Vor 5 oder 6 Millionen Jahren lebte der letzte gemeinsame Vorfahre von Menschen und Menschenaffen. Lange Zeit nahm man an, dass unsere Vorfahren damals den Wald verließen und sich mehr in Steppen und Savannen aufhielten, wobei sie ihre Ernährung entsprechend umstellten und weniger Früchte und Nüsse aßen. Doch jetzt hat sich herausgestellt, dass zumindest der Speiseplan eines Urmenschen nicht in dieses Bild passt.

Der Urmensch, um den es hier geht, ist Australopithecus sediba. Er lebte vor etwa 2 Millionen Jahren in Afrika und könnte ein Vorfahr der frühen echten Urmenschen der Gattung Homo sein. Hier ein Bild des Schädels:
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Von Photo by Brett Eloff. Courtesy Profberger and Wits University who release it under the terms below. – Eigenes Werk, GFDL, Link

Und hier ein ganzes Skelett (bzw. das, was man davon gefunden hat – übrigens ist das eins der beiden Fossilien, die man für die Analyse verwendet hat):
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By ProfbergerOwn work, CC BY-SA 3.0, Link

A. sediba (ich mache mir mal die Angewohnheit der Biologen zu eigen, ellenlange Gattungsnamen abzukürzen, wenn klar ist, was gemeint ist) ist in mehrfacher Hinsicht interessant: Gefundene Beinknochen zeigen, dass er zwar aufrecht gehen konnte, diese Fähigkeit aber eventuell unabhängig von anderen Australopithecus-Arten erworben hat. Sein Gehirn ist ziemlich klein, seine Arme ziemlich lang – beides eher affenartige Merkmale. Auf der anderen Seite zeigt der Schädel keine ausgeprägte Schnauze, was ein eher fortschrittliches (bio-politisch korrekt sollte ich wohl “abgeleitetes” schreiben) Merkmal ist.

Wie genau der A. sediba in den Menschenstammbaum reinpasst, ist zur Zeit unklar. Diese Zeitleiste zeigt ihn und die vielen anderen Urmenschen, die man inzwischen kennt – unsere Stammesgeschichte ist in den letzten 20 Jahren ziemlich unübersichtlich geworden:
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Quelle: Tabelle aus Wikipedia.org

So oder so ist A. sediba eindeutig ein Urmensch, und wenn sich die Urmenschen vor 5 oder 6 Millionen Jahren von den Menschenaffen getrennt und dabei ihre Ernährung umgestellt haben, dann würde man auch für A. sediba einen entsprechenden Speiseplan erwarten.

Diesen Speiseplan hat man jetzt studiert, und zwar auf zwei unterschiedliche Weisen. Um zu verstehen, wie das genau funktioniert, müssen wir uns zunächst einmal mit der Photosynthese beschäftigen, genauer gesagt mit dem Unterschied zwischen C3– und C4-Pflanzen.

Nein, nicht C3- und C4 – ein Besoldungssystem wie bei Professoren gibt es bei Pflanzen nicht.

Das Kürzel C3 und C4 kennzeichnet unterschiedliche Wege, mit denen Pflanzen aus Kohlendioxid per Phyotosynthese Zucker zusammenbauen. Bei den C3-Pflanzen hat die erste Zwischenstufe, die da zusammengesetzt wird, 3 Kohlenstoffatome, bei den C4-Pflanzen 4. Die Feinheiten des Photosyntheseprozesses interessieren hier nicht so sehr, wer sich über Photosynthesedetails beschlauen will, kann das hier tun.

Generell kann man sagen, dass C4-Pflanzen gegenüber den C3-Pflanzen im Vorteil sind, wenn es heiß und hell ist: Bei hohen Temperaturen und Trockenheit müssen C3-Pflanzen die kleinen Öffnungen in den Blättern, die für die Kohlendioxid-Zufuhr zuständig sind, schließen, weil sie sonst zu viel Feuchtigkeit verlieren würden. C4-Pflanzen haben hier weniger Probleme, weil sie im Blattinneren mit wesentlich weniger Kohlendioxid auskommen. Bei niedrigen Temperaturen sind aber C3-Pflanzen effizienter.

