Gli ominidi di Sima de los Huesos tra i primi rappresentanti dei Neanderthal

14 - 15 Marzo 2016
Neanderthal
Gli ominidi di Sima de los Huesos sono tra i primi rappresentanti dei Neanderthal. Queste sono alcune delle conclusioni di un nuovo studio pubblicato su Nature, che ha preso in esame due dei 28 ominidi, recentemente datati a 430 mila anni fa e provenienti dal sito collocato nella Sierra di Atapuerca, nel Nord della Spagna.

Il nuovo studio ha affrontato la questione della correlazione tra questi ominidi del Medio Pleistocene con quelli del Tardo Pleistocene, in particolare coi Neanderthal dell'Eurasia occidentale e coi Denisovan, un gruppo per ora noto solo dalla Siberia meridionale. Precedenti analisi sugli ominidi di Sima de los Huesos avevano rivelato che il DNA mitocondriale (che si eredita per via materna) mostrava per un esemplare una parentela coi Denisovan addirittura superiore rispetto a quella coi Neanderthal. I Denisovan a loro volta sono correlati ai Neanderthal in Asia. Questo risultato contrastava con le prove archeologiche, incluse le caratteristiche morfologiche condivise dagli ominidi di Sima de los Huesos coi Neanderthal.
I ricercatori del nuovo studio hanno lavorato al sequenziamento del DNA dai fossili della grotta (in particolare, per due ominidi), un'operazione complessa visto che questo DNA estremamente antico si è degradato a frammenti molto piccoli. Sima de los Huesos è l'unico sito del Medio Pleistocene non caratterizzato dal permafrost, per il quale si sia riusciti a studiare il DNA per quell'epoca (125 mila anni fa). Oltre al verificare come gli ominidi di Sima de los Huesos fossero effettivamente tra i primi rappresentanti dei Neanderthal, si è pure confermato il DNA mitocondriale simile a quello dei Denisovan. Lo si è spiegato ipotizzando che i Neanderthal possano aver acquisito in seguito del genoma mitocondriale, come conseguenza di un flusso genetico dall'Africa.
La divergenza tra Neanderthal e Denisovan dunque predaterebbe i 430 mila anni fa. I risultati inoltre supporterebbero l'idea di una divergenza tra moderni umani e umani arcaici, da collocarsi tra i 550 e i 750 mila anni fa. Lo studio fornirebbe dunque informazioni importanti per quanto riguarda la cronologia evolutiva.
Sierra_de_Atapuerca
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Impatto della carne e del trattamento del cibo sulla masticazione

9 Marzo 2016
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I nostri parenti più prossimi, gli scimpanzé, impiegano quasi la metà della loro giornata a masticare il cibo. Una quantità di tempo ben più elevata di quella utilizzata dai moderni umani.
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Secondo un nuovo studio, pubblicato su Nature, questo divario si sarebbe venuto a creare a partire tra 2 e i 3 milioni di anni fa. A fare la differenza sarebbe stata l'aggiunta di carne alla dieta, contestualmente all'utilizzo di strumenti litici per trattare il cibo.
In questo modo, non solo gli umani impiegavano meno tempo a masticare, ma ricavavano persino più energie. Si determinarono inoltre dei cambiamenti evolutivi - con specie come l'Homo erectus - che ci portano ad avere oggi denti più piccoli, volti più piccoli e intestini più piccoli. Lo studio ha pure preso in considerazione le caratteristiche del cibo trattato con tecnologie del Paleolitico Inferiore.
Il trattamento del cibo riduce drasticamente lo sforzo della masticazione, oltre a renderla molto più efficace. Affettare la carne, cucinarla e pestare i vegetali, sono tutte operazioni che rendono di molto inferiore lo sforzo muscolare richiesto. Il masticare è caratteristico dei mammiferi: i rettili, come altri animali, si limitano ad ingoiare il cibo. Questo permette di ricavare molte più energie dal cibo.
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La vita non era semplice 1,8 milioni di anni fa

