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Bislang älteste Steinwerkzeuge gefunden

News vom 22.05.2015

Neue Herausforderungen für Theorien über die ersten Werkzeugmacher

Wissenschaftler haben in der Wüstenregion im Nordwesten Kenias Steinwerkzeuge gefunden, die 3,3 Millionen Jahre alt sind und lange vor der Entstehung des ersten Menschen hergestellt wurden. Es sind die mit Abstand ältesten Artefakte, die jemals entdeckt wurden. Die Werkzeuge, deren Hersteller möglicherweise Vorfahren des Menschen sind (oder auch nicht), sind rund 700.000 Jahre älter als die 2,3 bis 2,6 Millionen Jahre alten Artefakte aus der Olduvai-Schlucht, die üblicherweise der Oldowan-Kultur und dem Homo habilis zugeordnet werden. Der Fund bringt auch die vorherrschende Meinung ins Wanken, dass es nur ein direkter Vorfahre des modernen Menschen gewesen sein konnte, der zwei Steine aufeinander schlug und damit den Grundstein für eine Technologie legte, die mittlerweile bis zu den Sternen reicht.

Homo habilis wars wohl nicht

Diese neue Entdeckung ist also der erste Hinweis darauf, dass bereits noch frühere Gruppen von Vormenschen jene Denkfähigkeit besaßen, die notwendig ist, wenn man solche scharfkantigen Werkzeuge herstellen will. Die Steinwerkzeuge markieren "einen neuen Zeitpunkt der frühesten, bekannten archäologischen Funde", sagen die Autoren über die Entdeckung, die im Fachjournal Nature der Öffentlichkeit vorgestellt wurde.

"Der ganze Fundort ist eine einzige Überraschung, wir müssen eine Menge Dinge überdenken, von denen wir bisher dachten, dass sie richtig sind", sagte der Geologe Chris Lepre vom Lamont-Doherty Earth Observatoium und der Rutgers University, Co-Autor der Veröffentlichung und verantwortlich für die genaue Datierung der Artefakte.

"Die Werkzeuge geben uns Aufschluss über eine unerwartete und bisher unbekannte Periode im Verhalten von Homininen und sie können uns viel über die kognitive Entwicklung bei unseren Vorfahren sagen, was wir nicht von fossilen Knochen allein ablesen können", sagte die Hauptautorin Sonia Harmand vom Turkana Basin Institute der Stony Brook University und der Universität Paris Ouest Nanterre.

Homininen sind eine Gruppe von aufrechtgehenden Primaten, zu der man den modernen Homo sapiens und seine nächsten evolutionären Vorfahren zählt. Anthropologen dachten lange, dass unsere frühen Verwandten aus der Gattung Homo - die Linie, die direkt zum Homo sapiens führt - die ersten waren, die solche Steinwerkzeuge hergestellt haben. Doch nun haben die Forscher erstaunliche Hinweise zutage gefördert, dass eine andere frühe Homininenart, ein entfernter Verwandter, wenn man so will, die Herstellung von Werkzeugen erfunden hat.

Wer war der Werkzeugmacher?

Die Forscher wissen nicht, wer diese ältesten Werkzeuge hergestellt hat. Aber andere Funde deuten auf einen möglichen Kanditaten hin: Kenyanthropus platytops, dessen 3,3 Millionen Jahre alter Schädel im Jahr 1999 etwa einen Kilometer von der Fundstelle der Werkzeuge entfernt gefunden wurde. Ein Zahn, ebenfalls von K. platyops, und ein Schädelknochen wurden ein paar hundert Meter entfernt entdeckt, sowie ein bis jetzt noch nicht identifizierter Zahn etwa 100 Meter entfernt.

