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Neue Methode datiert altes Skelett vor Lucy - Little Foot ist 3,67 Millionen Jahre alt

News vom 05.04.2015

Das Skelett mit dem Namen »Little Foot« gehört zu den ältesten Hominidenskeletten, die jemals entdeckt wurden. Eine neue Methode datiert den Fund nun auf 3,67 Millionen Jahre vor heute.

»Little Foot« ist ein fast vollständiges Skelett eines Australopithecus, das vor 21 Jahren in Sterkfontein, im Herzen Südafrikas, entdeckt wurde. In einer anderen Schicht der Sterkfontein-Höhle wurden zudem 2,18 Millionen Jahre alte Steinwerkzeuge gefunden, die damit zu den ältesten bekannten Steinwerkzeugen in Südafrika gehören.

»Little Foot« ist der Spitzname eines fast vollständigen Skeletts eines Australopithecus, der vor 21 Jahren in einer Höhle bei Sterkfontein im Herzen Südafrikas entdeckt wurde. Die neue Datierung zeigt, dass »Little Foot« ein älterer Verwandter von »Lucy« ist, einem berühmtem Australopithecus-Skelett mit einem Alter von 3,2 Millionen Jahren, das in Äthiopien gefunden wurde. Die Australopithecinen, so wird allgemein vermutet, sind evolutionäre Vorfahren des Menschen, die vor zwischen 2 Millionen und 4 Millionen Jahren lebten.

Steinwerkzeuge aus einer anderen Schicht der Sterkfontein Höhle wurden ebenfalls mit der neuen Methode datiert, was ein Alter von 2,18 Millionen Jahren ergab. Somit gehören diese Artefakte zu den ältesten bekannten Steinwerkzeugen in Südafrika.

Die Forschungen wurden von einem Team von Wissenschaftlern der Purdue University, der University of the Witwatersrand, der University of New Brunswick und der Universität von Toulouse durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature vorgestellt.

Ronald Clarke, Professor an der University of the Witwatersrand und Entdecker von »Little Foot«, sagte, das Fossil repräsentiere die Art Australopithecus prometheus, eine Spezies, die sich vom zeitgleich lebenden Australopithecus afarensis stark unterscheide und mehr Ähnlichkeiten mit der Paranthropus-Linie aufweise.

"Es zeigt sich, dass die späteren Hominiden, wie beispielsweise Australopithecus africanus oder die Mitglieder der Gattung Paranthropus nicht unbedingt von Australopithecus afarensis abstammen müssen", sagte Clarke. "Wir haben nur eine kleine Anzahl von Fundorten und trotzdem neigen wir dazu, unsere evolutionären Szenarien nur aufgrund der wenigen Fossilien, die wir von diesen Fundorten haben, zu entwerfen. Die neue Altersbestimmung von »Little Foot« soll uns daran erinnern, dass es viele Arten von Australopithecinen gegeben haben könnte und dass sie in viel weiträumigeren Gebieten Afrikas verbreitet gewesen sein könnten."

Über das Alter des »Little Foot«-Skeletts (das seinen Namen übrigens von vier kleinen Fußknochen hat, die in einer Schachtel mit anderen Tierfossilien zufällig aufgefunden wurden und was schließlich zur Entdeckung des ganzen Skeletts führte) war man sich bislang nicht einig. Frühere Datierungen reichten von 2 bis 4 Millionen Jahre, wobei Paläontologen, die mit der Fundstelle vertraut waren, eine Altersangabe von 3 Millionen Jahren bevorzugten. Das sagte Darryl Granger, Professor an der Purdue Universität, der zusammen mit Ryan Gibbon , einem ehemaligen Postdoc-Forscher, die Datierung durchgeführte.

Die neue Datierung stützt sich auf eine Radioisotopen-Technik, die in Pionierarbeit von Granger mit einem leistungsstarken Sonnenwind-Detektor der NASA-Mission Genesis kombiniert wurde. Das Ergebnis war eine relativ geringe Fehlerquote von 160.000 Jahren für »Little Foot« und 210.000 Jahren für die Steinwerkzeuge.

Bei dieser Technik, die man im Englischen isochron burial dating nennt (auf Deutsch etwa Überdeckungsdatierung), nutzt man Radioisotope aus verschiedenen Proben von Gesteinen, in die ein Fossil eingebettet ist, und bestimmt den Zeitpunkt, wann die Überreste erstmals unter die Erde gelangten.

Die Radioisotopen-Technik beruht auf der Messung der radioaktiven Isotope 26Aluminium und 10Beryllium im Quarzanteil eines Gesteins. Diese Isotope bilden sich nur dann, wenn das Gestein kosmischer Strahlung ausgesetzt ist. Wenn ein Stein auf der Oberfläche liegt, sammeln sich diese Isotope an. Wenn der Stein unter die Erde oder in eine Höhle gelangt beginnen die Isotope mit bekannter Geschwindigkeit zu zerfallen. Über das Verhältnis des restlichen 26Aluminiums zum 10Beryllium kann man bestimmen, wie lange sich das Gestein unterirdisch befand, sagte Granger.

