De schedel DNH 134 uit de Drimolen-site in Zuid-Afrika.
Therese van Wyk, University of Johannesburg

Homo erectus is ouder dan gedacht en leefde tegelijk met twee andere menselijke voorouders in Zuid-Afrika

In Zuid-Afrika is de oudste schedel tot nu toe gevonden van Homo erectus, een directe voorouder van de moderne mens. Het is de eerste keer dat Homo erectus in Zuid-Afrika gevonden wordt. Dat betekent niet alleen dat Homo erectus ouder is dan gedacht, maar ook dat twee miljoen jaar geleden er in Zuid-Afrika drie soorten mensachtigen tegelijk leefden. De vondst bevestigt ook de theorie dat Homo erectus in Afrika ontstaan is.  

De heuvels ten noordwesten van Johannesburg zijn beroemd voor de fossielen van mensachtigen die Hominini genoemd worden, en het gebied wordt daarom de 'Wieg van de Mensheid' genoemd. Een van de sites waar veel fossielen gevonden zijn, is het Drimolen Palaeocave System, een reeks van oude kalksteengrotten waarin druipsteen is afgezet en waarin 'veldklassen' worden gehouden om de fossielen op te graven. 

"Tijdens onze opgravingen in het kader van de veldklas begon een student een verzameling fragmenten bloot te leggen. We konden zien dat het stukjes waren van een schedel maar we konden ze niet onmiddellijk identificeren", zei Stephanie Baker.  Baker is een onderzoeker en doctoraatsstudent aan de University of Johannesburg en de medeleider van het opgravingsproject in Drimolen.  

Fossielen die miljoenen jaren oud zijn, worden vaak in vele fragmenten teruggevonden, en dat was hier niet anders. Die fragmenten, meer dan 150 in dit geval, moeten ineengepuzzeld worden voor de onderzoekers met enig vertrouwen kunnen identificeren van welk soort organisme ze afkomstig zijn.

"In de loop van het onderzoeksseizoen, werden er meer en meer fragmenten gevonden en we begonnen ze in elkaar te passen. Niemand kon zeggen van wat dit het schedeldak was, tot op een nacht alles ineens in de juiste plooi viel en we beseften dat we naar een Hominini zaten te kijken", zei Baker. Het schedeldak kreeg de officiële benaming DNH 134 en de bijnaam 'Simon', naar Simon Mokobane, een lid van het opgravingsteam dat in 2018 overleden is. 

De Drimolen-site met een aantal van de gevonden fossielen.
Andy Herries

Welke mensachtige?

De volgende vraag was dan uiteraard: welke soort van Hominini? De 'Wieg van de Mensheid' telt verschillende soorten menselijke voorouders en in de Drimolen-site waren er al minstens twee gevonden. 

"Deze vondst was echt een uitdaging voor ons", zei Baker. "We vergeleken het in elkaar gepaste schedeldak met al de andere voorbeelden van Hominini in het gebied van de 'Wieg'. Uiteindelijk deden zijn traanvorm en relatief grote hersenholte ons besluiten dat we naar Homo erectus aan het kijken waren." Het bleek dus om een soort te gaan die nog nooit eerder in het gebied of zelfs in heel Zuid-Afrika gevonden was. In Afrika is de soort enkel bekend van vondsten in het oosten van het continent.

Homo erectus is zowat de beste kandidaat onder de mensachtigen om een directe voorouder van ons en een aantal andere mensensoorten te zijn. Hij is het best bekend omdat hij als eerste mensensoort uit Afrika weggetrokken is naar Eurazië, en zich verspreid heeft van het Iberische schiereiland tot in Java. 

Erectus wandelde rechtop en leek meer op de moderne mens dan de andere Hominini die in de Wieg van de Mensheid gevonden zijn. Hij had kortere armen, langere benen en grotere hersenen dan de andere soorten en gedacht wordt dat het de eerste mensachtige was die in staat was vuur te maken, te spreken, te jagen in gecoördineerde groepen, te zorgen voor gewonde of zieke groepsleden en misschien zelfs een vorm van kunst te maken.