Der genaue Stammbaum des modernen Menschen ist umstritten, und bisher weiß niemand genau, in welcher Beziehung K. platyops zu den anderen Homininen steht. Er lebte etwa eine halbe Million Jahre früher als die frühesten bekannten Homo-Arten und könnte somit der Werkzeugmacher gewesen sein. Oder es war eine andere Art, wie etwa Australopithecus afarensis, der zur gleichen Zeit lebte, oder auch eine bislang unentdeckte frühe Art von Homo.

Lepre sagte, dass eine Schicht von Vulkanasche unterhalb der Werkzeugfundstelle die Untergrenze für das Alter der Fundstelle darstellt. Es gibt Übereinstimmungen mit Ascheschichten von anderen Stellen, die, basierend auf dem Verhältnis von Argon-Isotopen im Probenmaterial, auf etwa 3,3 Millionen Jahre datiert wurden. Um die Zeitspanne, wann die Werkzeuge hergestellt wurden, genauer zu definieren, haben Lepre und Co-Autor Dennis Kent vom Lamont-Doherty Earth Observatoium magnetische Mineralien unterhalb und oberhalb der Fundstelle untersucht.

Das Magnetfeld der Erde kehrt sich in regelmäßigen Abständen um. Wo zuerst der Südpol war, ist jetzt der Nordpol. Die zeitliche Abfolge dieser Änderungen ist über Millionen von Jahren gut dokumentiert. "Im Grunde genommen haben wir einen geologischen Kassettenrecorder, der das Magnetfeld der Erde aufzeichnet ...die Musik des Erdkerns, sozusagen", sagte Kent. Durch die Rückverfolgung der Änderungen in der Polarität der Proben konnten die Forscher das Alter der Fundstelle auf 3,33 bis 3,11 Millionen Jahre eingrenzen.

Lepre's Ehefrau und Rhoda Quinn von der Rutgers University untersuchten die Kohlenstoffisotope in den Bodenproben aus dem Fundareal, was ihnen zusammen mit den Tierfossilien ermöglichte, die urzeitliche Vegetation zu rekonstruieren. Dies führte zu einer weiteren Überraschung: Die Gegend war zu dieser Zeit eine teilweise mit Wäldern und Sträuchern bedeckte Umwelt. Bisher dachten viele, dass hoch entwickelte Werkzeugherstellung die Folge einer Klimaveränderung war, mit der sich die Savannen ausbreiteten und sich große Herden von Grasfressern entwickelten, die als Nahrung für die Vormenschen dienten.

Eine Denkrichtung ist, dass Homininen begannen Steine gegeneinander zu hämmern, um jene scharfkantigen Abschläge zu erhalten, mit denen sie das Fleisch von Tierknochen ablösen konnten, sagte Jason Lewis, Co-Autor vom Turkana Basin Institute und der Rutgers University. Aber die Größe und die Gebrauchsspuren an den neu entdeckten Werkzeugen "deuten darauf hin, dass sie auch für etwas anderes genutzt wurden, besonders weil sie in einer waldreichen Umgebung mit Zugang zu verschiedenen pflanzlichen Rohstoffen lebten", sagte Lewis. Die Forscher glauben, die Werkzeuge könnten auch zum Knacken von Nüssen oder Knollen gedient haben, oder zum Aufbrechen von Totholz, um an die Insekten im Inneren zu kommen, oder vielleicht an etwas anderes, an das man bisher noch nicht gedacht hat.

"Die Fähigkeiten unserer Vorfahren und die Umwelteinflüsse, die zu so frühen Steintechnologien führten, sind ein großes, wissenschaftliches Mysterium", sagte Richard Potts, Direktor des Human Origins Program am Smithsonian Museum of Natural History, der nicht an der Studie beteiligt war. Potts sagte auch, dass er während eines Besuchs in Kenia im Februar diesen Jahres die Gelegenheit hatte, die Steinwerkzeuge selbst in Augenschein zu nehmen. Die neu datierten Werkzeuge "fangen an, den Schleier dieses Geheimnisses zu lüften, und das liegt wohl zu einem viel früheren Zeitpunkt als erwartet", sagte er.