10 Marzo 2016

Resa artistica dell'habitat umano in Africa Orientale, 1,8 milioni di anni fa. Credit: M.Lopez-Herrera via The Olduvai Paleoanthropology and Paleoecology Project ed Enrique Baquedano.
Resa artistica dell'habitat umano in Africa Orientale, 1,8 milioni di anni fa. Credit: M.Lopez-Herrera via The Olduvai Paleoanthropology and Paleoecology Project ed Enrique Baquedano

La disponibilità di piante e acqua dolce modella la dieta e i comportamenti sociali degli scimpanzé, i nostri parenti più prossimi. Similmente, l'evoluzione umana avvenne in risposta alla disponibilità di risorse vegetali e idriche: la loro influenza rimane però dibattuta, rimanendo scarse le testimonianze della loro distribuzione spaziale nei luoghi dove i primi ominidi vivevano.
Un nuovo studio, pubblicato su PNAS, per la prima volta ha ricostruito l'habitat umano di 1,8 milioni di anni fa in Africa Orientale, a partire dagli elementi raccolti. La ricostruzione del paesaggio aiuterà i paleoantropologi a sviluppare idee e modelli sull'apparenza di quei primi umani (che dovevano sembrare a metà tra quelli moderni e le grandi scimmie), su come vivevano e su come si procacciavano il cibo (e specialmente le proteine), sul loro comportamento.
I nostri antenati presso un sito nella Gola di Olduvai, in Tanzania, disponevano di strumenti litici e avevano accesso a cibo, acqua e a rifugi all'ombra. La vita non doveva essere semplice, allora, poiché erano in continua competizione con i carnivori (leoni, leopardi, iene), per ottenere il cibo di cui si nutrivano. Il sito (FLK Zinj) fu scoperto nel 1959 da Mary Leakey: furono ritrovate migliaia di ossa animali e strumenti litici. Negli anni si sono raccolti anche campioni del terreno per le analisi. Le due specie di ominidi ritrovati sono il Paranthropus boisei, robusto e dal cervello piccolo, e l'Homo habilis, con ossa più leggere, ma un cervello più grande. Entrambi avevano un'altezza compresa tra circa 1,40 e 1,60 cm, e vivevano tra 30 e 40 anni. Gli ominidi forse utilizzarono il sito per decine (o centinaia) di migliaia di anni, approfittando della sorgente d'acqua dolce, ma probabilmente non vissero qui.
Il paesaggio era caratterizzato da una sorgente d'acqua dolce, aree paludose e boschive, oltre che da praterie. Le ombrose foreste presentavano palme e acacie: gli ominidi venivano qui a mangiare la carne (testimoniata dall'alta concentrazione di ossa) che probabilmente si procuravano altrove. Il tutto è risultato coperto da uno strato di ceneri vulcaniche - risultato di un'eruzione simile a quella di Pompei  - che in questi millenni hanno preservato la materia organica.
Il fatto che questi ominidi mangiassero carne è un elemento molto importante nelle ricerche che li riguardano, perché si ritiene che la dimensione del cervello e l'evoluzione umana siano legate a un incremento delle proteine.
Gail M. Ashley, a professoressa al Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie alla Rutgers University. Credit: Courtesy of Gail M. Ashley
Gail M. Ashley, professoressa al Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie alla Rutgers University. Credit: Courtesy of Gail M. Ashley

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Analogie tra gorilla e umani per il cromosoma Y

2 Marzo 2016

Jim (sulla destra), il cui cromosoma Y è stato sequenziato, insieme a Dolly, sua madre, e Binti, sua sorella. Credit: San Diego Zoo Global
Jim (sulla destra), il cui cromosoma Y è stato sequenziato, insieme a Dolly, sua madre, e Binti, sua sorella. Credit: San Diego Zoo Global

