Homo ergaster y la mutación en el gen MYH16

En 2004 Hansell Stedman descubrió una mutación en el gen MYH16. Este gen codifica para la cadena pesada de la miosina, una proteína esencial de la musculatura masticatoria. La mutación tuvo lugar hace 2,4 Ma en el linaje homínido que dio origen al género Homo y parece encontrarse en todas las especies humanas y solo en ellas. El gen mutado condicionó una disminución de la musculatura masticatoria, desapareciendo las inserciones sagitales de los potentes músculos temporales, que constreñían el cráneo.

Al desaparecer esta constricción se inició un proceso de dehiscencia de suturas, aumento del volumen craneal y secundariamente del volumen cerebral.

Referencia: Stedman, H. H. et al. “Myosin gene mutation correlates with anatomical changes in the human lineage”. Nature, 428, 415 – 418, doi:10.1038/nature02358 y comentarios en “Jaw-dropping theory of human evolution” [enlace].

Es posible que esta mutación se expresara de una forma extraordinaria en Homo ergaster (1,8 – 0,5 Ma). En su proceso evolutivo, el cerebro aumentó pasando de los 450 cc del volumen cerebral de los australopitecinos a los 900 cc (cifras aproximadas) y desarrolló unas habilidades revolucionarias:

  • Homo ergaster pudo buscar y elegir instrumentos con una forma adecuada para su función.
  • Se asocia también a la industria lítica Achelense o Modo 2 (Ej: bifaces, hendedores, triedros…).
  • No hay evidencias de pensamiento simbólico aunque pudo elaborar abstracciones rudimentarias (reconocer un animal a partir de sus huellas).
  • La anatomía de su aparato fonador y su capacidad cerebral sugieren que pudo ser la primera especie del género Homo con capacidad para el lenguaje articulado y alguna forma de comunicación lingüística.
  • Esta posible capacidad lingüística apoya la hipótesis de que Homo ergaster pudo ser la primera especie del género Homo en establecer relaciones sociales complejas.

Homo ergaster es considerada probable candidata a ser la primera especie del género Homo en el linaje directo de los humanos modernos. La ubicación de Homo ergaster entre otras especies cercanas se ilustra a través de la siguiente tabla, que no es un “árbol filogenético” sino un esquema simplificado:

– Contigüidad en las filas: posible relación entre algunas especies.
– Flechas: extinción estimada de algunas especies.
– Faltan especies (Paranthropus, Denisovanos, H. naledi, H. floresiensis…)
– Las cifras son orientativas.
– En verde = Especies australopitecinas más probables en la transición al género Homo.
– En marrón = Especies humanas más probables en nuestro linaje directo.

En definitiva, la mutación en el gen MYH16 pudo ser uno de los factores relevantes en el proceso evolutivo de Homo ergaster.

En primates no humanos, MYH16 se expresa exclusivamente en músculos de la cabeza, incluidos los músculos encargados de la masticación; en humanos, una mutación en este gen produce la pérdida de su función. En ese sentido, al realizarse comparaciones con otros primates, los humanos tienen un sistema para la masticación poco desarrollado, sugiriendo que la pérdida del gen MYH16 fue parcialmente responsable de ello (Rosales-Reynoso, 2018).

Pan y queso en la prehistoria

El primer pan

Los ingredientes del pan más antiguo son: harina de trigo, cebada y avena silvestres, además de un tubérculo acuático de la familia del papiro y de la chufa. Al no tener levadura, era plano, menos poroso y sin miga. Y sería más amargo que nuestro pan cotidiano.

En julio de 2018 se presentó el estudio del pan más antiguo, procedente del yacimiento de Shubayqa-1, en Jordania, de la cultura natufiense. Allí se encontraron en 2013 restos de pan carbonizado entre las cenizas de una hoguera de 14.600 años de antigüedad, junto con más de 65.000 restos de semillas, carbones y tubérculos. Eran pequeños fragmentos amorfos y porosos de 1 a 3 cm con granos incrustados. Recordaban a las migas de panes elaboradas por las sociedades agrícolas neolíticas, pero elaborados 5.000 años antes por grupos de cazadores-recolectores que comenzaban a tener una vida sedentaria. Buscaban los cereales silvestres y los procesaban de forma ardua para sacar el grano, limpiarlo, moler y mezclar con agua. Era por tanto un alimento especial. Este hallazgo refuerza la hipótesis de que la elaboración del pan (y de la cerveza) fue uno de los motores para comenzar a cultivar cereales con mucha antelación a la domesticación de los animales y el desarrollo de la agricultura.