Homo erectus wordt geassocieerd met de meer gesofisticeerde stenen werktuigen van het Acheuléen en aangenomen wordt dat hij beter en verder over de Afrikaanse graslanden kon wandelen en lopen dan de andere Hominini. 

Het schedeldak DNH 134 met een gestileerde weergave van de omtrek van de rest van de schedel.
Andy Herries

Hoe oud?

Eens de vraag beantwoord was om welke soort mensachtige het ging, doemden er onmiddellijk twee nieuwe belangrijke vragen op, namelijk hoe lang geleden had dit individu geleefd en hoe oud was het toen het stierf?

Achterhalen hoe oud fossielen zijn die gevonden worden in de Drimolen-grotten, is niet eenvoudig. De vindplaatsen in open lucht van Homo erectus in Oost-Afrika hebben een redelijk eenvoudige stratigrafie - de opbouw van de verschillende opeenvolgende lagen van afzettingen - en ze worden doorsneden door lagen as van vulkaanuitbarstingen die geschikt zijn voor radiometrische datering met de argon-argon-methode. 

In Zuid-Afrika waren er geen vulkaanuitbarstingen in de tijd van de nu gevonden Hominini en dus ook geen aslagen om te dateren, en de indeling van de sedimentlagen in de grot is veel ingewikkelder. 

Het internationale team van onderzoekers had tijdens de opgravingen echter zorgvuldig alle aanwijzingen die ze konden vinden, bijgehouden en opgetekend, onder meer fragmenten van kleine dieren als vleermuizen en hagedissen, en ook bodemstalen. En ze konden ook precies zeggen waar in de 3D-ruimte van de Drimolen Main Quarry elk fossiel fragmentje gevonden was. 

Vervolgens pasten ze elke mogelijke dateringstechniek toe om een zo nauwkeurig mogelijke datering te krijgen voor de afzetting, onder meer datering op basis van de gevonden fauna, elektronspinresonantiedatering, uraniumlooddatering en paleomagnetische datering - in de afzettingen in de Drimolen-grotten is namelijk een omkering van het magnetisch veld van de aarde vastgelegd.

"We verzamelden al de dateringen van deze verschillende technieken en samen toonden ze dat we een zeer nauwkeurige datering hadden. We weten nu dat de Drimolen Main Quarry en al de fossielen er in dateren van 2,04 tot 1,95 miljoen jaar geleden", zei Baker. 

Verder blijkt dat het gevonden schedeldak DNH 134 afkomstig is van een erg jonge Homo erectus. Op de site zijn al veel fossielen gevonden van andere mensensoorten die toen ze stierven nog jong waren of zelfs nog peuters. 

"De Homo erectus van wie we de schedel gevonden hebben, was waarschijnlijk tussen twee en drie jaar oud toen hij stierf", zo zei professor Andy Herries. 

Herries leidt samen met Baker de opgravingen in Drimolen en hij is de hoofdonderzoeker. Hij is het hoofd van de afdeling Archeologie en Geschiedenis van de La Trobe University in Australië en werkt ook aan de University of Johannesburg.  

Een 3D-scan van de zogenoemde Drimolen Main Quarry, de plaats waar de eerste fossielen in het grottencomplex gevonden werden. Precies aangeduid zijn de vindplaatsen van de eerste vondst van een fossiel van een mensachtige, DNH 7, de nieuwe schedel van Homo erectus, DNH 134, en de vindplaats van een nieuwe schedel van Paranthropus robustus, een andere mensachtige, DNH 152.
David Strait

100.000 tot 200.000 jaar ouder

De datering tussen 2,04 tot 1,95 miljoen jaar geleden betekent dat DNH 134 ouder is dan de oudste tot nu toe gekende exemplaren uit Oost-Afrika of Georgië. In Oost-Afrika verschijnt Homo erectus voor het eerst zo'n 1,87 miljoen jaar geleden en het oudste exemplaar uit Dmanisi in Georgië is zo'n 1,8 miljoen jaar oud.  

