Diecimila anni fa, i cacciatori-raccoglitori mesolitici della penisola croata pescavano pesci (forse usando i denti per rimuovere le squame) e cercavano piante amidacee. Gli scienziati lo sanno grazie a una manciata di denti antichi, la cui placca ha rivelato microfossili di squame, polpa di pesce e granuli di amido. Quel gunk batterico calcificato sta aiutando i ricercatori a capire la dieta di questi cacciatori-raccoglitori, una volta ritenuti un compito quasi impossibile, dal momento che ci sono così pochi resti umani nel periodo di tempo e i prodotti alimentari generalmente non sopravvivono nei reperti fossili.
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Questa scoperta, pubblicata in un recente studio sulla natura, è solo una delle miriadi di scoperte rese possibili dai miracoli archeologici che sono i denti. I denti sono sproporzionatamente prevalenti nei siti archeologici: gli scienziati spesso trovano decine o centinaia per ogni scheletro o cranio. Questo perché lo smalto che ricopre un dente è già minerale al 97 percento e i denti sono più forti delle ossa, quindi hanno più probabilità di sopravvivere, scrive l'antropologo Peter Ungar in Evolution's Bite: A Story of Teeth, Diet and Human Origins .
In altre parole, i denti sono come i penny di antichi resti umani; si presentano ovunque.
Ma a differenza dei penny, sono spesso un tesoro. Tutto, dalla forma del dente allo spessore dello smalto, dice ai ricercatori qualcosa sull'uomo di cui una volta abitava il dente: cosa mangiavano, dove vivevano, quali malattie avevano. Come dice il paleoantropologo Kristin Krueger, i denti sono "piccoli pezzi di un puzzle che potrebbero aiutare a vedere il" quadro generale "della vita di qualcuno".
Krueger assembla quei pezzi del puzzle con l'aiuto di un dispositivo robotico chiamato ART, per la tecnologia di risintesi artificiale. Il simulatore di masticazione imita una mascella umana per rivelare come il noshing su diversi alimenti abbia un impatto sui denti, cercando di vedere se quegli alimenti lasciano piccole abrasioni sui "denti" della macchina. "Questo ha implicazioni significative nella nostra comprensione delle diete omininiche, in particolare quelle hominis che si pensa che consumino una grande quantità di carne ", ha detto Krueger via e-mail. Lei e i suoi colleghi hanno già scoperto che la carne non lascia segni microwear, il che potrebbe cambiare il modo in cui gli scienziati analizzano i denti degli ominidi ritenuti particolarmente carnivori, come i Neanderthal.
I denti possono sembrare umili rispetto a esemplari più abbaglianti come i teschi, ma le protuberanze ossee offrono più della loro quota di sorprese. "Sono costantemente sorpreso da ciò che trovo quando si esaminano i denti", ha detto Krueger. "Sono veramente piccole finestre sulla vita di un individuo." Esplora alcune delle scoperte più emozionanti fatte con l'aiuto di antichi chomper e la tecnologia che rende possibili queste intuizioni.
Taung Child Australopithecus africanus, Australopithecus afarensis e Homo erectus. Il famoso scheletro di Lucy appartiene alla specie Australopithecus afarensis. (Sabena Jane Blackbird / Alamy) Dieta e salute
Mentre la dieta marina delle antiche Croazioni è una notizia entusiasmante per gli scienziati, altri reperti si sono dimostrati altrettanto spettacolari. Prendi, ad esempio, l'Australopithecine Lucy. L'analisi chimica dei suoi denti mostra che, già 4 milioni di anni fa, la dieta degli ominidi divenne improvvisamente molto più diversificata rispetto agli altri primati. Le scimmie che vivono sugli alberi stavano ancora ordinando il menu a prezzo fisso della giungla, mentre gli ominidi più simili all'uomo avevano allargato il loro palato alle offerte a buffet di giungla e savana.
Le firme al carbonio degli antichi denti mostrano che Lucy e i suoi parenti si erano espansi oltre i frutti e le morbide gemme di alberi e arbusti per mangiare effettivamente altri animali; lo sviluppo di smalto più spesso riflette che avevano anche sviluppato una maggiore protezione per mangiare semi, noci e radici. "In che misura questo cambiamento dietetico abbia riflesso la caccia attiva, o la raccolta di piccole prede come artropodi, o evacuazione, o una combinazione di tutte queste, non è ancora chiaro, ma qualcosa di chiaramente accaduto", scrive il paleoantropologo Ian Tattersall in The Strange Case of il cosacco traballante e altri racconti cautelativi di Human Evolution .