Más información: Arranz-Otaegui, A. et al. “Archaeobotanical evidence reveals the origins of bread 14,400 years ago in northeastern Jordan”. PNAS, 2018 [acceso].

Shubayqa-1 pan

Hoguera de Shubayqa-1 y fragmento de pan encontrado allí. Crédito: Amaia Arranz

El primer queso 

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Dikika, la niña australopiteca

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Tras el niño de Taung, uno de los homininos infantiles más famosos es Dik-1-1, un esqueleto casi completo de Australopithecus afarensis de 3,3 millones de años (Ma). Fue encontrado entre 2000 y 2003 en el sitio de Dikika cerca de Hadar (Etiopía), por Tilahun Gebreselassie, del equipo de Zeresenay Alemseged, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig. Bernard Wood llamó a este hallazgo A precious little bundle“, un precioso pequeño puñado de huesos. Se tardaron seis años hasta conseguir separar los huesos del sedimento cementado donde se encontraban. Lo apodaron Selam (que significa Paz en amárico) e incluso Lucy’s baby, aunque en los últimos tiempos se ha generalizado un mayor uso del alias Dikika’s Baby o Niña de Dikika.

Los huesos conservados de la Niña de Dikika representan prácticamente todas las partes del esqueleto, y nos proporcionan una información valiosísima sobre la ontogénesis de su especie. A continuación resumo el conocimiento que nos ha dejado este pequeño individuo:

  • A partir de su dentición se ha estimado una edad de entre 3 y 4 años en el momento de su muerte. Toda la dentición decidua estaba presente, y las coronas de los primeros molares no habían erupcionado pero estaban plenamente formadas.
  • Su cráneo tiene similitudes con otros Australopithecus infantiles, como el propio Taung-1 o el afarensis juvenil AL 333-105. Su capacidad craneal era 235 cc, y se estima que habría alcanzado 425 cc de adulto.
  • El cerebro de Au. afarensis muestra un desarrollo lento, aproximándose al de los humanos, pero la dentición tiene un desarrollo más rápido y próximo de los simios africanos. Se encontraría alrededor del fin del periodo de lactancia.
  • Conserva el hueso hioides, que es muy difícil de encontrar fosilizado. El hioides de Selam tiene una cavidad en su base que sirve como saco de aire, como en Pan, mientras que este hueso es plano en Homo. Es decir, emitiría sonidos más parecidos a los de un chimpancé que a los de un humano.
  • Era un ser bípedo, según expresan la posición del foramen magnum y los huesos de las piernas.
  • Sin embargo, la escápula y los huesos curvados de las manos y los pies indican que conservaba cierta vida arbórea, capacidad para trepar y de balanceo, tal como se ha observado en otros especímenes de su especie. El entorno donde vivió se componía de praderas herbáceas y bosques de galería.
  • La morfología y organización de su columna vertebral presenta una forma transitoria hacia la humana y menos afín con la de los simios africanos. Tiene 7 vértebras cervicales y 12 vértebras torácicas como los humanos (los simios africanos tienen 13).

La región de Dikika está rodeada por tres grandes áreas de conocida riqueza de fósiles homininos:

  • Hadar, tan solo 10 km al norte, lugar del hallazgo de Lucy y de La primera familia (un grupo fosilizado de 17 individuos de Au. afarensis).
  • Gona al oeste, donde apareció una colección útiles líticos de 2,5 Ma.
  • Middle Awash al sur, zona de múltiples hallazgos de homininos de diversos periodos, como Ardi (Ardipithecus ramidus, 4,4 Ma), Bodo (Homo rhodesiensis, 600 ka) o Herto (Homo sapiens, 160 ka).

Más información:

  • Alemseged, Zeresenay et al. “A juvenile early hominin skeleton from Dikika, Ethiopia”. Nature volume 443, pages 296–301 (21 September 2006 [link].
  • Madison, Paige, “The Discovery of The Dikika Baby Fossil as Evidence for Australopithecine Growth and Development”. Embryo Project Encyclopedia (2015-02-02). ISSN: 1940-5030 [link].
  • Ward, Carol V. “Thoracic vertebral count and thoracolumbar transition in Australopithecus afarensis”. PNAS, 2017 [link].
  • The Afar Triangle, by Paige Madison | Nutcracker Man [link]. 
Niña de Dikika

Niña de Dikika. Esqueleto y detalle de cráneo y columna vertebral. Crédito: Zeray Alemseged

Dikika, the Australopithecine girl 

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¿Neandertales cerca del círculo polar ártico?

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A raíz de estudiar los hallazgos de restos neandertales más extremos geográficamente, me topé con un planteamiento publicado en 2011 del que recuerdo el impacto mediático que provocó en su día: ¿Llegaron los neandertales cerca del círculo polar ártico?

