Menselijke schedels hebben een verhaal:

problemen bij het ontrafelen van de evolutie van de mens

Paul Storm


Bovenbouwtekst te gebruiken vanaf de 3e klas als verrijkingsstof voor biologie en ANW.

Inhoud:


I
nleiding

Er worden niet alleen versteende overblijfselen (fossielen) gevonden van allerlei planten en dieren maar ook van mensachtigen. Laatstgenoemden behoren tot een groep van dieren, mensapen, die op twee benen lopen, inclusief de moderne mens. Bij onderzoek van menselijke fossielen gaat het vaak om vragen die te maken hebben met om welke soort het gaat. Als die vraag beantwoord is, is het mogelijk om het betreffende fossiel een plaats te geven in de menselijke stamboom (figuur 1).
Een stamboom die meer dan vier miljoen jaar oud is en in Afrika is begonnen. De schedel is hiervoor uitermate geschikt. De schedel is een complexe structuur die in verband gebracht kan worden met de hersenen, het kauwapparaat en de zintuigen, zoals de reuk, het gehoor, het gezicht en het evenwicht. Een schedel kan veel informatie geven over het dier waar het ooit toe behoorde. De vorm en grootte van het gebit geven bijvoorbeeld informatie over het voedsel dat is gegeten en de grootte van de schedelinhoud zegt iets over de verstandelijke vermogens. Je hoeft niet perse een complete schedel te vinden om iets te kunnen zeggen over het individu: een stukje kaak of deel van een schedel kan voldoende informatief zijn.
Bij de interpretatie van een menselijke fossiele schedel, waarbij het gaat om de vraag om wat voor soort het gaat, kan men niet om factoren heen die medeverantwoordelijk zijn voor de vorm van de schedel zoals bijvoorbeeld leeftijd en geslacht (figuur 2).

Verder zijn er factoren die een rol kunnen spelen bij de vorm van de schedel zoals ziekte en kunstmatige vervorming. Als er inzicht is verkregen in bovengenoemde factoren is een betrouwbaardere interpretatie mogelijk om wat voor soort het gaat. Om tot een beter begrip te komen wat betreft de moeilijkheid van het interpreteren van een fossiele schedel zullen de verschillende factoren die van invloed zijn op het skelet worden behandeld.

Figuur 2: Factoren die van invloed (kunnen) zijn op
de vorm van de schedel
Figuur 1: Een voorstelling van hoe de evolutie van de mens verlopen zou kunnen zijn



 

Leeftijd

Figuur 3: Schedel van baby, volwassene en bejaarde Leeftijd speelt een hele belangrijke rol wat betreft het uiterlijk van de schedel (figuur 3). Het hoofd en de hersenen van de mens ontwikkelen zich relatief gezien het snelst gedurende de foetale en eerste levensjaren. Veranderingen van de vorm van de schedel zijn in die periode dan ook groot. Verdere ontwikkelingen die in verband gebracht kunnen worden met de groei zoals de doorbraak van het melk- en permanente gebit en de ontwikkeling van spieren zorgen er voor dat de schedel continu van vorm verandert. Vormveranderingen van de schedel zijn na de groeiperiode minder drastisch. Latere vormveranderingen hebben te maken met het verouderingsproces en spelen zich met name af in het gebied van het gebit als het individu een groot aantal tanden en kiezen verliest. We zien dan in het gebied van de boven- en onderkaak een aanzienlijk terugtrekken van het bot. Opa en oma krijgen een "murmel-mondje". Dat wil zeggen: geen mond vol maar een mond zonder tanden en kiezen.
Het interpreteren van een juveniele schedel voor het bepalen van z'n evolutionaire positie is een "gewaagde" onderneming omdat de uitgegroeide schedelvorm nog niet aanwezig is. Juveniele primatenschedels van verschillende soorten lijken veel op elkaar. Bovendien wordt men bij onderzoek gehinderd doordat juveniele mensachtige schedels nog schaarser zijn dan de volwassen mensachtige vondsten, hetgeen de mogelijkheden voor vergelijkingen beperkt.



