A dieta dos ancestrais humanos conhecidos varia dramaticamente ao longo do tempo. A rigor, de acordo com antropólogos evolucionistas e arqueólogos, não existe uma única dieta paleolítica de hominídeos. O Paleolítico abrange cerca de 2,8 milhões de anos, concomitante com o Pleistoceno, e inclui vários ancestrais humanos com as suas próprias adaptações evolutivas e tecnológicas, vivendo numa ampla variedade de ambientes. Este fato, juntamente com a dificuldade de encontrar provas conclusivas, muitas vezes torna muito difíceis generalizações amplas das dietas humanas anteriores. Nossos ancestrais primatas pré-hominídeos eram amplamente herbívoros, contando com folhagens ou frutas e nozes, e a mudança na amplitude da dieta durante o Paleolítico é frequentemente considerada um ponto crítico na evolução dos hominídeos. Uma generalização entre as dietas paleolíticas dos vários ancestrais humanos que muitos antropólogos fazem é que todos eles são, em um grau ou outro, onívoros e estão de maneira complexa ligados ao uso de ferramentas e às novas tecnologias. No entanto, de acordo com a Academia de Ciências da Califórnia, "Antes de cerca de 3,5 milhões de anos atrás, os primeiros humanos comiam quase exclusivamente folhas e frutos de árvores, arbustos e ervas - semelhantes aos gorilas e chimpanzés modernos."

Contexto Devido à variedade de ambientes habitados, à fisiologia dos humanos e aos ancestrais humanos vivos durante o Paleolítico ao longo de 2,8 milhões de anos, não podemos atribuir um único conjunto de dieta a qualquer espécie, grupo regional ou cultural. Cérebros maiores exigiam uma maior ingestão calórica. Em climas mais frios, a carne pode ser necessária devido à menor disponibilidade de alimentos vegetais, e, em climas tropicais mais quentes, uma gama mais ampla de plantas estaria disponível.

Evolução dos Hominídeos Estimativas recentes dos últimos ancestrais comuns de humanos e chimpanzés datam de cerca de 12 milhões de anos atrás. Após esta divisão, os primeiros hominídeos bípedes apareceram há cerca de 4 milhões de anos no gênero Australopithecus. O primeiro aparecimento do gênero Homo ocorreu há cerca de 2,8 milhões de anos com o Homo habilis, seguido pelo Homo erectus há cerca de 1,8 milhão de anos, o Homo neanderthalensis há 400.000 anos e, finalmente, o primeiro aparecimento do Homo sapiens há 200.000 anos. Em cada nova espécie de hominídeo, particularmente no gênero Homo, há uma tendência geral de aumento do tamanho do cérebro e diminuição da dentição. Esses padrões estão conectados, de forma complexa, a uma dieta em evolução.

Linhas de evidência para descobrir a dieta dos ancestrais humanos Existem inúmeras dificuldades em detectar e compreender a antiga dieta dos ancestrais humanos. O Paleolítico começa há cerca de 2,6 milhões de anos e termina apenas cerca de 12.000 anos atrás, com o início do Holoceno e do Neolítico. A enorme escala de tempo, os ambientes variáveis ​​habitados pelos ancestrais humanos e os problemas de preservação garantem que muitas vezes é muito difícil obter evidências diretas sobre nossos ancestrais.

Os antropólogos evolucionistas que estudam a evolução das origens humanas e da dieta usam uma variedade de métodos para determinar o que os ancestrais humanos comiam. Como ponto de partida, uma análise comparativa das dietas dos parentes vivos mais próximos dos humanos, grandes símios como chimpanzés, bonobos e outros grandes símios, embora essas comparações sejam limitadas. Através da reconstrução ambiental das áreas onde os humanos antigos viveram, podem ser feitas inferências sobre os recursos disponíveis. Um método comum de análise é através do estudo da dentição e do desgaste dentário, pois diferentes alimentos deixarão diferentes marcadores que podem ser estudados. Nas últimas décadas, o estudo da dentição, incluindo o seu tamanho, formato e estrutura, tem sido complementado com técnicas mais sofisticadas. Entre elas, estão a análise da biogeoquímica, microdesgaste dental e placas dentais calcificadas. Neste tipo de análise, focada na topografia dental, são procurados os chamados foodprints, em alusão à impressão digital (do inglês, fingerprints). São feitas análises de fitólitos e biomarcadores genéticos incorporados nas placas dentais calcificadas, impactos abrasivos dos alimentos e composição isotópica do esmalte dental.

Outro método possível de análise é através das diferenças na prevalência e na posição das cáries dentárias. Frequências de cárie mais baixas ou mais altas estão geralmente associadas a dietas ou comportamentos. Por exemplo, a alta prevalência de cárie (ou seja, >5% dos dentes) está associada a dietas agrícolas, e aos caçadores-coletores, grupos dependentes de alimentos cariogênicos. Baixa prevalência de cárie (ou seja, <1% dos dentes) está frequentemente associada a uma dieta rica em alimentos marinhos ou carne terrestre. Parece que uma ocorrência entre baixa e moderada de cárie era comum nessas populações de hominídeos, normalmente afetando 1–5% dos dentes – sugerindo grupos de caçadores-coletores. A maioria dos fósseis atribuídos ao gênero Homo também exibe cárie e pode estar relacionada ao consumo de alimentos cariogênicos como tubérculos, nozes, plantas ou frutas. A dieta desses caçadores-coletores teria sido diversificada, mas tubérculos ricos em amido foram sugeridos como um possível contribuinte para a ocorrência de cárie. Da mesma forma, o mel é consumido em muitos grupos recentes de caçadores-coletores, portanto pode estar presente na dieta dos primeiros Homo e Paranthropus.

