ภาพขียนชิ้นส่วนกะโหลกของ ออสตราโลพิเทคัสแอฟริกานัส ซึ่งเป็นกะโหลกของเด็กอายุราว ๖ ขวบ พบที่แอฟริกาใต้
กะโหลกที่พบมีขนาดใหญ่กว่าของลิงบาบูนเกือบ ๓ เท่า และยังมีฟันน้ำนมติดอยู่ด้วย ซึ่งแสดงว่า เป็นกะโหลกของเด็ก และจากการเปรียบเทียบกับการขึ้นของฟันมนุษย์ในปัจจุบัน นักวิชาการสันนิษฐานว่า น่าจะเป็นกะโหลกของเด็กอายุประมาณ ๖ ขวบ ลักษณะทั่วไปของกะโหลกมีรูปร่างคล้ายกับของลิงไม่มีหาง รูปแบบของฟันเป็นแบบเดียวกับฟันของมนุษย์ กล่าวโดยสรุปก็คือ กะโหลกเด็กนี้ แสดงลักษณะผสมของลิงไม่มีหางกับมนุษย์ ดังนั้น ศาสตราจารย์ดาร์ตจึงเชื่อว่า กะโหลกนี้เป็นตัวเชื่อมที่หายไป (missing link) ระหว่างลิงไม่มีหางกับมนุษย์ และใน พ.ศ. ๒๔๖๘ ศาสตราจารย์ดาร์ตได้ประกาศให้โลกรู้ว่า เขาได้พบบรรพบุรุษ ของมนุษย์ ที่ยังไม่ใช่มนุษย์เต็มสมบูรณ์ และตั้งชื่อกะโหลกของบรรพบุรุษของมนุษย์นี้ว่า ออสตราโลพิเทคัสแอฟริกานัส อย่างไรก็ตาม ต่อมาได้มีการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ ของโฮมินิดส์ หรือบรรพบุรุษของมนุษย์อีกมากมายในหลายพื้นที่ ของทวีปแอฟริกา จนทำให้มีการจัดจำแนกสายพันธุ์ออกเป็นกลุ่มต่างๆ
ออสตราโลพิเทคัสประกอบด้วยสายพันธุ์ต่างๆ ไม่น้อยกว่า ๙ สายพันธุ์ แบ่งออกเป็น ๒ กลุ่มใหญ่ คือ กราไซล์ออสตราโลพิเทซีนส์ (Gracile Australopithecines) และโรบัสต์ออสตราโลพิเทซีนส์ (Robust Australopithecines)
ก. กลุ่มกราไซล์ออสตราโลพิเทซีนส์
มีลักษณะร่วมทั่วไปคือ รูปร่างสมส่วน ไม่ใหญ่โตเทอะทะ ประกอบด้วยสายพันธุ์ต่างๆ ดังนี้
ออสตราโลพิเทคัสอะนาเมนซิส (Australopithecus anamensis)
พบในทวีปแอฟริกาตะวันออก โดยพบครั้งแรกใน พ.ศ. ๒๕๐๘ ที่แหล่งคานาปอย (Kanapoi) ใกล้กับทะเลสาบเทอร์แคนา (Turkana Lake) ในประเทศเคนยา ชิ้นส่วนที่พบเป็นส่วนปลายของกระดูกต้นแขน ต่อมา ใน พ.ศ. ๒๕๓๘ ได้มีการขุดค้น ที่แหล่งดังกล่าวอีก และจากการกำหนดอายุซากดึกดำบรรพ์ที่พบ ได้ค่าอายุ ๔.๒ - ๓.๙ ล้านปีมาแล้ว ซากที่พบส่วนมากเป็นฟัน แต่ชิ้นส่วนกะโหลก และชิ้นส่วนกระดูกต้นแขน และกระดูกขา ส่วนล่างก็พบบ้างไม่มากนัก ลักษณะของกระดูกแขนและขาบ่งชี้ว่า สายพันธุ์นี้เดินสองเท้า ลักษณะของฟัน กะโหลก และขากรรไกรบน ยังมีลักษณะดั้งเดิมอยู่ เช่น ฟันเขี้ยวใหญ่เหมือนกับฟันของลิงไม่มีหาง แต่ก็เล็กกว่าฟันของ อาร์ดิพิเทคัส และมีเคลือบฟันหนากว่า
นอกจากนี้ยังพบที่แหล่งอัลเลีย เบย์ (Allia Bay) ซึ่งตั้งอยู่ทางตะวันออก ของทะเลสาบเทอร์แคนา หลักฐานที่พบประกอบด้วย ฟัน และชิ้นส่วนขากรรไกรล่าง โดยพบร่วมกับกระดูกสัตว์น้ำ เช่น ปลา จระเข้ รวมทั้งกระดูกของสัตว์อื่นๆ เช่น แอนติโลป ฮิปโปโปเตมัส