 

Geslacht

Het verschil tussen de mannelijke en de vrouwelijke schedel is niet even groot bij verschillende apensoorten. Bij gibbons en mensen is het niet zo sterk aanwezig als bijvoorbeeld bij gorilla's. Bij de mens kan men vaak duidelijke verschillen constateren (figuur 4). Let volgende keer maar eens op als je ergens staat te wachten, op tram of bus of in de rij van de supermarkt: mannen hebben gemiddeld gezien vaker een wat schuin verlopend voorhoofd en zijn wat robuuster gebouwd boven de neus en ogen (wenkbrauwwallen). Globaal gesteld is de schedel bij de man vaak groter en zwaarder, bezit robustere spieraanhechtingsplaatsen, bezit minder een tendens om jeugdige kenmerken vast te houden en maakt vaak een minder ronde indruk dan de schedel van de vrouw. Geslachtskenmerken komen heel variabel voor, het is mogelijk dat een mannelijke schedel kenmerken bezit die men als vrouwelijk bestempelt en vice versa. Het verschil tussen man en vrouw is vaak een probleem bij de interpretatie van fossiele schedels. Het is niet altijd duidelijk of je te maken hebt met schedels van verschillend geslacht (behorend tot één soort) of met de schedels van twee verschillende soorten.
  Figuur 4: Schedel van man (boven) en vrouw (onder)



 

Aanpassing

Het skelet past zich aan, aan de omstandigheden waarin het verkeert. Lichamelijke inspanning heeft invloed op de vorm van het skelet, bijvoorbeeld op de grootte van spieraanhechtingsplaatsen. Met andere woorden: het is aan het skelet te zien of iemand gedurende een tijd heel zwaar lichamelijk werk heeft verricht of bijvoorbeeld door een ziekte langdurig in een rolstoel heeft gezeten. Bij de eerstgenoemde zullen de spieraanhechtingsplaatsen veel beter ontwikkeld zijn dan bij degene in de rolstoel. Een voorbeeld van aanpassing is de ontwikkeling van het tepelvormige aanhangsel van de schedel. Deze aanhangsels zijn te voelen achter je oren, er zijn spieren aangehecht: de borstbeen-sleutelbeen-tepelspieren. Zoals de naam al doet vermoeden lopen deze spieren (onder andere) van het tepelvormige aanhangsel naar het borstbeen en het sleutelbeen. Deze spier draait het hoofd bij eenzijdige prikkeling en bij tweezijdige prikkeling heffen ze het hoofd op. Bij Europese mannen zijn deze aanhangsels gemiddeld gezien robuuster dan bij vrouwen hetgeen te maken heeft met het groter en zwaarder zijn van de mannelijke schedel (figuur 4). Bij een aantal Afrikaanse vrouwen zijn deze aanhangsels eveneens groot, hetgeen waarschijnlijk wordt veroorzaakt door het dragen van zware voorwerpen op het hoofd.


 

Ziekte

Alhoewel niet alle ziekten zich laten herkennen in het bot, kunnen ze een drastisch effect hebben op de vorm van beenweefsel. Ziekten die een opvallend effect kunnen hebben op de vorm van de schedel zijn bijvoorbeeld de besmettelijke geslachtsziekte syfilis, melaatsheid en tumoren. Een heel bekend voorbeeld waarbij ziekte een rol speelde bij de interpretatie is dat van de Neandertaler. Het beeld van een stomme, kromme, in holen wonende Neandertaler leeft bij sommige mensen misschien nog steeds. In het begin van deze eeuw maakte een Franse antropoloog, genaamd Boule, een omvangrijke beschrijving van een Neandertalerskelet dat in 1908 was aangetroffen in de Dordogne, Frankrijk. Deze omvangrijke beschrijving heeft bijgedragen tot het foute beeld dat we tientallen jaren lang hebben gehad van de Neandertaler. Boule schilderde de Neandertaler in vergelijking met de moderne mens namelijk nogal aapachtig af (figuur 5). Volgens Boule hadden Neandertalers een gebukte gang met gebogen knieën. Het skelet dat Boule had beschreven was dat van een man die aan gewrichtsontsteking (artritis) had geleden. Boule heeft hier niet voldoende rekening mee gehouden bij zijn beeldvorming van de Neandertaler. Tegenwoordig zien we de Neandertaler heel anders. Het waren intelligente, bijzonder sterk gebouwde mensen. Het waren waarschijnlijk de eerste mensen die in staat waren te overleven in strenge koude omstandigheden. Kundige jagers op groot wild, die hun doden begroeven.
Figuur 5: Boule's gereconstrueerde skelet van Neanderthaler (links) vergeleken met dat van de moderne mens (rechts).  