Há também evidências arqueológicas diretas, diferentes tipos de ferramentas que seriam usadas para processar e consumir diferentes tipos de alimentos e muitas vezes estariam associadas a restos de fauna e evidências de incêndio. Coprólitos humanos também podem refletir evidências diretas de dieta.

Coprólitos (fezes preservadas por dessecação ou mineralização) são excelentes fontes de obtenção de dados sobre alimentação e saúde. Com a identificação de vestígios de alimentos encontrados em coprólitos, tais como grânulos de amido, grãos de pólen, fitólitos, tecidos vegetais, fragmentos ósseos, pelos, garras, dentes e escamas de animais, pode-se identificar quais espécies estavam sendo consumidas; no caso de espécies de plantas, que espécies eram coletadas ou cultivadas, em que período do ano foram consumidas, onde e em que abundância existiam e até como eram preparadas para consumo, se cozidas, torradas, cruas, fermentadas, ou preparadas de outras formas.

Dieta dos Hominídeos antes do Paleolítico De modo geral, inferir adaptações alimentares em hominídeos fósseis não é uma tarefa simples e, portanto, as reconstruções da dieta têm se baseado em diversas técnicas (por exemplo, microdesgaste, isótopos estáveis, morfologia funcional, etc.) que forneceram resultados diferentes ou mesmo contraditórios. Embora o formato, estrutura e tamanho da mandíbula e os dentes ofereçam importantes dicas das propriedades de fraturamento do alimento e das tensões mastigatórias que uma espécie está adaptada, eles indicam o que os animais eram capazes de comer e sugerem as pressões seletivas que os ancestrais desses animais enfrentaram, e não indicam o que indivíduos específicos comiam. Para obter evidência da dieta dos espécimes fósseis encontrados, são utilizadas preferencialmente as técnicas de microdesgaste e isótopos estáveis.

Os microdesgastes encontrados nos fósseis  refletem o que o indivíduo consumiu  nas semanas anteriores a sua morte. Aqueles indivíduos que esmagam alimentos duros e quebradiços (por exemplo, nozes e ossos) normalmente têm microdesgaste oclusal dominado por poços, enquanto aqueles que cortam itens (por exemplo, folhas, carne) com mais frequência apresentam estrias longas e paralelas em suas superfícies de desgaste. Isso significa que, indivíduos que possuem uma dieta com maior variedade de alimento apresentam uma ampla gama de texturas de microdesgastes.

Os isótopos estáveis presentes nos alimentos são incorporados nos dentes e ossos em crescimento dos consumidores. Consequentemente, esses tecidos adquirem composição isotópica relacionada à fonte de alimento, revelando a dieta do indivíduo. Isótopos de carbono são importantes para os estudos da dieta paleolítica de hominídeos pois informa, por exemplo, a proporção no consumo de plantas que utilizam C3 (como árvores e arbustos) e plantas que utilizam C4 (como gramíneas tropicais).

Acredita-se que os predecessores diretos do gênero Homo, os Australopithecus, tenham sido amplamente frugívoros ou herbívoros. A morfologia dentária e da mandíbula do Australopithecus afarensis costuma ser considerada uma indicação de uma dieta de alimentos mais duros e quebradiços; no entanto, a análise do desgaste dentário de alguns espécimes reflete uma dieta de gramíneas e folhas duras. Isto é corroborado por evidências isotópicas de carbono estáveis ​​que indicam o consumo de plantas encontradas ao longo das margens dos rios e sob a cobertura de árvores. Um estudo recente que analisou vários táxons de hominídeos mostrou que eles provavelmente não eram especialistas em alimentos duros, provavelmente contando com uma dieta mais mole. Fitólitos recuperados da dentição de um esqueleto juvenil de Australopithecus sediba inclui plantas monocotiledôneas e eudicotiledôneas, reforçando a teoria acima posta. Os tipos de fitólito encontrados também indicam que o indivíduo em estudo tinha uma dieta variada, incluindo tecidos lenhosos e cascas de árvores.

Análises biogeoquímicas da dentição de Australopithecus africanus indicam que a proporção entre os elementos químicos Sr/Ba é consideravelmente distinta das espécies contemporâneas da África do Sul. Essa relação indica que o consumo de raízes, rizomas e bulbos por esta espécie fosse intenso.

Homo naledi, Homo habilis, Homo floresiensis and Homo erectus

Homo naledi Quase metade dos dentes de H. naledi apresentam uma ou mais lascas na superfície do esmalte, causadas pelo contato dos dentes com alimentos duros ou areia ambiental durante a vida. Essas fraturas de esmalte antemortem são predominantemente pequenas e estão localizadas nas superfícies entre os molares, sugerindo que um pequeno item dietético duro era comumente consumido ou, mais provavelmente, grãos ambientais foram incorporados à sua dieta ao consumir alimentos como tubérculos. Dois outros estudos apoiam a sugestão de que H. naledi consumiu grandes quantidades de pequenos objetos duros, provavelmente na forma de poeira ou cascalho. O formato da coroa apoia essa descoberta, com molares com coroa mais alta e mais resistentes ao desgaste, evoluindo potencialmente para proteção contra partículas abrasivas. Microdesgaste nos molares de H. naledi também sugere que eles consumiam regularmente itens duros e abrasivos. No geral, é provável que H. naledi diferisse substancialmente de outros hominídeos fósseis africanos em termos de dieta, comportamento ou processamento mastigatório.

Homo habilis