Negli anni ’60, un minatore al lavoro in un sito di estrazione a Jebel Irhoud, in Marocco, si imbatté in qualcosa di molto più prezioso di qualsiasi minerale della zona: un cranio dai tratti distintamente umani. Dopo un esame iniziale, gli archeologi effettuarono ulteriori scavi portando alla luce altri resti, la cui età fu stimata in circa 40.000 anni. Identificarono il cranio principale come appartenente a un Neanderthal africano, denominandolo Irhoud 1. La cronologia subì un enorme balzo all’indietro nel 2017, quando i ricercatori stabilirono che i fossili risalivano in realtà a circa 315.000 anni fa e appartenevano all’Homo sapiens.
Ora, una recente svolta ha permesso di ricomporre i frammenti ossei e di dare loro un volto, in formato digitale. I ricercatori hanno combinato immagini e video del frammento cranico principale (Irhoud 1) con frammenti di mandibola e denti provenienti da altri esemplari rinvenuti nello stesso strato archeologico, creando un modello composito di cranio in 3D. Hanno quindi adattato un modello anatomico umano moderno alla forma del cranio, aggiungendo muscoli, grasso e pelle ricostruiti.
Il risultato è consistito in due versioni del volto ricostruito. La prima era una ricostruzione in scala di grigi e priva di capelli, incentrata sull’anatomia e sulla mappatura dei contorni del cranio, senza dettagli di disturbo. La seconda era un volto digitale a colori, completo di tonalità della pelle, illuminazione, capelli e barba, realizzato per apparire come una persona reale in vista di un’esposizione pubblica. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Heritage.
Ricomporre un puzzle osseo
I fossili rinvenuti a Jebel Irhoud rappresentano i più antichi resti noti di Homo sapiens, risalenti a circa 315.000 anni fa. Purtroppo, non si è conservato alcun volto completo; ciò ha lasciato ai ricercatori elementi limitati per ricostruire l’aspetto del nostro antico antenato. In questo studio, i ricercatori hanno messo a punto un metodo per combinare i frammenti fossili in un cranio composito 3D, utilizzando principalmente tecnologie open source. Hanno trasformato video e immagini ad accesso libero, rilasciati dal Max Planck Institute, in un modello digitale 3D del cranio. Utilizzando come riferimento la scansione TC 3D del cranio di un adulto umano moderno, il team ha applicato una tecnica di deformazione anatomica per adattare e modellare digitalmente la struttura di partenza fino a farla corrispondere alla forma e ai contorni dell’antico cranio fossile.
Successivamente, il team ha inserito il modello digitale all’interno della volta cranica, ricavandone un calco digitale della cavità cerebrale, noto come endocasto. Sulla base delle relative misurazioni, è stato calcolato un volume stimato di 1.364 ml. Convertito in volume cerebrale, il valore risultante è stato di 1.230 cm³, rientrando pienamente nell’intervallo di normalità per i maschi umani moderni.
Una volta completata la ricostruzione del cranio, i ricercatori si sono concentrati sui tessuti molli. Hanno stimato lo spessore di pelle e muscoli utilizzando dati relativi ai tessuti molli tratti da popolazioni moderne, in particolare dati di riferimento per individui di origine africana. Hanno poi impiegato modelli anatomici di riferimento per definire tratti quali naso e mento, plasmando progressivamente un volto virtuale.
Due versioni dello stesso cranio
Il processo ha portato alla creazione di due versioni distinte del volto: una destinata alla comunità scientifica e l’altra al grande pubblico. Il modello in scala di grigi – una versione neutra in bianco e nero, priva di capelli o texture cutanee – mostrava l’aspetto deducibile dalla sola struttura ossea, senza l’aggiunta di dettagli non verificati. Il modello a colori, realistico e completo di pigmentazione della pelle, illuminazione, capelli e barba, è stato invece concepito per aiutare i non specialisti a visualizzare l’ominide come un vero antenato umano vissuto in passato. I ricercatori hanno tuttavia precisato che tali aggiunte rappresentano interpretazioni artistiche. Poiché dettagli come il colore dei capelli e della pelle non si conservano nei reperti fossili, per la realizzazione del volto sono state adottate convenzioni antropologiche relative alle antiche popolazioni nordafricane.
Sebbene i modelli digitali non riproducano esattamente l’aspetto di un singolo individuo specifico, essi offrono un metodo innovativo per riportare virtualmente in vita antichi fossili. Gli studiosi ritengono che le metodologie ad accesso aperto illustrate in questo studio possano incoraggiare altri scienziati ad adottare approcci analoghi per la ricostruzione di resti fossili antichi incompleti.