"De ouderdom van het DNH 134 fossiel toont aan dat Homo erectus 150.000 tot 200.000 jaar vroeger geleefd heeft dan eerder gedacht werd", zei Herries. 

In de grot is nog een tweede fossiel gevonden van een Hominini, dat nu ook gedateerd en wetenschappelijk beschreven is in de nieuwe studie. Het gaat echter om een fossiel van een ander oud menselijk geslacht, de zwaarder gebouwde en kleinere menselijke voorouder Paranthropus robustus, waarvan eerder al een zeer volledige schedel in de Drimolen Main Quarry werd gevonden, DNH 7, en waarvan andere exemplaren uit nabijgelegen grotten bekend zijn. 

En ook dat nieuwe fossiel, DNH 152, is het oudste bekende exemplaar voor die soort. Tot nu waren de oudste bekende exemplaren zo'n 1,8 miljoen jaar oud. 

DNH 7, een schedel van Paranthropus robustus, die al eerder in de Drimolen-grot gevonden werd en het meest volledige exemplaar is dat we tot nu toe kennen.
Andy Herries/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Afrikaanse oorsprong bevestigd

Omdat Homo erectus een van onze directe voorouders is, heeft de ontdekking ook gevolgen voor de oorsprong van de moderne mens. 

"Tot deze vondst hebben we altijd aangenomen dat Homo erectus afkomstig is uit oostelijk Afrika. Maar DNH 134 toont dat Homo erectus, een van onze directe voorouders, mogelijk echter uit zuidelijk Afrika komt. Dat zou betekenen dat ze later naar het noorden zijn getrokken, tot in Oost-Afrika. Van daaruit zijn ze dan door Noord-Afrika getrokken om de rest van de wereld te bevolken", zei Baker.

In hun studie gaan de auteurs echter niet zo ver en ze pleiten niet voor een Zuid-Afrikaanse oorsprong voor Homo erectus. Wel zien ze in de vondst een bevestiging voor een Afrikaanse oorsprong voor Homo erectus.

Homo erectus wordt immers bijna onmiddellijk nadat de soort opgedoken was in Oost-Afrika, ook teruggevonden in Dmanisi in Georgië, en dat heeft ertoe geleid dat sommige onderzoekers zich zijn gaan afvragen of de soort misschien in Azië zou kunnen ontstaan zijn.

Het feit dat er nu een ouder exemplaar is gevonden op Afrikaanse bodem, zien de onderzoekers als steun voor de stelling dat Homo erectus in Afrika ontstaan is. En ze zien er ook een bevestiging in voor het feit dat de soort blijkbaar de gewoonte had zich onmiddellijk over grote afstanden te verspreiden.  

Algemeen zicht op de Drimolen-site, op zo'n 50 kilometer ten noordwesten van Johannesburg.
Andy Herries

Drie mensensoorten tegelijk

De datering van de schedels DNH 134 en DNH 152 betekent nog iets anders, namelijk dat er drie soorten menselijke voorouders tegelijk geleefd hebben in de buurt van Drimolen in Zuid-Afrika. 

Naast Homo erectus en Paranthropus robustus zijn er in een grot iets verder op de weg langs Drimolen immers ook fossielen gevonden in een 2 miljoen jaar oude afzetting van een derde soort, Australopithecus sediba

In tegenstelling met de huidige situatie, waarin wij de enige mensensoort zijn, was onze directe voorouder 2 miljoen jaar geleden niet alleen", zei professor Herries. "We kunnen nu zeggen dat Homo erectus het landschap deelde met twee andere soorten van mensen in Zuid-Afrika, Paranthropus en Australopitecus."