 

Trauma

Een trauma is een gewelddadige inwerking van buitenaf die een verwonding, in dit geval van het beenweefsel, tot gevolg heeft. Het gaat dus om bijvoorbeeld botbreuken. Aangezien het bij Australische aboriginals voorkomt dat een conflict wordt uitgevochten in een ritueel stokgevecht, waarbij men elkaar om beurten op het hoofd slaat, kan men in een museumcollectie regelmatig schedels tegenkomen met deuken in het schedeldak. Bij dit stokgevecht staat men recht tegenover elkaar; aangezien veel mensen rechtshandig zijn komen de meeste slagen op de linkerkant van het hoofd terecht. De aanwezigheid van trauma's kan hele interessante informatie geven over het leven uit een ver verleden. Zo is het leven voor Neandertalers waarschijnlijk niet gemakkelijk geweest. Onderzoekers hebben trauma's aangetroffen bij Neandertaler skeletten vergeleken met trauma's die voorkomen bij recente beroepsgroepen. De beste overeenkomst was met die van rodeorijders. Dit duidt er mogelijk op dat Neandertalers niet in staat waren op afstand te jagen door bijvoorbeeld gebruik te maken van pijl en boog. Ze moesten gevaarlijke dieren zoals oerrunderen van dichtbij naderen om ze te kunnen doden. Aan geheelde trauma's kunnen we afleiden dat Neandertalers zorg hadden voor mensen die gewond waren geraakt.



 

Kunstmatige vervorming

Uit bovenstaande is duidelijk geworden dat bot is te vervormen. Ziekten en trauma's kunnen er voor zorgen dat delen van het skelet er anders uit gaan zien. Mensen vervormen delen van het lichaam bewust. Heel bekend zijn de kleine kromme Chinese voetjes en het afbinden van het hoofd (figuur 6). De schedel kan duidelijk worden vervormd door het afbinden van het hoofd. Bekend zijn de typische trekken van de hoofden van mensen afkomstig van Marken en Urk ontstaan door strak aangehaalde hoofdtooien in de kinderjaren. Het principe is dat bij een langdurige druk op het botweefsel een permanente vervorming kan ontstaan, met name als dit gebeurt bij individuen die nog in de groei zijn. Vervorming van de schedel is iets dat mogelijk al heel lang voorkomt. Er zijn aanwijzingen gevonden dat sommige prehistorische Australische schedels, gedateerd tussen de 14.000 en 9.500 jaar geleden, kunstmatig zijn vervormd.
Het terugwijkende voorhoofd van prehistorische Australische schedels kan in dat geval niet worden gebruikt als een kenmerk dat duidt op een speciale verwantschap met de primitieve Java mens (Pithecanthropus erectus).
  Figuur 6: Afbinden van het hoofd



 

Soorten

Ruim 100 jaar geleden werd er een belangrijk menselijk fossiel gevonden door de Nederlander Eugène Dubois: Pithecanthropus erectus (tegenwoordig: Homo erectus). Dubois beschouwde deze vondst als de "missing link", de schakel tussen aap en mens. Na Dubois zijn er heel wat menselijke fossielen gevonden en zijn er heel wat bestempeld als "missing links". Beter is te spreken van "links", want eenmaal gevonden zijn ze niet langer "missing". Het aantal soorten mensachtigen is flink uitgebreid. Het idee dat het om een eenvoudig rechtlijnig evolutionaire ontwikkeling gaat van een soort mensaap via aapmensen naar de moderne mens is al lang verlaten. De afgelopen jaren is duidelijk geworden dat het mogelijk eerder om een soort van boomstructuur gaat met allerlei aftakkingen waarvan er een aantal takken zijn uitgestorven. Vergelijkbaar dus met andere soorten in het dierenrijk.
Over het aantal soorten mensachtigen wordt in wetenschappelijke kringen flink gediscussieerd. Overeenstemming is er nog steeds niet en die zal voorlopig niet komen, zeker niet zolang nieuwe vondsten oude denkbeelden onderuit kunnen halen. Dat is niet zo vreemd als je bedenkt dat menselijke fossielen relatief gezien zeldzaam zijn en je lang niet altijd mooie gaaf bewaarde exemplaren vindt. Skeletten, zelfs degenen die niet helemaal compleet zijn, zijn voor mensen die zich bezig houden met menselijke evolutie nog altijd een grote sensatie. Wie weet hoeveel (zeldzame) fossielen er nog gevonden moeten worden voordat we een redelijk compleet beeld hebben van onze afstammingsgeschiedenis. Waarschijnlijk wordt dit beeld nooit compleet omdat fossilisatie op zich niet vanzelfsprekend is.
Bovendien kunnen bovengenoemde factoren zoals leeftijd, geslacht, ziekte en kunstmatige vervorming een rol spelen bij verschillende interpretaties van wetenschappers. Het aantal soorten is mensenwerk: vaak een kwestie van "smaak" (verschil in inzicht). Hoe dan ook; als we de vorm van de schedel in beschouwing nemen, kunnen we binnen de groep van mensachtigen duidelijk drie groepen onderscheiden. Deze groepen kunnen worden ingedeeld in drie geslachten: Australopithecus, Paranthropus en Homo. Figuur 7 geeft zes voorbeelden van soorten uit de bovengenoemde geslachten.