La cartella odontoiatrica può anche rivelare agli antropologi importanti segni di salute. In uno studio, i ricercatori hanno esaminato la dentina - il tessuto che si forma sotto lo smalto - nelle persone greche moderne, rispetto alle comunità preistoriche del Medio Oriente. I Greci moderni avevano livelli di carenza di vitamina D che erano quattro volte più alti dei loro antenati, forse a causa del trascorrere più tempo al chiuso o dei cambiamenti nell'abbigliamento, anche se i ricercatori non hanno ancora trovato una risposta definitiva. Le popolazioni pre-agricole avevano anche tassi di cavità significativamente più bassi e i ricercatori hanno iniziato a estrarre il DNA batterico dalla placca calcificata per vedere come i ceppi di batteri sono cambiati dopo l'introduzione dell'agricoltura.
Nonostante le affermazioni fatte dagli aderenti alla "Dieta Paleo" (che, per essere chiari, non riflettono una dieta paleolitica reale), non tutti i risultati sulla salute della vita preistorica erano positivi. Debbie Guatelli-Steinberg, antropologa alla Ohio State University e autrice di What Teeth Reveal About Human Evolution, ha visto in prima persona come la malattia e la malnutrizione affliggevano i Neanderthal. Per questo studia segni lineari sullo smalto chiamati ipoplasie, che si verificano quando la formazione di smalto si interrompe per un breve periodo a causa di cause genetiche o ambientali.
"Alcune interruzioni [in Neanderthals] sono state piuttosto lunghe, quasi fino a tre mesi", afferma Guatelli-Steinberg della sua ricerca. "È difficile da interpretare, ma quando c'è un lungo periodo di tempo del genere, potrebbe essere più probabile che abbia qualcosa a che fare con la malnutrizione".
I denti inferiori recuperati da una grotta nella Cina meridionale hanno fornito la prova dei primi inequivocabili umani moderni nella regione. (Liu Wu et al / Natura) Comportamento e migrazione
Nel 2015, i ricercatori hanno scoperto uno dei reperti più significativi dell'archeologia dentale: 47 denti in una grotta nel sud della Cina. Identificati come appartenenti all'Homo sapiens, questi denti hanno fornito la prova che la nostra specie è arrivata in Asia molto prima di quanto si pensasse in precedenza, fino a 80-120 mila anni fa.
Altri ricercatori hanno studiato i batteri dell'antica placca per comprendere la migrazione tra le isole polinesiane e hanno eseguito analisi chimiche sui denti osservando gli isotopi di stronzio, che provengono dalle acque sotterranee e si bloccano nello smalto. Se lo stronzio cambia tra il primo molare di un individuo e il secondo, ciò suggerisce la migrazione da un luogo a un altro.
"Un altro modo è quello di guardare e vedere quanta variazione c'è nelle femmine rispetto ai maschi", afferma Guatelli-Steinberg. Se c'è più variazione nelle femmine rispetto ai maschi, ciò potrebbe significare che le femmine migrano da aree diverse. (Come facciamo a sapere se la persona in questione è femmina o maschio? Si scopre che a questa domanda si può anche rispondere chimicamente testando una delle proteine che formano lo smalto.)
I denti offrono anche intuizioni allettanti nel comportamento. Krueger, ad esempio, ha esaminato l'usura dei denti di Neanderthal per capire come usavano la bocca come strumento extra. "Mentre quelle persone che vivono in condizioni più fredde e aperte hanno usato i loro denti anteriori per serrare e afferrare (molto probabilmente usando i loro denti anteriori come una terza mano durante la preparazione della pelle per abbigliamento o riparo), quelli in ambienti più boscosi e caldi usavano occasionalmente i loro denti per ammorbidire fibre o legno, o forse per ritoccare gli strumenti ”, ha detto Krueger via e-mail.
