Oudste fossielen van moderne mens in Oost-Afrika zijn minstens 30.000 jaar ouder dan gedacht

De Omo I-fossielen werden in 1967 opgegraven door een ploeg van de beroemde Keniaanse paleo-antropoloog Richard Leakey in de Omo Kibish-formatie in het zuidwesten van Ethiopië. 

Dat gebied in de Grote Riftvallei is een rijke vindplaats van overblijfselen van vroege mensachtigen en artefacten als stenen werktuigen en er vindt veel vulkanische activiteit plaats. 

Tot de fossielen behoren onder meer een tamelijk volledige hersenschedel, een onderkaak, enkele wervels en beenderen uit de armen en benen. Hoewel de resten sterk beschadigd zijn, is het toch duidelijk dat de beenderen een verrassend moderne morfologie vertonen, zodat Omo I toegeschreven wordt aan moderne Homo sapiens. 

Tot de Omo I-fossielen behoren geen tanden en dat maakte het moeilijk om de resten te dateren. Een eerste datering op basis van de beenderen zelf kwam tot een ouderdom van zo'n 130.000 jaar. In 2005 stelde een studie een datering voor van zo'n 195.000 jaar, wat van Omo I de oudste bekende fossielen van onze soort, Homo sapiens, uit Oost-Afrika maakt, en waarschijnlijk zelfs uit heel Afrika en dus ook de oudste ter wereld. 

Die datering gebeurde op basis van een analyse van de sedimenten in de buurt van de fossielen, wat in dit geval een veel betrouwbaardere methode was dan een directe datering van de beenderen. 

De Omo Kibish-formatie, waarvan de lagen sediment afgezet zijn door de Kibish-rivier, ligt in een gebied dat tussen 300.000 en 60.000 jaar geleden geteisterd werd door hevige vulkaanuitbarstingen. 

De as van die uitbarstingen werd honderden kilometers in het rond geslingerd en plaatste zich in de loop van de tijd als een aparte laag tussen de sedimenten die afgezet werden door de Kibish-rivier. 

Toen het niveau van de rivier daalde, kwam dat geologische verleden bloot te liggen, wat van Omo Kibish een 'echte bibliotheek' maakt, zei doctor Céline Vidal. Vidal is een vulkanologe aan de University of Cambridge en de hoofdauteur van de nieuwe studie. 

Het is dankzij het onderzoek van die lagen dat wetenschappers de ouderdom van de menselijke resten hebben kunnen bepalen, dankzij een methode die argon-argondatering genoemd wordt en die gebaseerd is op sporen van zeldzame gassen in de gesteenten. 

De onderzoekers kwamen tot de conclusie dat de laag vulkanische as die zich onder de sedimentlaag met de fossielen bevond, zo'n 195.000 jaar oud was. Dat betekende dat Omo I ten hoogste zo oud kon zijn, aangezien de menselijke resten niet ouder konden zijn dan de laag as die er onder lag. 

Maar over die datering was er veel onzekerheid, zei Vidal. Om een preciezere datering te verkrijgen, zou men de dikke laag as boven de fossielen hebben moeten dateren, die uiteraard later afgezet was. "Helaas was dat zo goed als onmogelijk met radiometrische technieken omdat de as zo fijn was, bijna als bloem."

Om toch tot een oplossing te komen, probeerden Vidal en haar collega's al de grote vulkaanuitbarstingen te dateren in de Ethiopische Riftvallei rond de tijd dat Homo sapiens daar verschijnt, een periode die het Chibaniaan of Midden-Pleistoceen genoemd wordt en die loopt van 770.000 tot 126.000 jaar geleden.  

De onderzoekers verzamelden stalen van puimsteen uit de vulkanische afzettingen en vermaalden ze tot de deeltjes kleiner dan een millimeter waren. 

"Elke uitbarsting heeft haar eigen vingerafdruk - haar eigen evolutionair verhaal onder het oppervlak, dat bepaald wordt door de weg die het magma gevolgd heeft", zei Vidal. "Eens je het gesteente vergruizeld hebt, bevrijd je de mineralen die er in zitten en dan kan je het dateren en de chemische handtekening identificeren van het vulkanische glas dat de mineralen samenhoudt."

De onderzoekers voerden een nieuwe geochemische analyse uit om de vingerafdruk van de dikke aslaag die boven de fossielen lag, te linken aan een uitbarsting van de Shala-vulkaan, meer dan 400 kilometer ver. Het team dateerde vervolgens puimsteenstalen van de vulkaan op 233.000 jaar geleden. Aangezien de Omo I-fossielen in een dieper gelegen laag werden gevonden dan deze aslaag, moeten ze meer dan 230.000 jaar oud zijn. De datering is nu '233.000 jaar met een foutenmarge van 22.000 jaar'. 