La sequenza del cromosoma Y dei mammiferi è caratterizzato da ripetizioni e palindromi, al punto da essere la parte più difficile del genoma da mettere insieme. Per la prof.ssa Kateryna Makova, sequenziare il cromosoma Y è come provare a mettere insieme un puzzle senza conoscere il quadro finale, e a partire da pezzi che sembrano identici, e dei quali solo uno su un centinaio è davvero utile. Nondimeno, costituisce pure un elemento critico per lo studio della fertilità maschile e della dispersione.
Gli autori di un nuovo studio, pubblicato su Genome Research, hanno sviluppato una nuova metodologia che permette un sequenziamento del cromosoma Y assai più agevole. Non si sono però limitati a questo, ma hanno confrontato il cromosoma Y di umani, gorilla, scimpanzé.
Per gli studiosi è stato sorprendente rilevare come il cromosoma Y dei gorilla sia più simile a quello umano di quanto questi due lo siano in rapporto a quello degli scimpanzé.
Possibili applicazioni della nuova tecnica potrebbero aversi per lo studio dei disordini della fertilità maschile e di mutazioni specificamente maschili. La nuova metodologia potrebbe pure tornare utile per la genetica a fini di conservazione delle specie, contribuendo a tracciare la paternità e quindi le modalità con cui i maschi delle specie a rischio (come i gorilla) si muovono all'interno delle popolazioni e tra queste.
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L'antico scimpanzé ‘Adamo’ visse oltre un milione di anni fa

25 Febbraio 2016

L'antico scimpanzé ‘Adamo’ visse oltre un milione di anni fa - rivela una nuova ricerca

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Ricercatori dell'Università di Leicester confrontano le geneaologie umane maschili e femminili con quelle dei nostri più vicini parenti animali.

  • I ricercatori hanno determinato le sequenze di DNA dai cromosomi Y dei nostri più vicini parenti animali - scimpanzé, bonobo, gorilla e orangutan
  • L'‘Adamo’ umano data a circa 200.000 anni fa e l'‘Adamo’ gorilla a circa 100.000 anni fa
  • I gorilla mostrano un albero genealogico del cromosoma Y meno profondo di quello degli umani, riflettendo la struttura delle società di gorilla, caratterizzata da maschi alfa
  • Gli scimpanzé mostrano l'esistenza di un'ascendenza molto profonda nei loro cromosomi Y - l'antenato comune (lo scimpanzé ‘Adamo’) visse oltre un milione di anni fa, ed è oltre cinque volte più antico dell' ‘Adamo’ umano

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Secondo i genetisti dell'Università di Leicester, gli scimpanzé hanno un antico antenato comune – o ‘Adamo’ genetico - che visse oltre un milione di anni fa.
In uno studio, finanziato dal Wellcome Trust e pubblicato sul periodico Genome Research, il team di ricerca guidato dal professor Mark Jobling del Dipartimento di Genetica dell'Università di Leicester ha determinato le sequenze di DNA di gran parte del cromosoma Y, passato esclusivamente di padre in figlio, in un insieme composto da scimpanzé, bonobo, gorilla e orangutan.
Lo studio ha pure guardato al DNA mitocondriale (mtDNA), passato dalla madre alla prole, nello stesso insieme di animali.
Questo ha permesso la costruzione di alberi genealogici che possono essere confrontati tra specie e sottospecie – e aiutano i ricercatori a scoprire che l'‘Adamo’ genetico per gli scimpanzé visse ben un milione di anni fa.
La dott.ssa Pille Hallast del Dipartimento di Genetica, autrice principale dell'articolo scientifico, ha spiegato: “L'antenato dell'albero genealogico del cromosoma Y è talvolta chiamato ‘Adamo del cromosoma Y’. Possiamo confrontare le epoche degli ‘Adamo’ delle specie. Per gli umani l'età è di circa 200 mila anni, mentre per i gorilla è di solo 100 mila anni circa. Grazie ai due scimpanzé nel campione, Tommy and Moritz, gli scimpanzé hanno un ‘Adamo’ incredibilmente antico, che visse oltre un milione di anni fa.
“L'albero del cromosoma Y per i gorilla è molto poco profondo, il che calza a pennello con l'idea che siano molti pochi maschi (maschi alfa) a dare origine alla prole all'interno dei gruppi. Al contrario, gli alberi per gli scimpanzé e i bonobo sono molto profondi, il che si adatta all'idea che l'accoppiamento tra maschi e femmine avvenga più indiscriminatamente.”
Il professor Mark Jobling del Dipartimento di Genetica dell'Università di Leicester, a capo del progetto, ha aggiunto: “È interessante confrontare le forme degli alberi genealogici degli umani con quelle dei nostri parenti tra le grandi scimmie. Considerando sia l'albero del cromosoma Y che quello del DNA mitocondriale, gli umani rassomigliano più ai gorilla che agli scimpanzé.
“Questo suggerisce che per tutto il lungo periodo dell'evoluzione umana, la nostra scelta di partner non è stata libera per tutti, e che più probabilmente gli umani, nell'arco della nostra storia evolutiva come specie, hanno praticato un sistema poliginico – nel quale pochi uomini hanno accesso alla maggior parte delle donne, e molti uomini non hanno accesso per niente. Questo è più simile al sistema dei gorilla che a quello di accoppiamento ‘multimaschio-multifemmina’ degli scimpanzé.
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Traduzione dalla University of Leicester. L’Università di Leicester non è responsabile dell’accuratezza della traduzione.
Lo studio "Great-ape Y Chromosome and mitochondrial DNA phylogenies reflect subspecies structure and patterns of mating and dispersal", di Pille HallastPierpaolo Maisano DelserChiara BatiniDaniel ZadikMariano RocchiWerner SchemppChris Tyler-Smith e Mark A. Jobling, è stato pubblicato su Genome Research.
Gorilla nel loro habitat, foto di TKnoxB from Chemainus, BC, Canada - Flickr, da WikipediaCC BY 2.0.
Scimpanzé comune dallo Zoo di Lipsia, foto di Thomas Lersch, da WikipediaCC BY 2.5, caricata da Tole de.