ออสตราโลพิเทคัสอะนาเมนซิส แสดงถึงการผสมผสานระหว่าง ลักษณะดั้งเดิม กับลักษณะที่พัฒนาขึ้นใหม่ เช่น ใบหน้า และขากรรไกร มีลักษณะคล้ายกับลิงไม่มีหาง แต่กระดูกแขนและขาแสดงให้เห็นว่า มีการเคลื่อนย้ายไปมาโดยการยืนบนสองเท้า และเคลือบฟันหนาคล้ายกับบรรพบุรุษของมนุษย์ ปัจจุบัน อาจมีน้ำหนักประมาณ ๔๗ - ๕๕ กิโลกรัม จากหลักฐานกระดูกสัตว์ที่พบร่วมบ่งชี้ว่า ออสตราโลพิเทคัสอะนาเมนซิส คงอาศัยอยู่ใกล้แม่น้ำ และอยู่ใกล้สภาพแวดล้อม ที่เป็นป่าแล้ง หรือป่าไม้พุ่ม มีพื้นที่โล่งพอสมควร อาหารหลักอาจเป็นผลไม้ ใบไม้ และอาหารที่มีเนื้อแข็ง และค่อนข้างเหนียว
ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส (Australopithecus afarensis)
อาศัยอยู่ในแอฟริกาตะวันออกเช่นเดียวกับออสตราโลพิเทคัสอะนาเมนซิส ในช่วง ๔ - ๓ ล้านปีมาแล้ว ซากดึกดำบรรพ์ของสายพันธุ์นี้ เท่าที่ได้ค้นพบแล้ว มีมากกว่าซากดึกดำบรรพ์ ของสายพันธุ์อื่น และได้มาจากหลายแหล่ง ส่วนใหญ่ได้มาจากการศึกษาภาคสนามของ ดร. โดนัลด์ โจแฮนสัน (Dr.Donald Johanson) ในช่วงต้นทศวรรษ ๒๕๑๐ ที่แหล่งโบราณคดี ฮาดาร์ (Hadar) ในประเทศเอธิโอเปีย มีอายุประมาณ ๓.๓ - ๒.๘ ล้านปี นอกจากนี้ก็มีตัวอย่างจากการค้นพบ ของ แมรี ลีกกี ใน พ.ศ. ๒๕๑๗ ที่แหล่งโบราณคดีแลโทลี (Laetoli) ในประเทศแทนซาเนีย ซึ่งมีอายุราว ๓.๘ - ๓.๖ ล้านปี และแหล่งอื่นๆ อีก ชื่อสายพันธุ์นี้มาจากบริเวณที่ค้นพบซากดึกดำบรรพ์ครั้งแรก คือ แคว้นอะฟาร์ (Afar) ซึ่งเป็นบริเวณ ที่แหล่งโบราณคดีฮาดาร์ตั้งอยู่
ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส มีลักษณะทั่วไปคล้ายลิงไม่มีหาง แต่เดินด้วยสองเท้า หลักฐานสำคัญที่แสดงว่า สายพันธุ์นี้เดินสองเท้าคือ โครงกระดูกผู้หญิงที่โตเป็นผู้ใหญ่แล้ว นักมานุษยวิทยาตั้งชื่อเล่นว่า "ลูซี" (Lucy) โดยมีที่มาจากเพลง "Lucy in the Sky with Diamonds" ของวง "เดอะ บีเทิลส์" (The Beatles) ซึ่งเป็นวงดนตรี ที่กำลังได้รับความนิยมมาก ในขณะนั้น กระดูกของ "ลูซี" ที่ค้นพบมีประมาณร้อยละ ๔๐ ของกระดูกร่างกายทั้งหมด ถือว่า ได้เป็นโครงกระดูก ของออสตราโลพิเทซีนส์ ที่สมบูรณ์มากที่สุด เท่าที่มีการค้นพบ "ลูซี" มีรูปร่างเล็ก สูงประมาณ ๙๗ เซนติเมตร หนักประมาณ ๒๗ กิโลกรัม ลักษณะของกระดูกเชิงกรานและกระดูกต้นขาแสดงว่า "ลูซี" เดินสองเท้า นอกจากนี้ ดร.โจแฮนสันยังพบกลุ่มกระดูก มากกว่า ๒๐๐ ชิ้น ที่แหล่งใกล้กับฮาดาร์ ผลการวิเคราะห์กระดูกทั้งหมดพบว่า มาจากผู้ใหญ่อย่างน้อย ๙ คน และเด็กโต ๔ คน ซึ่งได้รับการกล่าวถึงว่า เป็น "ครอบครัว" แรกของโลกด้วย กระดูกที่พบรวมกันทั้งหมด ยังช่วยให้เราทราบถึงความแตกต่าง ของร่างกาย ระหว่างเพศอีกด้วย ปัจจุบันซากดึกดำบรรพ์ที่ค้นพบที่ฮาดาร์ทั้งหมดจัดเป็นกลุ่มใหญ่ที่สุด และสันนิษฐานว่า น่าจะมีจำนวนระหว่าง ๔๐ - ๑๐๐ คน