"Eerst ontdekte ik dat er een geochemische match was, maar we kenden toen de datum nog niet van de uitbarsting van de Shala", zei Vidal. "Ik heb dan onmiddellijk de stalen van de Shala-vulkaan opgestuurd naar onze collega's in Glasgow zodat ze de ouderdom van het gesteente konden bepalen. Toen ik de resultaten kreeg en ontdekte dat de oudste Homo sapiens uit het gebied ouder was dan eerder werd aangenomen, was ik echt opgewonden."

De oudere datering van de Omo I-fossielen brengt de tijdschaal beter in lijn met de laatste modellen van de menselijke evolutie. 

"We naderen de datum die vooropgesteld wordt door de genetica, die stelt dat het rond 300.000 jaar geleden was dat de moderne mens zich afgesplitst heeft van de andere mensachtige afstammingslijnen", zei mede-auteur Aurélien Mounier, paleo-antropoloog aan het Musée de l'Homme in Parijs.

Omo I komt ook dichter in de buurt van de Marokkaanse menselijke fossielen van Jebel Irhoud, waarvan de ouderdom eveneens geschat wordt op 300.000 jaar. Er wordt echter aan getwijfeld of die fossielen echt toebehoren aan onze soort.  

Volgens Mounier blijkt uit een vergelijking van de hersenschedels van de twee specimens dat "Omo I de enige is die volledig de morfologische kenmerken van de moderne mens heeft." De meer uitgerekte vorm van de schedel uit Jebel Irhoud wijst op een primitievere vorm van onze soort. 

"In tegenstelling met andere fossielen uit het Midden-Pleistoceen waarvan gedacht wordt dat ze toebehoren aan vroege vormen uit de afstammingslijn van Homo sapiens, beschikt Omo I over onmiskenbare kenmerken van moderne mensen, zoals een grote en ronde hersenschedel en een kin", zei Mounier. "De nieuwe schatting voor de datering maakt van Omo I de facto de oudste onbetwiste Homo sapiens van Afrika."

Cambridge-vulkanoloog en mede-auteur Clive Oppenheimer is het daarmee eens: "Omo I is de oudste Homo sapiens met onmiskenbare moderne menselijke trekken."

De onderzoekers zeggen dat hoewel de studie een nieuwe minimumleeftijd aangeeft voor Homo sapiens in oostelijk Afrika, het mogelijk is dat nieuwe vondsten en nieuwe studies de ouderdom van onze soort zelfs nog verder terug in de tijd zullen situeren.

"We kunnen de mensheid enkel dateren op basis van de fossielen die we hebben en het is dus onmogelijk te zeggen dat dit de definitieve ouderdom van onze soort is", zei Vidal. "De studie van de menselijke evolutie is constant in beweging: grenzen en tijdlijnen veranderen naarmate onze kennis verbetert. Maar deze fossielen tonen hoe veerkrachtig mensen wel zijn: dat we overleefden, floreerden en migreerden in een gebied dat zo vaak blootstond aan natuurrampen." 

"Het is waarschijnlijk niet toevallig dat onze vroegste voorouders in zo'n geologisch actieve riftvallei leefden - de vallei verzamelde regen in meren en zorgde zo voor water dat dieren aantrok, en ze deed dienst als een natuurlijke migratiecorridor die zich over duizenden kilometers uitstrekte", zei Oppenheimer. "De vulkanen zorgden voor fantastische materialen om stenen werktuigen mee te maken en van tijd tot tijd moesten we onze cognitieve vaardigheden ontwikkelen wanneer grote uitbarstingen het landschap veranderden." 

"Onze forensische benadering geeft een nieuwe minimumouderdom voor Homo sapiens in Oost-Afrika, maar de uitdaging blijft om te zorgen voor een bovengrens, een maximumouderdom, voor hun verschijning, waarvan algemeen wordt aangenomen dat die in dit gebied heeft plaatsgevonden", zei mede-auteur professor Christine Lane, het hoofd van het Cambridge Tephra Laboratory, waar veel van het werk uit de studie uitgevoerd is. "Het is mogelijk dat nieuwe vondsten en nieuwe studies de ouderdom van onze soort zelfs nog verder in de tijd zullen terugdringen."

Om zo'n bovengrens te vinden, zou de aslaag onder de laag met de fossielen opnieuw nauwkeurig gedateerd moeten worden. Daar wordt aan gewerkt. 

"Er zijn nog veel andere aslagen die we proberen te correleren met uitbarstingen in de Ethiopische Rift en met afzettingen van as uit andere formaties van sedimenten", zei Vidal. "We hopen mettertijd de ouderdom van fossielen in het gebied beter te kunnen afbakenen." 

De studie van het internationaal team is gepubliceerd in Nature. Dit artikel is gebaseerd op een persmededeling van de University of Cambridge en telexen van de persbureaus Reuters en Belga.