"Wat echt opwindend is, is de ontdekking dat gedurende hetzelfde korte tijdvak, net zo'n 2 miljoen jaar geleden, er drie verschillende soorten oude menselijke voorouders rondtrokken in hetzelfde beperkte landschap", zei Gary Schwartz. "We weten nog niet of ze direct met elkaar in interactie gingen, maar hun aanwezigheid biedt de mogelijkheid dat deze oude fossiele mensen strategieën ontwikkeld hadden om het landschap en zijn natuurlijke hulpbronnen op een of andere manier te verdelen, om hen toe te laten zo dicht bij elkaar te leven."

Schwartz is een paleoantropoloog en geassocieerd professor aan de Arizona State University in de VS, en een van de auteurs van de nieuwe studie. 

Dat de drie soorten de natuurlijke hulpbronnen verdeeld zouden hebben, is best mogelijk, want ze zagen er niet alleen verschillend uit, ze aten ook verschillende dingen. 

"Paranthropus robustus at dingen zoals wortels en knollen, en dat is de reden waarom hun tanden echt groot zijn. Ze gebruikten hun enorme tanden om wat wij 'noodeten' noemen te vermalen, taaie, harde planten", zei Baker. 

In vergelijking met de andere twee soorten waren de Homo erectus hominini lang en slank. Zij aten dingen die makkelijker te verteren waren, zoals fruit en bessen.

"We weten dat ze vlees aten, maar we zijn er nog niet zeker van hoe ze daar aan kwamen", zei Baker. "We kunnen op zijn minst wel zeggen dat deze vroege Homo erectus nog niet op jacht ging met wapens." Ook vuur maken kon deze vroege mensensoort nog niet, dat leert Homo erectus pas 1 miljoen jaar geleden. 

Verschillende aanzichten van de fragmenten van schedel DNH 152.
Andy I.R. Herries et al. in Science 6486 (2020)

Veranderende omstandigheden

"We weten ook dat ze [Homo erectus] in staat waren zich over grote afstanden te verplaatsen, en dat bleek gelukkig voor hen te zijn, aangezien in hun tijd het klimaat veranderde in zuidelijk Afrika", zei Baker. "Paranthropus en Australopithecus waren geëvolueerd in een warm en vochtig klimaat en waren daaraan gewend. Maar toen begon het weer te verschuiven van warm en vochtig naar koud en droog."

Gaandeweg verminderde het aantal bomen en namen grassen hun plaats in. Uiteindelijk maakten de bossen plaats voor de graslanden van de Afrikaanse savanne zoals we die nu kennen. Het koudere weer was beter geschikt voor de meer mobiele en sociale Homo erectus, maar het betekende dat Paranthropus genoegen moest nemen met minder aantrekkelijk voedsel. 

De precieze datering van de afzettingen in de Drimolen-grot zal toelaten om de invloed van die veranderingen nader te bestuderen. De ontdekking laat ons toe te onderzoeken welke rol de veranderende habitats en natuurlijke hulpbronnen, en de unieke biologische aanpassingen van de vroege Homo erectus gespeeld zouden kunnen hebben in het uiteindelijke uitsterven van Australopithecus sediba in Zuid-Afrika, zei Justin Adams. 

Adams werkt aan de Monash University in Australië en is een specialist in de reconstructie van oude habitats op basis van de resten van dieren die gevonden worden op vindplaatsen van fossielen, en een van de auteurs van de nieuwe studie. 

Het veldwerk op de Drimolen-site zal voortgezet worden, en de opgravingen zullen nog uitgebreid worden om nog meer oude onderdelen van de grot te onderzoeken en een diepgaander inzicht te krijgen in de krachten die de menselijke evolutie in dit deel van het Afrikaans continent beïnvloed hebben. 

De studie van de bijna dertig onderzoekers uit vijf verschillende landen is gepubliceerd in Science. Dit artikel is onder meer gebaseerd op persberichten van de University of Johannesburg en de Arizona State University.