Capacidades auditivas de parántropos, australopitecos y preneandertales

< English version below>

Dejad que comience por los parántropos, por los que tengo cierta debilidad, nuestros extraños parientes lejanos que vivieron hasta hace solo 1 millón de años. Su registro fósil todavía es bastante limitado (unos 700 especímenes entre el Este y el Sur de África). Pero conocemos bastante de su asombrosa morfología craneal hiperespecializada en la masticación, conocemos algo menos de su morfología postcraneal, y bastante poco de su modo de vida, aunque hay unos cuantos estudios muy interesantes.

Uno de mis favoritos se publicó en 2015 y analiza la capacidad auditiva de los parántropos y los australopitecos del Sur de África, gracias a la reconstrucción virtual mediante tomografía computarizada y mediciones directas de las estructuras del oído medio y del oído externo de especímenes de Paranthropus robustus (SK 46 de Swartkrans), dos Australopithecus africanus (STW 98 y STS 25 de Sterkfontein), en comparación con 10 humanos modernos y 11 chimpancés (Pan troglodytes).  Veamos algunas conclusiones:

  • Los humanos modernos tenemos una amplia banda de sensibilidad auditiva entre 1 y 4,5 kHz. Por ejemplo, 4 kHz es el umbral del rango de frecuencias reservado para la voz en las telecomunicaciones (por encima de 4 kHz es para datos). Aquellos homininos no eran capaces de oír como nosotros, es decir, en las frecuencias que utilizamos. Los parántropos y los australopitecos tenían una banda de sensibilidad entre 0,8 y 3,3 kHz, mayor entre 1,5 y 3 kHz.
  • Parántropos y australopitecos tenían una audición similar a la de los chimpancés, que presentan un audiograma con mayor sensibilidad entre 0,6 y 3 KHz y un pico máximo en 1 kHz. A partir de 3,5 kHz ni unos ni otros oían bien, mientras que los humanos modernos seguimos oyendo bien hasta los 4,5 kHz.
  • En particular, aquellos homininos eran incapaces de percibir ciertos sonidos fundamentales en el habla humana, como los que podemos escuchar cuando pronunciamos las consonantes. La capacidad de captar más variedad y riqueza de sonidos es especialmente notable con las consonantes, son las que aportan más información en la comunicación humana. Por tanto, tratando de vincular el estudio de la audición de esos homininos con la interrelación entre audición y habla, podemos inferir que aquellos homininos no eran capaces de hablar, sus sonidos no podían ser tan complejos ni articulados como el habla humana.
  • Sin embargo, los parántropos y los australopitecos presentan una sensibilidad algo más adaptada a frecuencias intermedias, mientras que en los chimpancés la sensibilidad disminuye antes. Poseían un oído que se estaba preparando para escuchar los sonidos propios de los espacios abiertos, donde se estima que procedían la mitad de los recursos que consumían. En un entorno arbolado hay mucho ruido ambiental (en frecuencias intermedias) que generan insectos, anfibios, reptiles, otros animales…. Pero en la sabana, en el espacio abierto, ese ruido ambiental es menor, por lo que se trata de un entorno más apropiado para la comunicación en las frecuencias que hoy explotamos más los humanos para la comunicación. Aquellos homininos se iban adaptando al campo abierto ensanchando su sensibilidad auditiva en ese rango.
Paranthropus group

Paranthropus group, screenshot from the BBC’s documentary ‘Walking with cavemen’

  • Este efecto lo podemos observar hoy en día, con una especie de mono que vive en campo abierto (Chlorocebus aethiops). Este simio tiene una sensibilidad auditiva muy ancha (entre 1 y 8 kHz) y es capaz de generar un amplio repertorio de gritos variados para dar una alerta distinta ante peligros diferentes, distinguiendo por ejemplo si el depredador que amenaza al grupo es una serpiente o un felino. Algunos de los sonidos que emite alcanzan los 5 kHz.
  • Por supuesto, no puedo finalizar este artículo sin mencionar el primer trabajo de estas características en 2004, por Ignacio Martínez (también coautor del trabajo anterior) y otros colegas , que abordaba las capacidades auditivas de 5 especímenes de la Sima de los Huesos (Atapuerca), datados en 430 ka: el famoso Cráneo 5, otro individuo adulto y tres juveniles. Este estudio mostraba una sensibilidad auditiva en estos homininos muy similar a la de los humanos modernos, en particular con una sensibilidad todavía significativa alrededor de los 4 kHz. Si los preneandertales ya eran capaces de oír como nosotros, ¿tal vez también lo eran de comunicarse como nosotros?

