Cranial base morphology and temporal bone pneumatization
in Asian Homo erectus
Abstract
The external morphological features of the temporal bone are used frequently to determine taxonomic affinities of fossils of the genus Homo.
Temporal bone pneumatization has been widely studied in great apes and in early hominids. However, this feature is rarely examined in the later hominids, particularly in Asian Homo erectus. We provide a comparative morphological and quantitative analysis of Asian Homo erectus from the sites of Ngandong, Sambungmacan, and Zhoukoudian, and of Neandertals and anatomically modern Homo sapiens in order to discuss causes and modalities of temporal bone pneumatization during hominid evolution. The evolution of temporal bone pneumatization in the genus Homo is more complex than previously described. Indeed, the Zhoukoudian fossils have a unique pattern of temporal bone pneumatization, whereas Ngandong and Sambungmacan fossils, as well as the Neandertals, more closely resemble the modern human pattern. Moreover, these Chinese fossils are characterized by a wide midvault and a relatively narrow occipital bone. Our results support the point of view that cell development does not play an active role in determining cranial base morphology. Instead, pneumatization is related to available space and to temporal bone morphology, and its development is related to correlated morphology and the relative disposition of the bones and cerebral lobes. Because variation in pneumatization is extensive within the same species, the phyletic implications of pneumatization are limited in the taxa considered here.
Temporal bone pneumatization has been widely studied in great apes and in early hominids. However, this feature is rarely examined in the later hominids, particularly in Asian Homo erectus. We provide a comparative morphological and quantitative analysis of Asian Homo erectus from the sites of Ngandong, Sambungmacan, and Zhoukoudian, and of Neandertals and anatomically modern Homo sapiens in order to discuss causes and modalities of temporal bone pneumatization during hominid evolution. The evolution of temporal bone pneumatization in the genus Homo is more complex than previously described. Indeed, the Zhoukoudian fossils have a unique pattern of temporal bone pneumatization, whereas Ngandong and Sambungmacan fossils, as well as the Neandertals, more closely resemble the modern human pattern. Moreover, these Chinese fossils are characterized by a wide midvault and a relatively narrow occipital bone. Our results support the point of view that cell development does not play an active role in determining cranial base morphology. Instead, pneumatization is related to available space and to temporal bone morphology, and its development is related to correlated morphology and the relative disposition of the bones and cerebral lobes. Because variation in pneumatization is extensive within the same species, the phyletic implications of pneumatization are limited in the taxa considered here.
Les caractères morphologiques de la surface de l'os temporal sont fréquemment utilisés pour discuter des affinités taxinomiques des représentants fossiles du genre Homo. Par ailleurs, la pneumatisation de cette région du crâne a été largement étudiée chez les primates actuels et chez les Australopithéques, Paranthropes et premiers représentants du genre Homo. Une analyse morphologique et quantitative transversale chez des fossiles asiatiques attribués a` Homo erectus, des Néandertaliens et des Hommes anatomiquement modernes, est effectuée dans le but d'argumenter les causes et modalités de la pneumatisation de l'os temporal chez ces hominidés. L'évolution de cette pneumatisation au sein du genre Homo semble plus complexe que cela n'était proposé. En effet, son extension et sa répartition chez les fossiles de Zhoukoudian sont particulières alors que les fossiles de Ngandong, Sambungmacan et les Néandertaliens se rapprochent du schéma observé chez les Hommes anatomiquement modernes.
De plus, ces fossiles chinois présentent certaines spécificités morphologiques des parties basales de la voûte crânienne. Les implications phylétiques des caractéristiques de cette pneumatisation restent néanmoins limitées puisque les variations peuvent être importantes au sein d'une même espèce.
Nos résultats suggèrent que le développement des cellules pneumatiques de l'os temporal n'a pas d'implication fonctionnelle et que ce phénomène est lié à l'espace disponible, à la morphologie et à la position relative des lobes cérébraux et des structures osseuses.
De plus, ces fossiles chinois présentent certaines spécificités morphologiques des parties basales de la voûte crânienne. Les implications phylétiques des caractéristiques de cette pneumatisation restent néanmoins limitées puisque les variations peuvent être importantes au sein d'une même espèce.
Nos résultats suggèrent que le développement des cellules pneumatiques de l'os temporal n'a pas d'implication fonctionnelle et que ce phénomène est lié à l'espace disponible, à la morphologie et à la position relative des lobes cérébraux et des structures osseuses.