Die meisten Pflanzen sind C3-Pflanzen. Zu den C4-Pflanzen gehören Gräser, Hirse Zuckerrohr und Mais.

Was haben diese Details der Photosynthese jetzt mit der Diät der Urmenschen zu tun? Die Antwort dazu kommt aus der Kernphysik (wieder mal ein schönes Beispiel dafür, wie selbstverständlich Erkenntnisse aus unterschiedlichen Disziplinen in der heutigen Wissenschaft zusammengeführt werden).

Kohlenstoffatome gibt es in unterschiedlichen Varianten, den Isotopen. Sie unterscheiden sich darin, dass im Atomkern unterschiedlich viele Neutronen vorhanden sind. Weil die Neutronen elektrisch neutral sind, ändern sie nichts an der elektrischen Ladung des Kerns und damit an den chemischen Eigenschaften. Vom Kohlenstoffisotop C14, das man zur Datierung von Funden aus der Steinzeit verwenden kann, habt ihr vielleicht schon mal gehört. C14 ist radioaktiv und zerfällt, so dass man aus der Menge des C14 in einer Probe das Alter rückbestimmen kann.

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Kommentare (12)

  1. #1 Spritkopf
    11. Juli 2012

    Das einfache Bild, wonach sich unsere Vorfahren für einigen Millionen Jahren in die Steppe und Savanne aufmachten und sich dann dort ernährten, ist so anscheinend nicht haltbar.

    Die Frage ist ja, ob Australopithecus sediba zu unserer Vorfahrenlinie gehört oder ob er eine später ausgestorbene Nebenlinie zum A. afarensis darstellt. Das müsste sich doch eigentlich über eine Untersuchung seiner DNA feststellen lassen.

  2. #2 MartinB
    11. Juli 2012

    @Spritkopf
    Hat man vonso alten Fossilien noch DNA? Soweit ich weiß ist die haltbarkeit bei etwa 100000 Jahren.

  3. #3 WolfgangK
    11. Juli 2012

    Nach meiner Kenntnis ist der Australopithecus sediba, der wohl eher im südlichen Bereich Afrikas vorgekommen sein soll, schlichtweg ausgestorben und hat keine weiteren Gene in der “Urmutter Afrikas” hinterlassen. Wohl auch deshalb, weil er die evolutionäre Entwicklung vom Pflanzenesser zum Allesesser (wie in den nördlichen Regionen Afrikas, bspw. in der Danakil-Wüste in Eritrea) und damit die Entwicklung zu einem größeren Gehirn mithilfe von tierischer Nahrung schlichtweg verschlafen hat bzw. das Nahrungsangebot zu schnell im Gesamten knapp wurde (Baumrinde gilt ja auch heute noch bei Affen lediglich als absolute Notration). Die Evolution hat es wohl beim A. sediba nicht mehr geschafft, schnell genug auf andere Ernährungsquellen umzustellen, um das Verhältnis zwischen aufrechtem Gang, wachsendem Gehirn und ausreichender Energiezufuhr aufrecht zu erhalten. Es kann aber auch sein, dass letztendlich eine Verknappung des Nahrungsangebots durch Klimaveränderungen dazu geführt hat, dass im Süden des Kontinents das große A.-sediba-Sterben eingesetzt hat.
    Sehr interessant und empfehlenswert zu dem Zusammenhang zwischen Fleischnahrung und Gehirn ist diese 34minütige spannende Doku auf Youtube über die Evolution des Homo erectus/Homo sapiens in der Danakil-Wüste in Eritrea vor zwei Mio Jahren.