"Schon immer sind Forscher davon ausgegangen, dass es eine Abschlagtechnik gegeben haben muß, die den einfachen, bislang bekannten Werkzeugtechnologien vorausgegangen sein muß", sagte er. "Die Forschungen von Sonia Harmand's Team zeigen uns nun genau, wie diese noch simplere Steinbearbeitung ausgesehen hat, lange bevor solche Technologien ein grundlegender Bestandteil des frühmenschlichen Verhaltens wurden."

Die ersten Steinwerkzeuge wurden in der Olduvai-Schlucht im ostafrikanischen Tansania Mitte des 20. Jahrhunderts freigelegt. Später brachten Louis Leakey und sein Sohn Richard diese Werkzeuge mit Fossilen in Zusammenhang, die in den 1960er Jahren gefunden wurden - mit Homo habilis, dem wohl frühesten Vorfahren des modernen Menschen, der vor 2,1 bis 1,5 Millionen Jahren in Teilen Ostafrikas heimisch war.

Nachfolgende Funde brachten immer ältere evolutionäre Vorfahren des Menschen ans Licht - und Steinwerkzeuge, was Fragen nach dem ersten Homininen aufwarf, der diesen kognitiven Sprung schaffte. Die im März dieses Jahres bekanntgegebene Entdeckung eines teilweise erhaltenen Unterkiefers aus Ledi Geraru in der Afar-Region von Äthiopien bezeugt ein Alter unserer Gattung Homo von mindestens 2,8 Millionen Jahren. Analysen, die in den letzten Forschungsarbeiten durchgeführt wurden, legen nahe, so die Autoren, dass sich die Gattung Homo vor 2 Millionen Jahren in verschiedene Richtungen entwickelt hat.

Neben den neuen Funden gibt es sogar noch ältere Hinweise auf primitiven Werkzeuggebrauch: Forscher haben in der Region Dikika in Äthiopien einige Tierknochen mit ungewöhnlichen Schnittspuren ausgegraben, die 3,39 Millionen Jahre alt sind - ein Hinweis darauf, dass jemand scharfkantige Steine verwendete, um Fleisch von den Knochen zu schneiden und vielleicht an das Mark zu kommen. Das wäre der früheste Nachweis des Konsums von Fleisch und Knochenmark von Homininen überhaupt. Am Fundort Dikika wurden allerdings keine Werkzeuge gefunden. Es ist also nicht klar, ob die Schnittspuren von einem gezielt hergestellten Werkzeug stammen, oder ob man einfach nur Steine mit einer scharfen Kante verwendete. Die einzigen homininen Fossilien bei Dikika aus dieser Zeit stammen von Australopithecus afarensis.

Die neue Entdeckung kam fast zufällig: Harmand und Lewis berichten, dass sie und einige Teammitglieder am Morgen des 9. Juli 2011 einen falschen Kurs eingeschlagen hätten. So kletterten sie auf einen Hügel, um nach dem richtigen Pfad zu suchen. Sie schreiben, dass sie auf diesem Hügel "etwas Besonderes" spüren konnten. Sie schwärmten aus und suchten einen nahe gelegenen Geländeabschnitt mit schroffen, geologischen Aufschlüssen ab. Später, etwa zur "Teatime", so schrieben sie, fand Sammy Lokorodi, ein Mitglied des in der Region ansässigen Turkana-Stammes, genau das, "was wir hier immer zu finden gehofft haben".

Bis zum Ende der Feldsaison im Jahr 2012 hatten die Ausgrabungen auf dem Gelände des Fundortes Lomekwi 3 genau 149 Steinartefakte zutage gebracht, die auf eine gezielte Bearbeitung hinweisen - sie reichen von Schlagsteinen, Steinkernen und Abschlägen bis hin zu schwereren Felsbrocken, die möglicherweise als Ambosse dienten.

