirten Ali Bereino.

Zu dieser Zeit wurde gerade eine Ausgrabung unter Co-Leitung von Haile-Selassie in Woranso-Mille durchgeführt. Die Ausgrabungsstätte in der Afar-Region in Äthiopien befand sich nur knapp fünf Kilometer von Miro Dora entfernt, wo Bereino seine Ziegen hütete. Laut Haile-Selassie hatte Bereino schon seit Jahren versucht, für die Ausgrabung angeheuert zu werden. Er hatte schon einige Male behauptet, Fossilien in erodiertem Gestein gesehen zu haben, doch jedes Mal, wenn Haile-Selassie dem nachging, wurde nichts gefunden.

An diesem Tag grub Bereino eine Erweiterung für seinen Ziegenpferch um, als er einen Knochen bemerkte, der aus der Sandsteinoberfläche ragte. Bereino informierte den zuständigen Regierungsbeamten vor Ort, der ebenfalls der Meinung war, dass es sich um ein für Haile-Selassie interessantes Fundstück handelte.

Als der Beamte Haile-Selassie anrief, blieb dieser zunächst skeptisch und antwortete, dass Bereino den Fundort des Fossils markieren sollte, bevor er es zum Ausgrabungscamp brachte. Als Bereino und der Beamte schließlich eintrafen, erkannte Haile-Selassie jedoch schnell die Ausmaße dieses Fundes. Bereino hatte die Maxilla, also den Oberkieferknochen eines frühen Hominiden entdeckt.

Haile-Selassie ließ alles stehen und liegen und marschierte die knapp fünf Kilometer zu Bereinos Ziegenpferch. Nahe der Stelle, an der Bereino die Maxilla gefunden hatte, entdeckte Haile-Selassie kurz darauf einen Großteil des restlichen Schädels.

„Ich habe ihn nicht aufgehoben, sondern bin wie wild auf der Stelle gehüpft“, meint Haile-Selassie. „Der Beamte sah mich an und fragte dann seine einheimischen Freunde: ‚Was ist denn mit dem Doktor los? Dreht er jetzt durch?‘“

Nachdem Haile-Selassie gesehen hatte, dass die Maxima und der restliche Schädel zusammenpassten, kehrte er mit den in ein Bandana und einen geliehenen Schal gewickelten Fossilien ins Camp zurück.

„Ich habe ihn noch nie so glücklich gesehen“, berichtet Stephanie Melillo, Co-Autorin der Studie und Paläontologin am Max-Planck-Institut für Evolutionäre Anthropologie, die an der Ausgrabung mitgewirkt hat. „Er brachte gar keine zusammenhängenden Worte raus und seine Hände zitterten.“

Eine Uhr aus Asche

Am nächsten Tag gingen Haile-Selassie, Melillo und ihr Team noch einmal zu Fuß nach Miro Dora. Wild entschlossen, auch das kleinste Knochenfragment aus dem Sand zu sieben, steckten sie einen Bereich von fünf Metern rund um die Fundstelle ab. Gründliches Arbeiten bedeutet aber auch, sich die Hände schmutzig zu machen. Der Bereich umfasste nämlich auch einen stinkenden Misthaufen: fast ein halber Meter Ziegenkot, der sich über die Jahre angesammelt hatte. Doch der Gestank und die Mühe lohnten sich. Während der folgenden Tage gruben die Wissenschaftler unter dem Misthaufen noch mehr Teile es Schädels aus, darunter auch einen Wangenknochen, der ein essentieller Bestandteil der Entdeckung ist.

Zurück im Labor stellte Haile-Selassies Team fest, dass die Kieferknochen und Zähne des Fundstücks denen von A. anamensis am ähnlichsten sind. Die Identifikation des Schädels war jedoch nur ein Teil des Puzzles. Wann und wo lebte und starb dieser A. anamensis?

Um das herauszufinden untersuchte ein Team von Geologen unter der Leitung von Beverly Saylor das Gebiet von Woranso-Mille bis ins kleinste Detail. Sie konzentrierten sich dabei vor allem auf Tuffstein – Sedimente, die aus dem Ascheregen prähistorischer Vulkane entstanden. Einige Minerale in Tuffstein enthalten Spuren des radioaktiven Isotops Kalium-40, dessen Abbau man exakt wie ein Uhrwerk von seiner Entstehung bis zur Gegenwart verfolgen kann. Durch eine Untersuchung der Abbauprodukte konnte Saylors Team bestimmen, wann die Kristalle – und der komplette Tuffstein – entstanden sind. Um den Schädel datieren zu können, benötigte das Team also zwei Tuffsteinschichten, die die Sedimente um das Fossil einrahmten.

In einer zweiten Studie, die in Nature veröffentlicht wurde, gibt Saylor an, dass der Tuffstein oberhalb des Schädels vor 3,76 und 3,77 Millionen Jahren entstanden ist. Die zweite Schicht unterhalb des Schädels lagerte sich vor etwas mehr als 3,8 Millionen Jahren dort ab. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler sich ein Bild von der Umgebung machen, in der der Schädel begraben worden war: Sein Fundort lag damals in einem Flussdelta an einem Seeufer und war umgeben von Buschlandschaft und vereinzelten Baumgruppen.

