Caractéristiques crâniennes et capacité cérébrale
Par rapport aux grands singes actuels et disparus, A. afarensis présentait des canines et des molaires réduites même si elles étaient plus grandes que chez les humains modernes. A. afarensis avait aussi un cerveau relativement réduit (380 à 430 cm³) et une face prognathe.
L’image d’un Hominidé ancien bipède et pourvu d’un petit cerveau fut une surprise pour les paléoanthropologues lors de la découverte d’A. afarensis dans les années 1970. En effet, il était couramment admis auparavant que l’augmentation de taille du cerveau était le premier trait adaptatif caractéristique des hominidés.
Locomotion
Les caractéristiques de la locomotion d’A. afarensis suscitent d’importants débats. Certains auteurs estiment que cette espèce était presque exclusivement bipède, tandis que d’autres pensent qu’elle était en partie arboricole.
L’anatomie des mains, des pieds et de l’articulation de l’épaule plaident en faveur de cette dernière hypothèse. La courbure des phalanges des pieds et des mains est proche de celle des grands singes actuels et elle reflète très probablement leur aptitude à saisir efficacement les branches et à grimper. L’articulation de l’épaule présente est plus orientée vers le crâne que chez les humains modernes. Ce trait associé à des bras considérés comme relativement longs pourrait traduire une capacité élevée pour utiliser les bras au-dessus de la tête, notamment pour grimper.
Par ailleurs, certains traits du squelette d’A. afarensis sont fortement liés à la bipédie. Par sa morphologie générale, le bassin est plus proche de celui des humains modernes que de celui des grands singes. Les ailes iliaques sont courtes et larges, le sacrum est large et placé immédiatement derrière l’articulation coxo-fémorale, et l’insertion du muscle extenseur du genou est très marquée. Si le pelvis n’est pas pleinement humain, ces traits reflètent toutefois une modification radicale liée à une utilisation significative de la bipédie.
Le fémur est orienté vers l’intérieur de la jambe, ce qui implique que le pied devait être proche de la ligne de symétrie du corps, caractère indiquant une locomotion bipède habituelle. Les grands singes actuels ne partagent pas ce trait. L’articulation de la cheville d’A. afarensis est également très proche de celle des humains modernes.
Comportement
Les comportements sociaux des espèces éteintes sont particulièrement délicats à reconstituer. Toutefois, la structure sociale des différentes espèces de grands singes actuels est en partie corrélée à l’importance du dimorphisme sexuel. Même si l’importance du dimorphisme sexuel chez A. afarensis fait débat, il est probable que les mâles étaient relativement plus grands que les femelles. Si l’on raisonne par analogie avec les singes actuels, il est probable que cette espèce a vécu en petits groupes familiaux composés d’un mâle dominant associé à des femelles reproductrices.
Aucune industrie lithique n’a été découverte en association avec des restes d’A. afarensis. Les plus anciens objets de pierre taillée connus à ce jour datent d’environ 2,6 millions d’années.