Calci della mascella inferiore dei primi ominidi Paranthropus robustus e Paranthropus boisei, ovvero Schiaccianoci. (Museo di storia naturale / Alamy) ID di evoluzione e specie
Rispetto agli umani moderni, molti ominidi avevano bocche più dentiere. Lo "Schiaccianoci" (noto anche come Paranthropus boisei ), un ominina che visse 2, 3 milioni di anni fa, aveva i molari più grandi e lo smalto più spesso di qualsiasi ominina. L'Homo erectus, che visse in tutto il mondo 1, 5 milioni di anni fa, aveva canini più grandi degli umani moderni. Ma entrambi hanno ancora seguito la tendenza evolutiva della riduzione generale delle dimensioni dei denti: le dimensioni della mascella e dei denti si sono lentamente ridotte nel corso di milioni di anni. Gli umani moderni normalmente finiscono con 32 denti quando sono completamente adulti, inclusi quattro denti del giudizio che spesso devono essere rimossi perché non c'è spazio per loro.
"Questo è stato in gran parte attribuito ai cambiamenti nelle strategie dietetiche", ha detto Krueger. “Perché le nostre strategie dietetiche sono cambiate? Erano adattamenti alle mutevoli condizioni ambientali che sono ben documentati durante il Plio-Pleistocene. "
Grazie alle enormi variazioni dei denti tra il moderno Homo sapiens e tutti i suoi antenati, i denti sono uno strumento meraviglioso per identificare le specie. Ma come fanno gli scienziati a sapere se un dente particolarmente grande o piccolo debba essere classificato come una specie diversa o sia solo un esempio di variazione all'interno di una specie? Questa è stata sicuramente la domanda che circonda un singolo molare di 750.000 anni scoperto nel 2015. È stato il più piccolo molare mai trovato in Africa durante il Pleistocene Medio, che aumenta la quantità di variazione tra tutti i campioni per la regione. Per quanto riguarda le specie a cui apparteneva, questo deve ancora essere determinato.
Secondo Krueger, non esiste una risposta chiara per queste difficili domande di identificazione.
“Pensa solo alla differenza dimensionale che si può trovare negli esseri umani viventi. Pensa a un giocatore di basket contro un fantino! ”Disse Krueger. "Tutti i paleoantropologi concordano sul fatto che la variazione esistesse in passato, ma non sono d'accordo sulla linea di confine tra la variazione all'interno di una specie e la variazione sufficiente per rappresentare una specie diversa."
Sviluppo
Oltre alle mascelle che non lasciano abbastanza spazio per i nostri denti, un altro segno distintivo degli umani moderni è il nostro processo di sviluppo estremamente lungo, che si riflette in quanto tempo ci impiega per ottenere una bocca piena di bianchi perlati adulti.
"Abbiamo queste lunghe fanciulle in cui apprendiamo e padroneggiamo le abilità per la nostra sopravvivenza e sembra che abbiamo i periodi più lunghi di sviluppo di qualsiasi primate non umano", afferma Guatelli-Steinberg. Sapere quanto tempo impiegano gli umani moderni a superare i loro denti da latte e ottenere un set completo di molari per adulti è utile per guardare la documentazione archeologica e confrontare lo sviluppo di altre specie con il nostro.
Gli scienziati monitorano questo cambiamento usando una linea neonatale che si forma sul primo molare alla nascita - una linea debole che è visibile al microscopio - che Guatelli-Steinberg confronta con un certificato di nascita. Quella linea è il punto di partenza: da lì, gli scienziati possono contare i successivi perikymata, linee di smalto che si formano su base giornaliera come gli anelli degli alberi, per scoprire quanto fossero sviluppati i denti di un bambino al momento della sua morte. Ad esempio, a una mascella con denti trovata su Gibilterra e attribuita a un giovane bambino di Neanderthal fu data la sua morte a tre anni e mostrò un'eruzione dentale leggermente più accelerata rispetto all'Homo sapiens .
Altri ricercatori hanno usato metodi simili per sostenere che lo sviluppo più simile a quello degli umani moderni ha iniziato a seguito dell'emergere dell'Homo erectus . Sebbene Erectus avesse ancora uno sviluppo dentale più veloce rispetto alla nostra specie, erano più lenti degli ominidi che venivano prima. Guatelli-Steinberg e i suoi colleghi hanno recentemente presentato un documento sullo sviluppo dentale dell'Homo naledi che sembra distinguerlo da altri primi ominidi, e spera che il loro lavoro sia solo l'inizio degli studi su questa specie appena scoperta.
Nota del redattore, 3 luglio 2018: questo post inizialmente riportava erroneamente che gli umani arrivarono in Asia 80-120 milioni di anni fa; era in realtà 80 a 120 mila anni fa.