Le dimensioni dei denti umani dettate da una semplice regola

24 Febbraio 2016

Calco del cranio di Lucy, Australopithecus afarensis, dall'Etiopia. Credit: David Hocking
Calco del cranio di Lucy, Australopithecus afarensis, dall'Etiopia. Credit: David Hocking

La variazione nella dimensione dei molari negli umani e negli ominidi ha influenzato in maniera rilevante la nostra visione dell'evoluzione. La riduzione della dimensione del terzo molare è stata in particolare notata da oltre un secolo, ed è stata relazionata a cambiamenti nella dieta o all'acquisizione del cucinare.
Una nuova ricerca, pubblicata su Nature, dimostrerebbe ora che l'evoluzione dei denti umani sarebbe molto più semplice di quanto ritenuto, e che è possibile predire i denti mancanti dai fossili umani e di altri ominidi estinti.
Il dott. Alistair Evans, della Monash University, esamina calchi di crani di ominidi. Credit: David Hocking
Il dott. Alistair Evans, della Monash University, esamina calchi di crani di ominidi. Credit: David Hocking

La ricerca confermerebbe che i molari e i denti del giudizio seguono le regole predette dalla cosiddetta cascata inibitoria, per la quale la dimensione di un dente influenza anche quella del dente vicino. Alle volte si ritrovano solo pochi denti in un fossile: è il caso dell'Ardipithecus, per il quale è ora possibile predire la dimensione del secondo molare, mai ritrovato. Questa scoperta implica anche che l'evoluzione umana sarebbe stata molto più semplice e limitata di quanto ritenuto finora.
Nello studio si è poi applicata la scoperta ad appartenenti al genere Homo e ad australopitechi, inclusa Lucy, il più celebre esemplare di Australopithecus afarensis. Entrambi i gruppi seguirebbero la cascata inibitoria, in maniera lievemente differente: probabilmente si tratta di una delle differenze chiave tra i due generi, e che definisce il nostro.

