Morso hobbit sottoposto a stress test

DURHAM, NC – Se hai mai avuto una mascella dolorante che si apriva o scricchiolava mentre masticava gomme o masticava cibi solidi, potresti essere in grado di incolpare i tuoi antenati estinti.

Questo è secondo la leadership della Duke University studio Uno dei meccanismi di masticazione di un antico parente umano chiamato Homo floresiensis, che abitava l’isola indonesiana di Flores prima che la nostra specie vi arrivasse circa 50.000 anni fa.

A non più di un metro di altezza, la taglia minuta dell’ominide gli è valsa il soprannome di “Lo Hobbit”, dopo i personaggi de “Il Signore degli Anelli” di J.R.R. Tolkien. Per il nuovo studio che è stato pubblicato 13 sulla rivista Interface Focus, i ricercatori volevano capire come si comporta il cranio dello hobbit mentre mangia il suo cibo.

Tuttavia, migliaia di anni di fossilizzazione hanno lasciato il suo cranio – l’unico mai trovato – danneggiato e sfigurato. Prima che i ricercatori potessero testarlo, hanno dovuto ripristinarlo il più vicino possibile alla sua forma originale. I collaboratori dell’Università italiana di Bologna hanno creato un modello 3D virtuale, creato da scansioni TC a raggi X, per riempire digitalmente i pezzi mancanti per ricostruire l’aspetto del cranio di Homo floresiensis quando vagava per l’isola da 100.000 a 60.000 anni fa.

Da ciò, hanno utilizzato simulazioni al computer e una tecnica chiamata analisi degli elementi finiti per fornire proprietà del cranio virtuale che imitano la realtà, come la rigidità ossea e il movimento di trazione dei muscoli. Quindi hanno colpito il cranio virtuale con i suoi denti posteriori – premolari e molari – e hanno analizzato le forze che agiscono con ogni morso, sottoponendolo essenzialmente a un crash test digitale.

I ricercatori hanno mappato i lignaggi nel loro modello digitale delle ossa facciali dello hobbit mentre mordeva e hanno confrontato i risultati con simulazioni simili di precedenti parenti umani chiamati Australopithecus vissuti circa due o tre milioni di anni fa in Africa, insieme a scimpanzé e umani che vivono oggi.

Il team ha determinato che il morso dello hobbit avrebbe potuto esercitare una forza di circa 1.300 newton, rispetto alla forza del morso degli umani moderni e di molti dei nostri cugini estinti. Ma se mordi troppo forte una noce dura o un grosso pezzo di carne, i risultati suggeriscono che l’Homo floresiensis correva un rischio maggiore rispetto ai nostri precedenti parenti umani di sforzare le sue ossa facciali o di lussare l’articolazione dove si incontrano la mascella inferiore e superiore. .

“Non sappiamo davvero cosa abbia mangiato l’umano Flores”, ha detto il primo autore. Rebecca Cook, uno studente di dottorato in antropologia evolutiva alla Duke. I modelli di erosione sui denti, insieme a ossa di elefante pigmeo e altri resti di animali scoperti dalla stessa grotta in cui è stato trovato lo hobbit suggeriscono che abbia mangiato almeno un po’ di carne.

Ma i risultati suggeriscono che i cibi troppo duri o duri, che non sarebbero un problema per gli australopitechi da mordere o aprire, potrebbero aver dato agli hobbit un mal di testa all’ATM.

“Modelli simili sono stati osservati negli esseri umani moderni”, ha detto Cook.

Milioni di anni di evoluzione umana ci hanno dato denti più piccoli e teschi leggeri, perché cucinare, tagliare e pestare il nostro cibo con strumenti di pietra, e forse anche mangiare carne, ha reso superflua l’esistenza dei crani super-pesanti.

Ma anni dopo la scoperta dello hobbit, le sue caratteristiche facciali rimangono ancora un mistero. Il suo cranio ha uno strano mix di caratteristiche, alcune – come la sua pesante mascella inferiore – che ricordano i nostri antenati più antichi e scimmieschi, mentre altre – come il suo viso piccolo e soffice – assomigliano agli umani di oggi.

“Questo può creare confusione su dove questa specie cade nell’albero genealogico delle relazioni evolutive degli ominidi”, ha detto Cook.

Il nuovo studio suggerisce che questo passaggio a facce più piccole, morsi deboli e mascelle doloranti si è evoluto presto, prima che gli antenati comuni dell’Homo floresiensis e gli umani moderni si separassero.

Justin LidogarIl prossimo passo, dice il ricercatore Duke e autore senior dello studio, è quello di eseguire analisi simili su membri precedenti della razza umana, incluso l’Homo erectus. I primi ominidi conosciuti a usare il fuoco e cucinare il cibo, questa specie aveva anche denti, mascelle e facce più piccoli rispetto ai primi ominidi e alcuni credono che sia l’antenato dell’Homo floresiensis.

I ricercatori affermano che il lavoro potrebbe aiutare a rispondere alle domande persistenti sulla provenienza dell’Homo floresiensis, su come viveva e su come si inserisce nell’albero dell’evoluzione umana.

“Questo studio è solo un piccolo pezzo di un puzzle molto più grande”, ha detto Cook.

Questa ricerca è stata finanziata dall’American Physical Anthropological Association e dalla Duke University e da sovvenzioni del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell’Unione europea (724046 SUCCESS) e della US National Science Foundation (NSF-BCS-0725126).

Citazione: “Biomeccanica cranica e prestazioni nutrizionali della fluorescenza umana”, Rebecca W. Cook, Antonino Fazzana, Rita Sorrentino, Stefano Benazi, Amanda L. Smith, David S. Strait e Justin A. Ledugar. Focus sull’interfaccia, 13 agosto 2021. DOI: 10.1098 / rsfs.2020.0083