  4. #4 roel
    11. Juli 2012

    @MartinB “Zu den C4-Pflanzen gehören Gräser, Hirse Zuckerrohr und Mais.” Der Australopithecus sediba wird ja keine Hirse und keinen Mais gegessen haben. Gibt es eine Übersicht zu den C4-Pflanzen von vor 2.000.000 Jahren?

  5. #5 Spritkopf
    11. Juli 2012

    @MartinB
    Sie haben recht, die bislang älteste menschliche DNA, die man hat bestimmen können, ist wohl “erst” 40.000 Jahre alt. Ich habe offenbar die Altersbestimmung von Genen mittels der molekularen Uhr mit der echten Extraktion von DNA bei Fossilien verwechselt. Ok, wieder was gelernt.

    Wobei das letzte Wort in Sachen ancient DNA sicher noch nicht gesprochen ist.
    https://www.pnas.org/content/104/36/14401.full
    https://wwwstaff.murdoch.edu.au/~mbunce/research/what_is_ancient_dna_adna.html

  6. Vielen Dank. Super erklärt!

    In diesem Zusammenhang, passend zu der Studie, möchte ich auf ein Projekt hinweisen [falls der Hinweis unangbracht ist oder gegen irgendwas verstößt, bitte ich um Entschuldigung]: Im Sciencelab von Wissenschaft und Schreie geht es aktuell um nachfolgende Frage, die gemeinsam erforscht werden soll. Mitmachen kann jedeR.

    Brauchte der Mensch Fleisch zur Gehirnentwicklung? Und wenn ja/nein, warum? Siehe hier: https://sciencelab-wissenschaftus.wikidot.com/

  7. #7 MartinB
    11. Juli 2012

    @roel
    Im paper bzw.de, Begleitartikel stehen “sedges” (Seggen).
    Spricht denn irgendwas gegen Hirse? (Von Pflanzen hab ich leider wenig Ahnung.)

    @W&S
    Schon o.k..

    @Spritkopf
    Das letzte Wort in Sachen DNA-Alter ist sicher noch nicht gesprochen – je besser die Techniken werden, desto weiter verschieben sich die Grenzen wohl nach hinten, denke ich.

  8. #8 roel
    11. Juli 2012

    @MartinB Für Hirse finde ich im englischen Wikipedia 8300 BC. Es steht da zwar auch prehistory, aber das kann ja alles mögliche sein.

    Dann werden die Autoren vorwiegend Seggen als C4-Pflanze gemeint haben, davon gibt es lt. wikipedia bis zu 2000 Arten die wild vorkommen.

  9. #9 Niels
    11. Juli 2012

    @roel
    Was spielt es denn für eine Rolle, wann laut Wikipedia das erste Mal Hirse kultiviert wurde?
    Es geht doch um wild wachsende, ursprünglich (auch) in Afrika beheimatete Gräser.
    Bestimmte Hirsearten gehören mit zu diesen Gräsern.

  10. #10 roel
    11. Juli 2012

    @Niels Es spielt keine große Rolle,ich habe nur ein bisschen recherchiert, welche Pflanzen das damals waren und habe gehofft, dass diese Pflanzen aufgrund einer Übersicht oder Fossilien vielleicht identifizierbar sind. Da hatte ich, aus unerfindlichen Gründen, keinen Zugriff auf nature. Jetzt klappt es wieder und hier https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/extref/nature11185-s1.pdf steht, dass es sedges, grass und grass leaves sind, die identifiziert wurden. Aber MartinB hatte ja auch schon geantwortet.

  11. @MartinB: Vielen Dank 🙂

  12. #12 Araya Askale
    Frankfurt am Main
    4. Juni 2013

    hi ich bin ein nordostafrikaner (eritrea)
    ich finde dises tema so interessant (urmenschen)
    wir eritreaner haben noch einige ausdrücke von den urmenschen in unsere sprache, wie nein und ja, das kann man baer nicht in deutsche schrift schreiben weil es primitife wörte sind , für die es keine buchstaben in latainisch gibt.