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Il cranio dell'Homo floresiensis indicherebbe una specie differente dalla nostra

15 - 16 Febbraio 2016
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Il cranio completo LB1 di Homo floresiensis, scoperto nel 2003 sull'isola indonesiana di Flores, sarebbe quello di un ominide appartenente a una specie diversa dalla nostra.
Queste le conclusioni di un nuovo studio, pubblicato sul Journal of Human Evolution, che ha esaminato il teschio Liang Bua 1, relativo a una femmina di circa trent'anni. L'analisi si inquadra nella discussione tra coloro che ritenevano si trattasse di individui di Homo sapiens, affetti da microcefalia o cretinismo, e altri che invece conclusero che doveva trattarsi di una specie differente. Per questa seconda teoria, l'Homo floresiensis sarebbe discendente dell'Homo erectus, e la sua dimensione sarebbe forse derivata da un processo di nanismo insulare, che avrebbe riguardato pure la fauna locale.
Secondo il nuovo studio, la forma del cranio non è decisamente quella di un umano moderno, e neppure di uno che presenti patologie. Anche se si sono riscontrate malattie minori, non vi sarebbero segni delle gravi malattie genetiche indicate da altri ricercatori.
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L'Homo floresiensis, dal peso di 25 kg e dall'altezza di un metro circa, sarebbe sopravvissuto per decine di migliaia di anni, scomparendo solo in epoca recente, attorno a 12 o 15 mila anni fa. Fu subito paragonato dalla stampa a un hobbit.
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Di due milioni di anni più antica la divergenza umana dai primati

16  Febbraio 2016

Denti fossili di 8 milioni di anni fa di Chororapithecus abyssinicus. Credit: Gen Suwa
Denti fossili di 8 milioni di anni fa di Chororapithecus abyssinicus. Credit: Gen Suwa

L'antenato comune per scimmie e umani, il Chororapithecus abyssinicus, si sarebbe evoluto in Africa e non in Eurasia, due milioni di anni prima di quanto finora ritenuto.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature, sposta indietro nel tempo la divergenza tra umani e gorilla (dieci milioni di anni fa) e tra umani e scimpanzé (otto milioni di anni fa). La ricerca non si basa più su stime, ma su analisi effettuate su fossili di Chororapithecus abyssinicus di 8 milioni di anni fa.
Grazie alle scoperte degli ultimi anni, la nostra conoscenza della famiglia degli Hominidae (che si compone di scimpanzé, gorilla, orangutan e umani) si è molto arricchita. Tra i ritrovamenti, quello del Chororapithecus abyssinicus, avvenuto nel 2007 nella formazione Chorora che corre lungo la parte meridionale del triangolo di Afar in Etiopia. Grazie a nuove analisi, nuove osservazioni sul campo e tecniche geologiche, la stessa squadra responsabile di quel rilevamento ha rivisto la precedente datazione, presentandola nel nuovo studio.
Una parte degli autori dello studio scoprirono pure, negli anni '90, i resti di 4,4 milioni di anni fa relativi all'Ardipithecus ramidus, e quelli del suo "parente" più vecchio di un milione di anni, l'Ardipithecus kadabba. Mentre gli studi erano ancora in corso, fu pubblicato quello relativo al Chororapithecus abyssinicus, un gorilla i cui denti fossili ci parlano di una creatura simile a un gorilla, adattata a una dieta di fibre. Sulla base di questi ritrovamenti, si collocò la divergenza attorno a 5 milioni di anni fa. Il Chororapithecus abyssinicus avrebbe fornito le prove fossili che il nostro antenato comune migrò dall'Africa e non dall'Eurasia, anche se la discussione in merito non è chiusa.
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L'eredità dei Neanderthal nei tratti delle popolazioni eurasiatiche

11 Febbraio 2016

Il DNA dai Neanderthal influenza molti tratti fisici nelle popolazioni eurasiatiche. Credit: Michael Smeltzer, Vanderbilt University
Il DNA dai Neanderthal influenza molti tratti fisici nelle popolazioni eurasiatiche. Credit: Michael Smeltzer, Vanderbilt University

È noto, a partire dal 2010, che le popolazioni di origine eurasiatica possiedono una percentuale compresa tra l'1 e il 4% del loro DNA che è ereditata dai Neanderthal.
Un nuovo studio, pubblicato su Science, per la prima volta confronta il DNA neanderthaliano nei genomi di queste popolazioni, con le registrazioni cliniche relative. Si è concluso che questa eredità ancora oggi influenza la nostra moderna biologia, in maniera sottile ma molto significativa.
I tratti nei quali si riscontra un'influenza neanderthaliana. Credit: Deborah Brewington, Vanderbilt University
I tratti nei quali si riscontra un'influenza neanderthaliana. Credit: Deborah Brewington, Vanderbilt University