Referencias:

  • Quam, R. et al. Early hominin auditory capacities (Science Advances, 2015) [link]
  • Martínez, I. et al. Auditory capacities in Middle Pleistocene humans from the Sierra de Atapuerca in Spain (PNAS, 2004) [link]
Auditory capacities

Auditory model results for chimpanzees, modern humans, and early hominins from 0.5 to 5.0 kHz. Credit: Quam et al. Early hominin auditory capacities (Science Advances, 2015)

Auditory capacities of paranthropines, australopithecines and preneandertals 

Let me start with the paranthropines – for which I have a soft spot -, our weird distant cousins that lived until only 1 million years ago. Their fossil record is still very limited (around 700 specimens between East and South Africa). However, we know quite a lot about their amazing cranial morphology – hyper-specialized in chewing -, we know less about their post-cranial morphology, and quite little about their behaviour, although there are some very interesting studies.

One of my favourite papers was published in 2015 and addresses the auditory capacity of the Southern African paranthropines and australopithecines, thanks to the virtual reconstruction by means of computed tomography and some direct measurements of the structures of the middle and outer ear of specimens of Paranthropus robustus (SK 46 from Swartkrans), two Australopithecus africanus (STW 98 and STS 25 from Sterkfontein), in comparison with 10 modern humans and 11 chimpanzees (Pan troglodytes).  Here are some conclusions:

  • Modern humans have a wide range of auditory sensitivity between 1 and 4.5 kHz. For example, 4 kHz is the threshold of the frequency range reserved for voice in telecommunications (above 4 kHz is for data). Those hominines were not able to hear like us, in the frequencies we use. The paranthropines and australopithecines had a sensitivity range between 0.8 and 3.3 kHz, with a peak between 1.5 and 3 kHz.
  • Paranthropines and australopithecines had a similar auditory ability to chimpanzees, which have a higher sensitivity between 0.6 and 3 KHz and a peak of 1 kHz. From 3.5 kHz onwards, none of them could hear well, while modern humans still hear well up to 4.5 kHz.
  • In particular, those hominines were unable to hear certain key sounds in the human speech, such as those we can hear when we pronounce the consonants. The ability to capture more variety and richness of sounds is especially remarkable with consonants, which provide more information in the human communication. Therefore, if we try to link this study of the hominin auditory capacity with the relationship between hearing and speech, we can infer that those hominines were not able to speak, their sounds could not be as complex or articulated as human speech.
  • However, paranthropines and australopithecines show a slightly more adapted sensitivity to intermediate frequencies, while in chimps such sensitivity decreases earlier. Their hearing ability was preparing for the sounds of open spaces, where it is estimated that half of the resources they consumed came from. In a wooded environment there is a lot of environmental noise (in intermediate frequencies) generated by insects, amphibians, reptiles and other animals…. But in the savannah, in open spaces, the environmental noise is less, therefore it is a more appropriate environment for communication in the frequencies that today we use humans. Those hominines were adapting to the open field widening their auditory sensitivity in that range.
  • This effect can also be observed today, with a species of monkey that lives in open spaces (Chlorocebus aethiops). This ape has a very wide auditory sensitivity (between 1 and 8 kHz) and is able to generate a wide range of calls to communicate different warning sounds according to different dangers, distinguishing for example whether a predator threatening the group is a snake or a feline. Some of those calls can reach 5 kHz.
  • Of course, I cannot finish this article without mentioning the first work in 2014 with the above’s approach, by Ignacio Martínez (also coauthor of the previous one) and colleagues. They analyzed the auditory capacities of 5 specimens from Sima de los Huesos, Atapuerca, dated to 430 ka: the famous Cranium 5, another adult and three juvenile individuals. The results showed an auditory sensitivity in these hominines very similar to that of modern humans, particularly with a sensitivity still significant around 4 kHz. If the preneandertals were already capable to hear like us, perhaps they were also capable to communicate like us?

References:

  • Quam, R. et al. Early hominin auditory capacities (Science Advances, 2015) [link]
  • Martínez, I. et al. Auditory capacities in Middle Pleistocene humans from the Sierra de Atapuerca in Spain (PNAS, 2004) [link]

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