„Der Frühmensch befand sich wahrscheinlich am Fluss oder am Seeufer. Er ist dort gestorben, wurde mit dem Wasser fortgetragen und dann im Sediment des Deltas begraben“, meint Saylor, die als Professorin für Stratigraphie an der Case Western Reserve University arbeitet.

Die verschlungenen Pfade der Evolution

In vielerlei Hinsicht passte das Gesicht sehr gut in das Bild, das sich die Forscher zuvor gemacht hatten. Wie bei anderen Australopithecinen war es langgezogen und stark gewölbt, anders als das flachere Relief des modernen Menschen. Auch die Dimensionen der Zähne und Kieferknochen waren stimmig: Spätere Australopithecinen hatten große, breite Gesichter um Platz für die Knochen und Muskeln zu bieten, die sie zur Aufnahme ihrer oft zähen Nahrung benötigten. Während A. anamensis bereits ein ausgeprägteres Gesicht besaß als die frühen Primaten, war es noch nicht so groß wie die seiner späteren Cousins.

Doch wenn Haile-Selassie und Melillo mit ihren Aussagen richtig liegen, könnte der Schädel noch mehr Fragen über die Entwicklung des A. afarensis aufwerfen.

Ein wesentliches Merkmal der Schädel früher Hominiden ist die Verjüngung des Knochens hinter den Augenhöhlen. Ältere, primitivere Hominiden haben meist enger zu laufende Schädel als jüngere. Der neu entdeckte Schädel von A. anamensis verengt sich deutlich sichtbar hinter den Augenhöhlen. Dieses Merkmal könnte bei der Identifikation der „Belohdeli-Stirn“ helfen, dem 3,9 Millionen Jahre alten Fragment eines Australopithecus-Schädels, dass 1981 gefunden wurde.

Bei der Entdeckung der Belohdeli-Stirn waren einige Wissenschaftler der Meinung, dass es sich dabei um einen A. afarensis handelt, doch beweisen konnten sie es nicht. Als dann A. anamensis entdeckt wurde, wurde die ganze Sache noch rätselhafter. Die Forscher konnten nicht bestimmen, ob der Knochen einem A. anamensis gehörte, da es von dieser Art bis dato keine Frontansicht gab.

„Dieses Fossil hing jahrzehntelang im taxonomischen Äther“, gibt Melillo an.

Jetzt, mit dem neuen Schädel als Referenz, gehen Melillo und Haile-Selassie davon aus, dass die Belohdeli-Stirn nicht zu einem A. anamensis, sondern zu einem A. afarensis gehört.

Da die Belohdeli-Stirn älter ist als der neue Schädel, lässt der Fund darauf schließen, dass A. anamensis und A. afarensis eine zeitliche Überlappung von vor 3,8 bis 3,9 Millionen Jahren aufweisen.

Das bringt die momentane Evolutionslinie durcheinander: Bislang gingen die Forscher davon aus, dass die nachkommenden Generationen von A. anamensis sich zu A. afarensis weiterentwickelten, ein direkter Prozess, bei dem es keine Überschneidungen der beiden Arten gab. Nun wurde die Theorie aufgestellt, dass sich eine Gruppe von A. anamensis vor etwa 3,9 Millionen Jahren vom Rest abgespalten und sich zu A. afarensis weiterentwickelt hat, während andere Gruppen von A. anamensis auf ihrer Entwicklungsstufe verblieben.

Einige Wissenschaftler sind der Meinung, dass dieses evolutionäre Szenario erst noch mit weiteren Fossilien belegt werden muss.

„Um sicher zu gehen benötigt man eine genügend große Auswahl an Fundstücken, die sowohl aus diesem Zeitrahmen wie auch aus anderen stammen“, gibt William Kimbel zu bedenken, der als Paläoanthropologe am Institute of Human Origins der Arizona State University forscht und nicht an der Studie beteiligt war. „Man kann keine fundierte Aussage über den Verlauf der Evolution treffen, solange nur zwei Vergleichsobjekte vorliegen, die sie untermauern.“

Das Forscherteam lässt bereits verlauten, dass noch mehr Studien in Planung sind, darunter auch eine, die sich im Detail mit der Nahrungsbandbreite und den Lebensstilen befasst, die sich bei A. anamensis und A. afarensis möglicherweise unterscheiden könnten. Und schon jetzt können die Wissenschaftler sich über etwas freuen: Ein Fossil, das sie anschaut.

„Es erfüllt einen wirklich mit Ehrfurcht“, sagt Melillo. „Die Gelegenheit zu bekommen, diesem Wesen ins Gesicht zu sehen, über das ich schon so viel wusste und über das ich so viele Theorien hatte, war unglaublich toll.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.