In particolare, risultano influenzati diversi tratti clinici nei moderni umani, con conseguenze per quanto riguarda malattie di carattere immunitario, dermatologico, neurologico, psichiatrico e riproduttivo. I ricercatori ritengono che alcune di queste associazioni possono aver costituito un vantaggio adattativo durante le migrazioni in ambienti non africani (40 mila anni fa), che presentavano patogeni e livelli di esposizione solare differenti. Ad ogni modo, molti di questi tratti potrebbero non essere più vantaggiosi oggi, nell'ambiente moderno nel quale viviamo.

Alcune ipotesi avanzate in studi precedenti sono state confermate: questa eredità tocca i cheratinociti, che aiutano a proteggere la pelle dai danni relativi alle radiazioni ultraviolette e altri patogeni, influenzando oggi il rischio di sviluppare cheratosi (lesioni causate dal sole). Tra le sorprese, si è rilevato come l'eredità neanderthaliana influenzi il rischio di dipendenza da nicotina, mentre il rischio di depressione viene toccato in parte positivamente, in parte negativamente. Anche la coagulazione del sangue è influenzata: se in passato una ferita che si chiude più rapidamente costituiva un vantaggio, oggi un'ipercoagulazione aumenta il rischio di infarti, di embolia polmonare e di complicazioni durante la gravidanza.
I ricercatori sottolineano poi il carattere innovativo dello studio, che costituisce una nuova modalità di investigazione per gli effetti nella recente evoluzione umana.
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L'Australopithecus sediba era limitato nel mangiare cibi duri

8 Febbraio 2016

Teschio fossile dell'esemplare di Australopithecus sediba noto come MH1 e modello del cranio che ritrae le tensioni durante un morso simulato . I colori "caldi" indicano regioni a più alta tensione, mentre i colori "freddi" indicano regioni a più bassa tensione. Credit: WUSTL GRAPHIC: Image of MH1 by Brett Eloff provided courtesy of Lee Berger and the University of the Witwatersrand.
Teschio fossile dell'esemplare di Australopithecus sediba noto come MH1 e modello del cranio che ritrae le tensioni durante un morso simulato . I colori "caldi" indicano regioni a più alta tensione, mentre i colori "freddi" indicano regioni a più bassa tensione. Credit: WUSTL GRAPHIC: Image of MH1 by Brett Eloff provided courtesy of Lee Berger and the University of the Witwatersrand.

L'Australopithecus sediba fu scoperto nel 2008 presso il sito di Malapa  in Sud Africa, nell'area nota come Culla dell'Umanità (e classificata come patrimonio dell'umanità dall'UNESCO).
Un nuovo studio su questo ominide mette ora in evidenza come questi non possedesse le capacità (relativamente a mascella e mandibola, oltre che ai denti) per una dieta regolare che comprendesse cibi "duri". In breve, era fortemente limitato nel mordere con forza: se avesse utilizzato tutta la potenza a disposizione si sarebbe slogato.
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[Dall'Abstract:] Si è ipotizzato che l'Australopithecus sediba sia stato un parente prossimo del genere Homo. Qui si dimostra che MH1, l'esemplare tipo dell'A. sediba, non era ottimizzato per produrre un'elevata forza del morso coi molari e sembra essere stato limitato nella sua abilità di consumare cibi che non erano meccanicamente impegnativi da mangiare. I dati sulla microusura dentale sono stati precedentemente intepretati come indicativi del fatto che l'A. sediba consumasse cibi duri, e così queste conclusioni illustrano che i dati meccanici sono essenziali se si mira a ricostruire un quadro relativamente completo degli adattamenti alimentari negli ominidi estinti. Un'implicazione di questo studio è che la chiave per comprendere l'origine del genere Homo risiede nel comprendere come i cambiamenti ambientali arrestarono le delicate nicchie degli australopitechi. Le pressioni di selezione risultanti portarono a cambiamenti nella dieta e nell'adattamento alimentare che gettarono le basi per l'emergere del nostro genere.
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