Figuur 7:
Links van boven naar beneden: A. afarensis, A. africanus en P. boisei
Rechts van boven naar beneden: H. rudolfensis, H. erectus en H. sapiens

Vroege mensachtigen van de geslachten Australopithecus en Paranthropus (tussen de 4 en 2 miljoen jaar geleden) werden voor zover we weten niet groot, 100-150 cm. lang, met een lichaamsgewicht van 30-50 kg. De herseninhoud is vergelijkbaar met die van chimpansee en gorilla (400-530 ml.). Soorten van het geslacht Paranthropus bezitten een zwaarder kauwapparaat dan soorten van het geslacht Australopithecus. Het zware kauwapparaat van Paranthropus duidt waarschijnlijk op een specialisme, het eten van (plantaardig) weinig calorierijk voedsel.
Het lijkt erop dat soorten binnen het geslacht Homo zich duidelijk onderscheiden van voorgaande mensachtigen; ze waren groter en hadden een grotere herseninhoud. Homo erectus, die leefde tussen de 1,8 en 0,3 miljoen jaar geleden, had een lichaamslengte van 160-185 cm., een lichaamsgewicht van 65-75 kg. en een herseninhoud van 750-1250 ml. Met de komst van Homo erectus worden we geconfronteerd met fraai bewerkte stenen werktuigen (vuistbijlen), een leven in meer verschillende habitats, een verschuiving naar een calorierijker dieet (meer gebaseerd op vlees) en expansie vanuit Afrika.
De moderne mens (Homo sapiens) is waarschijnlijk zo'n 200.000 tot 100.000 jaar geleden ontstaan. De herseninhoud bij deze soort varieert tussen de 1200 en 1700 ml. De moderne mens verschijnt in Europa rond de 30.000 jaar geleden. In West Europa worden deze mensen Cro-Magnons genoemd naar een vondst gedaan in 1868 in de Dordogne, Frankrijk. Typische schedelkenmerken van deze moderne mensen zijn bijvoorbeeld: kortere ronde schedel (hoog voorhoofd), kleinere wenkbrauwbogen, vlakke gezicht en prominente kin.


Vragen

  1. Waarom kan de interpretatie van een schedel zo lastig zijn (wat betreft om welke soort het gaat) en waarom komen wetenschappers tot verschillende conclusies?
  2. Als je figuur 2 bekijkt, van welke factoren kun je dan zeggen dat ze eventueel verantwoordelijk zijn voor het uiterlijk van de schedel (ze spelen niet noodzakelijkerwijs een rol)?
  3. Kun je bedenken waarom de interpretatie van schedels (wat betreft om welke soort het gaat) van jonge individuen lastiger is dan die van volwassen individuen?
  4. Bekijk figuur 7 en maak een tabel van schedelkenmerken die je wel of niet aantreft bij de verschillende schedels. Je kunt werken met "+" (aanwezig) en "-" (niet aanwezig).


 

Antwoorden

  1. Omdat er meerdere factoren zijn die medeverantwoordelijk (kunnen) zijn voor de vorm van de schedel zoals leeftijd, geslacht, ziekte en kunstmatige vervorming. Wetenschappers komen tot verschillende conclusies omdat ze de factoren verschillend interpreteren (wegen); ze verschillen in inzicht.
  2. Ziekte, trauma en kunstmatige vervorming kunnen een rol spelen (maar niet noodzakelijkerwijs).
  3. Bij schedels van jonge individuen zijn bepaalde karakteristieke kenmerken nog niet zo sterk ontwikkeld (uitgegroeid).
  4. Bijvoorbeeld:



      A. afarensis P. boisei H. sapiens
    Grote schedelinhoud - - +
    Uitstekende hoektanden + - -
    Kam op schedeldak - + -
    Zware jukbeenderen - + -




Voor commentaar (verbeteringen, veranderingen, uitbreidingen) mail naar: b.c.vanderhout@lei.dlo.nl