Für die Isotopenverhältnisse in den Gesteinsproben wird dann eine graphische Darstellung, genannt Isochron, erstellt. Je ausgeprägter die isochrone Linie ist, desto sicherer ist es, dass die sich auf der Linie befindlichen Proben gute Kandidaten für eine genauere Datierung sind. Proben, die aufgrund von Umbettung oder natürlicher Bewegung der Sedimente beeinträchtigt sind, liegen über oder unter der Linie und können von der Analyse ausgeschlossen werden, sagte Granger.

"Wenn wir nur eine Probe hätten und sie wäre abwechselnd begraben und wieder ans Licht gelangt und umgekehrt, wäre eine Datierung nutzlos, weil sich die Menge der Radioisotope während der zweiten Lichtaussetzung erhöht haben würde ", sagte er. "Mit der neuen Methode können wir nun sagen, ob das geschehen ist oder ob die Probe seit der ersten Einbettung mitsamt dem Fossil ungestört geblieben ist. Es ist teuer und es steckt eine Menge Arbeit drin mehrere Proben zu nehmen und zu analysieren, aber ich denke, das ist die Zukunft der Datierungsmethoden, da man großes Vertrauen in die Ergebnisse haben kann."

Von 11 Proben, die im vergangenen Jahrzehnt von der Fundstelle genommen wurden, lagen 9 auf einer einzigen isochronen Linie, was ein sehr robustes Ergebins ist, sagte er.

Die neuerliche Datierung war der zweite Versuch Grangers, die neue Datierungstechnik auf »Little Foot« anzuwenden und gleichzeitig eine Chance, seine Fähigkeiten unter Beweis zu stellen. Im Jahr 2003 schätzte er das Fossil auf rund 4 Millionen Jahre, plusminus ein paar hunderttausend Jahre. Seine Ergebnisse wurden daraufhin oft in Frage gestellt, da diese früheren Arbeiten nicht zeigen konnten, ob die Daten durch frühere Umbettungen an eine andere Stelle in der Höhle verfälscht waren.

"Das ursprüngliche Alter, das wir veröffentlichten, wurde als zu alt empfunden und es wurde nicht gut aufgenommen", sagte Granger. "Tatsächlich liegt die neue Datierung des »Little Foot«-Fossils mit 3,67 Millionen Jahren aber noch innerhalb der Fehlerquote, die wir in unserer ursprünglichen Arbeit angegeben hatten. Es stellt sich nun also heraus, dass es damals trotzdem eine gute Alterschätzung war."

Bei Grangers ursprünglichem Versuch war es das erste mal, dass die 26Aluminium/10Beryllium-Datierung zur Altersbestimmung eines Fossils herangezogen wurde. Granger entwickelte die Methode im Jahr 1997 und setzte sie zuerst ein, um Veränderungen von Bergen, Flüssen und anderen geologischen Formationen zu studieren. Aufgrund der sehr langsamen Zerfallsrate erlauben es diese besonderen Radioisotope auch mehrere Millionen Jahre alte Fossilien zu bestimmen, anders als mit der besser bekannten Kohlenstoff-14-Datierung, die nur auf Proben mit einem Höchstalter von etwa 50.000 Jahren anwendbar ist, sagte er.

Nach Millionen von Jahren verbleibt nur eine kleine Menge der Radioisotope im Quarzanteil des Gesteins und kann nur von hochempfindlichen Beschleuniger-Massenspektrometern gemessen werden. Das Messlabor PRIME (Purdue's Rare Isotope Measurement Laboratory) ist eines von zwei Labors in den USA mit Geräten, die in der Lage sind, diese Art der Datierung durchzuführen, sagte Marc Caffee, Professor für Physik und Direktor des PRIME Labors, der ebenfalls an der Forschungsarbeit beteiligt war.

Neben Granger, Clarke, Gibbon und Caffee waren Kathleen Kuman, Professorin an der University of the Witwatersrand in Johannesburg und Laurent Bruxelles vom französchen Institut für Präventive Archäologische Forschung in Nimes, Frankreich, der auf dem Gebiet der Geomorphologie und Karstologie forscht, die Co-Autoren der Arbeit.

Die Datierung der Steinwerkzeuge

Die Steinwerkzeuge von der Fundstelle wurden bereits früher der Kulturstufe des Oldowan zugeordnet. Bei der Technologie des Oldowan handelt es sich um eine einfache Abschlagstechnik mit der die frühesten bekannten Werkzeuge der Vorgeschichte hergestellt wurden.

Die neue Altersbestimmung der Oldowan-Artefakte aus Sterkfontein zeigt, dass diese Technologie in Südafrika vor 2 Millionen Jahren einheitlich vorhanden ist und viel älter ist, als man bisher für diesen Teil Afrikas annahm, sagte Kuman.

"Es ist jetzt klar, dass die wenigen Fundorte mit Oldowan-Technologie im südlichen Afrika lediglich auf die begrenzte Forschungsarbeit zurückzuführen ist und nicht auf die Abwesenheit dieser Hominiden", sagte sie.

Gleichzeitig freut sich Granger auf die Anwendung der Technik bei mehr Fossilien von Sterkfontein und anderswo.

Diese Newsmeldung wurde mit Material von Purdue University erstellt


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