ภาพจำลอง "ลูซี" ซึ่งเป็นเพศหญิง และจัดเป็นสมาชิกของ ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรสซิส
นอกจากนี้ยังพบรอยเท้าของสายพันธุ์นี้ที่แหล่งแลโทลี ในประเทศแทนซาเนีย ซึ่งแสดงว่า สายพันธุ์นี้เดินสองเท้าอย่างไม่ต้องสงสัย หลักฐานที่พบเพิ่มเติมภายหลัง เช่น นิ้วเท้าและกระดูกแขนที่ค่อนข้างโค้ง บ่งชี้ว่า ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส มีความสามารถ ในการปีนป่ายด้วย
ขนาดร่างกายของออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิสนั้น เพศหญิงสูงประมาณ ๑ เมตร เพศชายสูงถึงประมาณ ๑.๕ เมตร น้ำหนักระหว่าง ๓๐ - ๗๐ กิโลกรัม รูปร่างโดยทั่วไปค่อนข้างเล็ก ลำตัวส่วนบนแสดงลักษณะดั้งเดิมบางอย่าง เช่น แขนยาวกว่าขา คล้ายกับลิงไม่มีหาง กะโหลกมีลักษณะดั้งเดิม ตรงที่ขากรรไกร ยื่นออกมาข้างหน้า หน้าผากถอยร่นไปด้านหลัง และกะโหลกค่อนข้างต่ำเหมือนกับกะโหลก ของลิงไม่มีหาง ปริมาตรสมองประมาณ ๔๓๐ ลูกบาศก์เซนติเมตร
ลักษณะฟันของ ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส มีลักษณะผสมระหว่างของมนุษย์กับของลิงไม่มีหาง เช่น ฟันมีขนาดเล็กลง และไม่ยื่นออกมามาก แต่ก็มีขนาดใหญ่กว่า และยื่นออกมามากกว่าฟันเขี้ยว ของมนุษย์ปัจจุบัน ส่วนฟันกรามมีลักษณะปุ่มฟัน และขนาด ใกล้เคียงกับของมนุษย์ แต่การเรียงตัวของแถวฟันขนานกันเป็นอักษรรูปตัวยู (U) คล้ายกับของลิงไม่มีหาง ฟันบางซี่มีรอยสึก ซึ่งแสดงว่า กินอาหารที่ค่อนข้างแข็งและสาก
ขณะนี้ เรายังไม่พบหลักฐานว่า มีการใช้เครื่องมือ แต่ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่า ออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส ไม่รู้จักใช้เครื่องมือ แต่อาจจะใช้เครื่องมือ ที่ทำจากอินทรียวัตถุก็ได้ ซึ่งผุพังเน่าเปื่อยไป ไม่เหลือทิ้งไว้ในแหล่งโบราณคดี หรือไม่ก็ใช้เครื่องมืออย่างง่ายที่ไม่ต้องดัดแปลงตกแต่งมาก ซึ่งมักไม่เป็นที่สังเกต ของนักวิชาการ
ออสตราโลพิเทคัสบาห์เรลกาซาลี (Australopithecus bahrelghazali)
ค้นพบใน พ.ศ. ๒๕๓๘ ที่บริเวณแหล่งบาห์เรล กาซาล (Bahrel Ghazal) ในประเทศชาด ทางตอนกลางของทวีปแอฟริกา โดยคณะนักวิจัยชาวฝรั่งเศส ซากดึกดำบรรพ์ที่พบ ได้แก่ กระดูกขากรรไกรล่าง ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับขากรรไกร ของออสตราโลพิเทคัสอะฟาเรนซิส ที่พบที่ฮาดาร์ ในประเทศเอธิโอเปีย ดังนั้น จึงกำหนดอายุ โดยการเทียบเคียง กับซากดึกดำบรรพ์จากฮาดาร์ได้ว่า ราว ๓.๕ - ๓.๐ ล้านปีมาแล้ว