De 1,9 miljoner år gamla fossilen beskrevs först 2010 och med artnamnet Australopithecus sediba.
Men teamet bakom upptäckten har nu kommit tillbaka med en djupare analys.
Den berättar för tidskriften Science att egenskaper som setts i hjärnan, fötterna, händerna och bäckenet hos A. sediba alla tyder på att denna art var på direkt evolutionär linje för oss - Homo sapiens.
"Vi har undersökt de kritiska områden av anatomi som har använts konsekvent för att identifiera unika människor", säger professor Lee Berger från University of Witwatersand i Johannesburg
"Alla dessa funktioner kunde ha utvecklats separat, men det är högst osannolikt att alla av dem skulle ha utvecklats tillsammans om A. sediba inte var relaterad till vår härstamning," teamledaren informerade BBC News.
Det är ett stort påstående och skulle, om det stämmer, åsidosätta andra kandidater i det fossila rekord för vilket liknande påståenden har gjorts tidigare.
Teorien säger att moderna människor kan spåra en linje tillbaka till en varelse som kallas Homo erectus och som levde för mer än en miljon år sedan. Detta djur, enligt många paleoantropologer, kan i sin tur ha haft sitt ursprung i mer primitiva homininer, som de är kända, såsom Homo habilis eller Homo rudolfensis.
Det påstående som nu gjorts för A. sediba är att även om den är äldre än sina "rivaler", var en del av dess anatomi och förmågor mer avancerade än dessa yngre former. Enkelt uttryckt, det är en mer trovärdig förfader för H. erectus, Bergers team hävdar.
Sediba exemplaren grävdes fram vid Malapa i den berömda Cradle of Humankind World Heritage, strax nordväst om Jo'burg.
De drogs från en grop - en depression kvar i marken av ett grottkomplex som hade förlorat sitt tak genom erosion med tiden.
De två individerna, som var identifierade som en vuxen kvinna och en ung man, var möjligen mor och son.  Vad som verkar säkert är att de dog tillsammans i någon tragisk olycka som såg dem antingen falla in i grottkomplexet eller fastna i det. Efter döden spolades deras kroppar in i en bassäng och cementerades i tid tillsammans med resterna av många andra djur som fastnade på samma sätt.
Under de månader som gått sedan tillkännagivandet 2010 har professor Berger och kollegor gjort en ytterligare detaljerad bedömning av resterna.
Röntgenbilder avslöjar apmänniskans hjärna.
Ålder: De senaste dateringsteknikerna applicerades på sedimenten som innesluter fossilerna.  Medan de ursprungliga uppskattningarna hade satt kvarlevornas ålder på någonstans mellan 1,78 och 1,95 miljoner år gamla, har den nya analysen minskat detta osäkerhetsfönster till bara 3.000 år. Den nya åldern är nu mellan 1.977 och 1.98 miljoner år gammal.  Den förfinade dateringen är viktig, säger teamet, eftersom det sätter A. sediba tillräckligt djupt i tid för att vara en realistisk förfader till H. erectus.
Doktor Robyn Pickering, från University of Melbourne i Australien, som ledde dateringen, sade till BBC News: " Detta är en mycket intressant tid i människans evolution, eftersom det är då vi tycker att vi bör se början på vårt släkte, Homo.  Tidigare har vi haft väldigt få fossil från denna tidsperiod, så sedibafossilen är anmärkningsvärda i att de är så kompletta."
Hjärna: En högupplöst röntgenbild av det manliga exemplarets skalle har gett upphov till ett virtuellt kast av hjärnskålen. Detta genomfördes vid European Synchrotron Radiation Facility i Grenoble. Utifrån detta uppskattar forskarna att en vuxen A. sedibas hjärna har varit omkring 440 kubikcentimeter i volym, eller ungefär lika stor som en medium grapefrukt. Detta är mindre än mycket äldre fossil i rekordet såsom den berömda "Lucy" prov, Australopithecus afarensis (3,2 miljoner år), men, intressant nog, formen är mer mänsklig-liknande, särskilt vid fronten.  Detta kan antyda i början av omorganiseringen av hjärnan som skulle vara nödvändigt för att göra oss till vad vi är idag.
Pelvis: bäckenet är kort och brett som ett mänskligt bäcken.  En uråldrig varelse som Lucy har ett smickrande bäcken. En populär idé har varit att det moderna mänskliga bäckenet utvecklades parallellt med den gradvisa ökningen av hjärnvolymen - vilket underlättar födelsen av barn med större huvuden.  A. sediba ljuger för denna teori, säger teamet, eftersom den hade ett modernt bäcken medan den hade en liten hjärna.
Hand: Höger hand av honan är mycket nästan komplett.  Det ser mycket mer ut som en modern mänsklig hand än en aphand. Dess fingrar är kortare i förhållande till tummen än i en schimpans.  Och ändå verkar den ha haft starka muskler för att gripa tag, vilket tyder på att A. Sediba tillbringade mycket tid med att klättra genom trädens grenar. Laget hävdar också att fingerfärdigheten skulle ha funnits där för att göra enkla verktyg.
Fot: Fotleden är mestadels människolik i form och det finns vissa bevis för en människolik båge och Akilles sena. Men A. sediba hade en apliknande häl och nedre skenben, eller skenben.  Forskarna tror att denna kombination kan ha lett till en distinkt typ av promenad när varelsen inte klättrade i träd.
Oavsett riktigheten i analysen, har varelsen verkligen en fascinerande blandning av funktioner - vissa ålderdomliga, vissa moderna.
Oberoende forskare beskriver fossilerna som utsökta och ytterst fascinerande.
Doktor William Harcourt-Smith från American Museum of Natural History i New York sade: " En härstamning av Australopithecus ledde nästan säkert till den första medlemmen av vårt eget släkte, Homo, och från den tiden framträdde moderna människor.
"Men vissa av dem är sidogrenar, och vi försöker att räkna ut vilka de är och vilka de inte är - och det är därför detta fynd är så viktigt. På många sätt är dessa fossil den "rökande pistolen" strax före uppkomsten av vårt eget släkte."
Och professor Chris Stringer, från Londons naturhistoriska museum, sade till BBC News: " Detta är inte slutet på berättelsen. Vad som kan hända är att det fanns flera australopithecin former alla evolverande mänskliga-liknande egenskaper parallellt när de vände sig till kött-ätande och verktygstillverkning och flytta större avstånd.
"Frågan nu är att dra ut ur denna röra som man verkligen är förfader till släktet Homo.  Vi vet att det finns mer kvar att komma från denna otroliga webbplats.  Låt oss se om andra individer också visar denna blandning av funktioner."
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk
De gamla kvarlevorna av två människolika varelser som finns i Sydafrika kan förändra vårt sätt att se på vårt ursprung.