Um besser zu verstehen, auf welche Art und Weise die Werkzeuge von unseren entfernten Verwandten hergestellt wurden, versuchten die Forscher nun auch selbst umherliegende Steine zu bearbeiten. Aus ihren Versuchen folgerten sie, dass die verwendeten Techniken "ein technologisches Mittelding sind zwischen einem hypothetischen, hammer-orientierten Werkzeuggebrauch der frühesten Homininen und einem mehr abschlag-orientierten Werkzeuggebrauch ihrer Nachfahren. "Zwar weiß man von Schimpansen und Kapuzineraffen, dass sie Nüsse auf einen Stein legen, der als Amboss dient, und mit einem anderen Stein, der als Hammer dient, draufhämmern. Aber einen Stein für mehrere Zwecke zu verwenden oder mit einem Stein Abschläge von einem anderen herzustellen, um schärfere Werkzeuge zu erhalten, ist ein sehr fortgeschrittenes Verhalten.

Der neue Fund hat auch Auswirkungen auf das Verständnis der Entwicklung des menschlichen Gehirns. Für die Herstellung von Werkzeugen braucht man ein Mindestmaß an motorischem Geschick, was darauf hinweist, dass Veränderungen des Gehirns und des Rückenmarks, die für solche Tätigkeiten erforderlich sind, bereits vor 3,3 Millionen Jahren stattgefunden haben, so die Autoren.

"Dies ist eine bedeutsame und gut untersuchte Entdeckung", sagte der Paläoanthropologe Bernard Wood von der George Washington University, der nicht an der Studie beteiligt war. "Ich habe einige dieser Artefakte in natura gesehen bin überzeugt, dass sie bewusst gestaltet wurden." Wood sagte, es ist faszinierend zu sehen, wie unterschiedlich die Werkzeuge der sogenannten Oldowan Kultur sind, die bis jetzt für die ältesten und primitivsten angesehen werden.

Lepre, der seit etwa 15 Jahren Feldarbeit in Ostafrika durchführt, kam etwa eine Woche nach der Entdeckung an die Ausgrabungstelle. Um hierher zu kommen braucht es mehrere Stunden Autofahrt von der nächsten Stadt, auf unebenen Straßen in einer heißen, trockenen Umgebung, die an Arizona oder New Mexico erinnert. Lepre sammelte Sedimentbrocken aus verschiedenen Schichten und brachte sie zur Analyse ins Lamont-Doherty Earth Observatoium. Er und Kent verwendeten eine Bandsäge, um die Proben in Zuckerwürfelgröße zu schneiden und sie dann in ein Magnetometer zu bringen und die Polarität von winzigen Körnern aus Hämatit und Magnetit zu bestimmen.

"Die magnetischen Analysen zeigen ziemlich eindeutig, dass das Alter der Artefakte um die 3,3 Millionen Jahre herum beträgt", sagte Kent, der auch Professor an der Rutgers University ist.

Schon im Jahr 2011 trugen Datierungen von Lepre und Kent zu einer weiteren, bahnbrechenden Studie bei: Homo erectus, ein recht naher Verwandter des modernen Menschen, beherrschte schon vor 1,8 Millionen Jahren weit fortgeschrittene Techniken zur Werkzeugherstellung, mindestens 300.000 Jahre früher als bisher angenommen.

"Ich erkannte, wenn man solche Dinge herausfindet, heißt das noch lange nicht, dass sie irgendein Problem lösen, nur dass sie weitere Fragen aufwerfen", sagte Lepre. "Ich war aufgeregt, nur um dann zu erkennen, dass es noch sehr viel mehr zu tun gibt."

Diese Newsmeldung wurde mit Material von The Earth Institute at Columbia University erstellt


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09.04.2010
Neuer Australopithecus entdeckt
25.03.2010
Neue Menschenform entdeckt
02.10.2009
Lang ersehnte Veröffentlichung: Neues vom Ardipithecus ramidus