Odkąd neandertalczycy zostali uznani za odrębny gatunek ludzki półtora wieku temu, ich charakterystyczne rysy twarzy stały się punktem zagadki i fascynacji.
Ich szerokie nosy, wydatny grzbiet brwiowy i wystające twarze wywołały szereg teorii na temat tego, co spowodowało ich ewolucję.
Wśród nich było to, że ich czaszka dała im silniejszy zgryz i pomogła im ogrzać zimne powietrze ich siedlisk z epoki lodowcowej bardziej efektywnie.
Ale nowe badanie zasugerowało, że większe przejście nosowe neandertalczyków pomogło zwiększyć ilość, którą mogli wdychać nawet dwukrotnie w stosunku do współczesnych ludzi.
To dałoby im przewagę w ich intensywnie fizycznej walce o przetrwanie, gdy polowali na dużą zwierzynę w temperaturach poniżej zera.
Profesor Natural History Museum Chris Stringer, który pracował nad badaniem, powiedział, że rzuca ono nowe światło na to, jakie korzyści cechy twarzy neandertalczyków przyznawały w porównaniu z naszymi własnymi bardziej płaskimi i wyższymi czaszkami.
On powiedział: „Kiedy ludzie po raz pierwszy patrzyli w Gibraltarze w 1863 roku mówili 'jakie są te osobliwe cechy?'”
Studium
Międzynarodowy zespół pracowników akademickich i naukowców kierowany przez profesora Stephena Wroe, z Uniwersytetu Nowej Anglii, w Australii, użył modelowania komputerowego do porównania trzech czaszek neandertalskich z 11 od starożytnych Homo sapiens, naszego własnego gatunku.
They zostały następnie również porównane do czaszki starszego gatunku człowieka, Homo heidelbergensis, który niektórzy twierdzili, że jest wspólnym przodkiem zarówno Neandertalczyków i współczesnych ludzi.
Jednym z wyzwań dla badania jest fakt, że istnieje stosunkowo niewiele kopalnych czaszek dla starożytnego człowieka. Tylko około 20 zostało odkrytych dla Neandertalczyków, z których żadna nie jest kompletna.
Zespół skonstruował brakujące części czaszek cyfrowo przed przeprowadzeniem symulacji na nich w celu przetestowania biomechaniki ich różnych ukąszeń, a także tego, jak powietrze płynęło i ogrzewało się w ich korytarzach nosowych.
Kąsanie i oddychanie
Jedną z teorii dotyczących szerszych cech Neandertalczyków było to, że dało im to twardszy zgryz. Byłoby to przydatne, ponieważ często używali oni swoich zębów jako trzeciej ręki, a także mieli bardziej surową dietę, która zawierała surowe mięso.
Modelowanie komputerowe wykazało, że neandertalska szczęka i czaszka nie dawały im „mechanicznej przewagi”, jeśli chodzi o gryzienie w porównaniu z nowoczesnymi ludźmi.
Innym wyjaśnieniem dla kształtu twarzy neandertalczyków jest to, że ich szeroki otwór nosowy, który jest średnio o 29 procent większy niż u Homo sapiens, pomagał ogrzać zimne i suche powietrze.
Uważa się, że neandertalczycy pierwotnie ewoluowali w Afryce przed migracją do Eurazji, gdzie przetrwali kilka epok lodowcowych, a także cieplejszy okres międzylodowcowy.
Choć badanie wykazało, że przejście nosowe neandertalczyków było bardziej skuteczne w ogrzewaniu powietrza niż to z jego przodka Homo heidelbergensis, było mniej skuteczne, że węższe nosy współczesnych ludzi.
Ale badania zespołu odkryły, że rozszerzona jama nosowa pomogłaby neandertalczykom wdychać znacznie więcej powietrza niż my możemy.
Badania, opublikowane przez Royal Society, powiedział: „Analizy przewidywały, że Neandertalczyk mógł przenieść prawie dwa razy większą objętość powietrza przez ich przejścia nosowe w warunkach laminarnych niż współcześni ludzie.”
Badacze zasugerowali, że mogło to ewoluować, aby pomóc Neandertalczykom lepiej radzić sobie z ich zimniejszym klimatem, a także wspierać ich bardzo aktywne i fizycznie uciążliwe życie.
Brutalna egzystencja
Neandertalczycy prowadzili brutalną i wymagającą egzystencję, która oznaczała, że musieli niewiarygodnie ciężko pracować tylko po to, by się utrzymać.
Część z tego była w dół do samej pracy, którą musieli włożyć, by pozostać nakarmionymi. Neandertalczycy byli łowcami z bliska, którzy stawali twarzą w twarz z niebezpiecznymi ofiarami, takimi jak mamuty, aby atakować je włóczniami.
Nie mogli żyć wyłącznie z mięsa i musieli przemierzać duże odległości, aby zebrać wystarczającą ilość warzyw do swojej diety.
Na dodatek przetrwali epoki lodowcowe o ujemnych temperaturach, nosząc jedynie podstawowe ubrania. Ponieważ nie rozwinęli żadnej formy szycia, musieliby stawić czoła żywiołom w luźno owiniętych futrach, co oznacza, że spalili więcej energii, próbując utrzymać ciepło.
Choć istnieją dowody na to, że neandertalczycy używali ognia i gotowania, są one niejednolite, co sugeruje, że surowe mięso, które jest mniej pożywne, było również częścią ich diety.
„Niektórzy z nich to robili, ale wydaje się, że było to zmienne”, powiedział profesor Stringer. „Making fire at will is a highly technical skill”.
W rezultacie szacuje się, że neandertalczycy spalali około 3360 do 4480 kcal dziennie w porównaniu z 2000 do 3000 kcal dla ludzi dzisiaj.
Ewolucyjna przewaga
Dodatkowa pojemność oddechowa ich struktury twarzy wydaje się dawać im mogła pomóc neandertalczykom w radzeniu sobie z ich intensywnie fizycznym życiem.
Zgadza się to również z resztą ich budowy ciała, która była krótsza i bardziej muskularna niż nasza własna.
Podczas gdy współcześni ludzie rozwinęli zgrabne anatomie bardziej przystosowane do biegów długodystansowych, neandertalczycy byli zbudowani do bardziej intensywnych zrywów.
„Byli niżsi od nas, mocno umięśnieni i beczkowaci z nisko położonym środkiem ciężkości”, powiedział Prof. Stringer.
„Nie możemy konkurować z neandertalczykami pod względem atletyzmu, ale pod względem biegów wytrzymałościowych współcześni ludzie są znacznie lepsi”.
„Możemy przebiec 26 mil non-stop, większość ssaków padłaby martwa, gdyby spróbowała. Neandertalczycy tego nie mają, ale byliby dobrymi sprinterami na krótkich dystansach i byliby bardzo dobrzy w meczu zapaśniczym.”
Neandertalczycy istnieli przez 250,000 lat przed zniknięciem około 40,000 lat temu, gdy anatomicznie nowocześni ludzie zaczęli migrować na ich terytoria w Europie i Azji.