Esta idea se basaba en el estudio de un conjunto lítico de 313 objetos (80 de ellos son productos finales) en el yacimiento de Byzovaya, en Rusia, situado a 1.500 km al noreste de Moscú, 2.000 km al noroeste de la cueva Denisova, y en una latitud (65º) mucho más septentrional que los restos neandertales de Pontnewydd, en Gales (53º). En asociación con el conjunto lítico se hallaron 4.000 huesos procesados, el 97% son de 21 individuos de mamut (Mammuthus primigenius). Pero no hay restos humanos. El yacimiento tiene 550 m2, con distintas excavaciones desde 1965.

Su datación es 31-34 ka. Se proponía la asignación de esta colección a la industria Musteriense, por la presencia de talla Levallois y discoide, y los retoques en forma de raederas y muescas. Apenas hay líticos más delgados y propios del Paleolítico Superior como láminas o puntas de proyectil. Tampoco industria ósea ni figuritas o adornos.

Byzovaya

Map showing the location of the Byzovaya site. Source: Slimak L. et al. 2011 (see reference #1)

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Hasta dónde llegaron los neandertales

En este artículo recopilo los restos neandertales que se han hallado hasta ahora en los puntos geográficos más extremos. Alguno está en discusión, así que serán bienvenidos los comentarios que puedan ayudar a enriquecer este mapa:

Mapa extremos neandertales

Mapa extremos geográficos de restos neandertales. Crédito: Roberto Sáez

NORTE

Pontnewydd 

En la cueva Pontnewydd, en Gales, en 1978 se hallaron 19 dientes y un fragmento de mandíbula que pertenecieron a un neandertal de 11 años. El taurodontismo de los dientes es un rasgo típico neandertal, si bien la antigüedad estimada (¡230 ka!) situaría estos materiales entre los especímenes preneandertales en espera de clasificación.

Pontnewydd neandertal

Izq: Ogof Bontnewydd Cave, credit: Llywelyn2000 (source: Wikipedia). Dch: Pontnewydd jaw, credit: National Museum Whales

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Conferencia “Prehistoria de la compasión”

¡Estáis invitados! Acceso libre:

Conferencia “Prehistoria de la compasión“, el martes 30 octubre 2018, 19:00 h. Museo Nacional de Ciencias Naturales. Calle José Gutiérrez Abascal, 2, Madrid. Sala de Paleontología.

La compasión es uno de los comportamientos fundamentales que caracterizan a la cognición humana. ¿Podríamos definir cuándo y por qué surgió este rasgo en nuestra evolución? En el registro fósil contamos con numerosas evidencias de este comportamiento, tal vez más antiguas de lo que esperaríamos…

Prehistoria de la compasión

¿Qué es la autodomesticación?

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Los procesos heterocrónicos actúan sobre el tiempo y el ritmo de la transformación de la forma y tamaño de los individuos de una especie, en relación con los de otra especie, de manera que el desarrollo se amplía o recorta y su ritmo se ralentiza o acelera. Por ejemplo, los perros actuales son más pequeños que sus antepasados los lobos, tienen la cabeza más redonda, un morro corto en los subadultos y un comportamiento dócil.

Los bonobos (Pan paniscus) son muy diferentes a los chimpancés comunes (Pan troglodytes). Éstos son muy agresivos, capaces de matar a otros semejantes e incluso a crías, y se organizan en grupos con una jerarquía individual y sexual muy marcada. En cambio, los bonobos son más tolerantes, y en su grupo no tiene tanta importancia la jerarquía, pudiendo compartir con tranquilidad comida, crías y parejas. Pues bien, los bonobos presentan algunas partes de su cuerpo con proporciones de un chimpancé común subadulto.

¿Por qué sucede esto? Según la hipótesis de la autodomesticación, el proceso evolutivo ha favorecido la retención de rasgos juveniles y recortado el desarrollo de estructuras morfológicas que pueden estar asociadas a un comportamiento agresivo, sobre todo en la cara, como el tamaño de los colmillos o el abultamiento de la región supraorbital. Esto promovería el comportamiento colaborativo de grupo y la socialización (Bruner, E. La evolución del cerebro humano. EMSE EDAPP, 2018).

cráneos humano, neandertal, perro, lobo

Salient craniofacial differences between AMH and Neanderthals (top) and between dogs and wolves (bottom). Credit: Theofanopoulou, C. et al. Self-domestication in Homo sapiens: insights from comparative genomics. PLOS ONE, 2017

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Paleoantropología: novedades 3er trimestre 2018

El tercer trimestre del año suele contar con bastante protagonismo de las campañas de excavación en los yacimientos paleontológicos y el anuncio en prensa de los hallazgos de las mismas. Sin embargo, en esta ocasión, han sido numerosos los estudios científicos publicados con gran impacto en nuestro conocimiento de la evolución humana, tantos que en este artículo me centro en ellos, mientras que sobre las campañas estoy escribiendo en monográficos aparte.

  • La mayor novedad posiblemente fue el estudio de Denisova-11, ejemplo formidable de los nuevos tiempos que gozamos en la paleoantropología. El estudio del material genético recuperado en este fragmento de hueso (de menos de 3 cm de longitud) arrojó varios datos con gran impacto mediático. El hueso perteneció a una joven que murió con 13 años, que tenía un padre denisovano y una madre neandertal. A su vez, el padre denisovano había tenido un antepasado neandertal entre 300-600 generaciones antes. Éste no tenía relación con la línea ancestral de la madre, la cual estaba más relacionada con los neandertales europeos [+info].
Denisova 11

Denisova 11. Imagen: Brown et al. (2016)

  • Otra gran noticia ha sido la publicación de un conjunto de artefactos líticos en Shangchen, al norte de China, datado en 2,1 Ma, que de nuevo revoluciona el conocimiento sobre la expansión temprana de nuestro género Homo, siendo 300.000 años más antiguo que los homininos de Dmanisi (Georgia), de 1,8 Ma [+info].

(I) Yacimientos en Eurasia con evidencias de expansión de Homo. Elaboración propia. (D) Credit: Zhu, Z. et al (2018). Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago

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Panel didáctico de la evolución humana

Tengo cierta debilidad por este panel expuesto en el edificio de Geología del Museo Nacional de Ciencias Naturales, en Madrid. Muestra una secuencia estratigráfica idealizada que contiene algunos de los fósiles más icónicos del árbol filogenético humano, así como evidencias de actividad antrópica en distintas épocas.

No es fácil de fotografiar porque tiene seis metros de alto y una escalera justo al lado, así que he realizado un montaje de varias imágenes para comentarlo aquí.

Panel didáctico evolución humana

Panel didáctico de evolución humana. Foto: Roberto Sáez

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Neandertales de la Sima de las Palomas: novedades en 2018

En el sureste de España se localiza la Sima de las Palomas del Cabezo Gordo (Torre Pacheco, Murcia). Desde 1991 se han desenterrado más de 300 huesos de al menos 11 individuos neandertales de todas las edades, incluyendo tres esqueletos y miles de objetos (líticos y restos de fauna) que ayudan a explicar la ecología de las poblaciones humanas en el área hace entre 50-130 miles de años (ka).

  • Casi todos los restos humanos mencionados se recuperaron de una cámara pedregosa (Conglomerado A) con datación de 50-55 ka. Se incluyen los tres esqueletos, de los que dos están articulados.
  • Debajo, el “Conglomerado B” es un lecho rocoso cementado de 10-15 cm de espesor datado en 65-67 ka. Bajo este lecho se encuentran las capas más profundas de la sima, con una datación de unos 130 Ka en la parte inferior, y donde aparecieron dos dientes incisivos en 2016 y un fragmento mandibular en 2017.
Sima de las Palomas. SP96 y SP97

Sima de las Palomas. Individuos SP96 ‘Paloma’ y SP97. Crédito fotos: MUPANTQUAT

Novedades en 2018

Se han excavado los niveles 6o y 6p, de 100-130 ka, que están dos metros debajo de los esqueletos articulados, y seis metros bajo la misma visera rocosa a la que había llegado el relleno de sedimento de la sima cuando allí se iniciaba su excavación metódica hace dos décadas.

Allí se ha encontrado un nuevo resto de neandertal. Además, se trata de una capa extraordinariamente rica en restos de fauna, principalmente tortuga y conejo, pero también caballos, ciervos, uro, rinoceronte, hiena, lobo, etcétera. En 2017 se identificaron huesos y dientes de lobo y una falange de hiena, además de fragmentos dentarios de rinoceronte. En 2018, un diente de rinoceronte además de restos de caballo, uro, ciervo, cabra hispánica, etc.

El fósil humano consiste en un diente deciduo (molar de leche) de unos 100 ka. Este nuevo hallazgo, junto con el fragmento mandibular y los dos incisivos de las campañas anteriores, verifican la presencia neandertal durante el último período interglaciar entre hace 130-100 ka, mucho antes del depósito de los esqueletos neandertales hace 55-50 ka.

SP18 Sima de las Palomas

Molar SP18 de Sima de las Palomas. Crédito foto: MUPANTQUAT

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