Reconstruyendo el cráneo del “primer humano moderno”

<English version below>

En los últimos tiempos estamos conociendo muchas novedades sobre el origen de nuestra especie, Homo sapiens. Por ejemplo, recordemos la presentación en 2017 de nuevos fósiles de Jebel Irhoud y su datación revisada, que situaba hace 315 ka (miles de años) a estos especímenes asociados a Homo sapiens pero con numerosos rasgos primitivos. O en 2019 el cráneo Apidima 1, que indica una posible presencia de nuestra especie en Europa Occidental tan antigua como hace 210 ka.

¿Qué sabemos hasta ahora? Por una parte, tenemos evidencias de fósiles con una anatomía moderna (cráneo alto y globular, mentón…) como Omo Kibish (195 Ka) y Herto (160 ka), que hasta hace poco eran los representantes incuestionados más antiguos de Homo sapiens. Por otra parte, contamos con cráneos que muestran un mosaico de caracteres arcaicos y derivados como los materiales mencionados de Jebel Irhoud, Eliye Springs en Kenia (200-300 Ka), Florisbad en Sudáfrica (260 Ka) y otros.

Hay una barrera entre lo que llamamos humanos anatómicamente modernos y lo que consideramos Homo sapiens arcaicos, pero confusa, porque el escaso registro de fósiles y la gran variabilidad morfológica entre ellos hacen difícil situar geográfica y temporalmente el origen de la especie y de las poblaciones antepasadas de los humanos modernos, y también entender la evolución de su morfología.

Ahora, un nuevo estudio de Mounier y Mirazón Lahr ha empleado un modelo estadístico para estimar cómo pudo haber sido la morfología del cráneo virtual del «primer humano moderno», últimos antepasados comunes de los humanos actuales (vLCAs por sus siglas en inglés). Para ello, crearon dos cráneos virtuales a partir de 263 especímenes de 29 grupos distintos (vLCA1 y vLCA2, aunque las diferencias entre ellos no son relevantes para las conclusiones), y realizaron una comparativa con 5 cráneos del Pleistoceno Medio Final africano, para estimar cuantitativamente la posible relación de las poblaciones de estos fósiles con el origen de Homo sapiens. Esos 5 cráneos son Florisbad, Eliye Springs (KNM-ES 11693), Omo II (con rasgos más arcaicos que Omo I), Jebel Irhoud 1 y Ngaloba (LH18, de 200-300 ka). Otros especímenes arcaicos son mencionados por el estudio pero no están incluidos en la comparativa: Guomde (o Ileret, KNM-ER 3884, de 270-300 ka) y el cráneo patológico de Singa (de unos 200 ka, con un perfil que recuerda a Jebel Irhoud 1).

Conclusiones del estudio

1) Los cráneos virtuales (vLCAs) presentan una mayoría de rasgos que se considerarían modernos: forma globular, frente alta, grandes parietales, base del cráneo curvada, cara retraída, con cigomáticos angulados y proyectados, fosa canina bien marcada.

2) Sin embargo, también comparten algunos rasgos con fenotipos más arcaicos: el frontal ligeramente retrocedido, arcos supraorbitales proyectados (aunque discontinuos), prognatismo alveolar de la cara, proceso cigomático alineado con la cresta supramastoidea, ligero moño occipital (estos dos últimos rasgos recuerdan a los neandertales), borde antero-posterior del maxilar poco marcado (como en H. heidelbergensis), distancia interorbital ancha, proceso mastoideo poco desarrollado. «Por tanto, vLCAs captura tanto los aspectos únicos derivados de la morfología de los humanos modernos, como también la retención de plesiomorfías presentes en distintas poblaciones geográficamente dispersas».

3) Al compararlo con los 5 cráneos del Pleistoceno Medio Final africano, resulta que el más similar es el de Florisbad, mientras que los demás presentan distintos fenotipos que reflejan la existencia de distintas poblaciones y linajes africanos que no contribuyeron por igual al origen de H. sapiens. Este parece ser «el resultado de la confluencia de varias poblaciones originarias del sur y del este de África. En cambio, los homininos del norte parecen representar una población que se mezcló con los neandertales durante ese periodo».

4) El cráneo virtual del «primer humano moderno» y su comparativa con los especímenes arcaicos son un buen reflejo del complejo proceso evolutivo de Homo sapiens, que pudo estar compuesto por varias fases, aunque muchas no contribuyeron a la estructura fenotípica y genética de las poblaciones humanas actuales:

  • Hace entre 350-200 ka, parece ocurrir una primera etapa de diversificación, con el desarrollo de diferentes poblaciones contemporáneas dando lugar a formas pre-sapiens.
  • Hace entre 200-100 ka, sería un periodo de fragmentación y expansión, confluencia de grupos e hibridación, que resultó en la emergencia de poblaciones morfológicamente derivadas: Herto, Skhūl y Qafzeh son ejemplos de esto. Pero no todas las poblaciones contribuyeron de igual modo al linaje ancestral de los humanos modernos, sino que hubo extinciones locales y efectos fundacionales.
  • La morfología del cráneo virtual vLCAs está más próximo a esta última fase que a la anterior. Esto indica que todavía faltan por encontrar representantes anatómicamente modernos en cronologías más antiguas.

Referencia: Mounier A & Mirazón Lahr M (2019). Deciphering African late middle Pleistocene hominin diversity and the origin of our species. Nature Communications volume 10, Article number: 3406 

Más información:

Arriba: Cráneo virtual vLCAs (azul=rasgo mayor en vLCA1, amarillo=mayor en vLCA2). Abajo: cráneos Omo II, LH18, Florisbad, KNM-ES 11693, Irhoud 1. Fuente: Mounier & Mirazón Lahr (2019)

Reconstructing the cranium of “the first modern human”

The news about the origin of our species Homo sapiens have increased recently. For example, with the presentation in 2017 of new fossils from Jebel Irhoud, and the revised dating of 315 ka (thousands of years ago) for these specimens – which are associated to Homo sapiens but with several primitive traits. Also, we had the skull Apidima 1 in July 2019, which suggests a possible presence of our species in Western Europe as old as 210 ka.

What do we know so far? On the one hand, we have evidence of fossils with a modern anatomy (high and globular skull, chin…) such as Omo Kibish (195 Ka) and Herto (160 ka), which were the oldest unquestioned representatives of Homo sapiens until recent times. On the other hand, we have skulls showing a mosaic of archaic and derived traits, such as the above-mentioned materials from Jebel Irhoud, Eliye Springs in Kenya (200-300 Ka), Florisbad in South Africa (260 Ka) and others.

There is a barrier between what we call anatomically modern humans and what we consider archaic Homo sapiens, but not clear, because of the poor record of fossils and the great morphological variability between them. It is difficult to geographically and temporally locate the origin of the species and of the ancestral populations of modern humans, and also to understand the evolution of their morphology.

Now, a new study by Mounier and Mirazón Lahr is using a statistical model to estimate the virtual skull morphology of the “first modern human”, last common ancestors of current humans (vLCAs). They created two virtual skulls from 263 specimens and 29 different groups (vLCA1 and vLCA2, although the differences between both skulls are not relevant for the conclusions), and made a comparison with 5 African skulls from the Late Middle Pleistocene, to quantitatively estimate the possible relation of the populations from these fossils with the origin of Homo sapiens. These 5 skulls are Florisbad, Eliye Springs (KNM-ES 11693), Omo II (with more archaic features than Omo I), Jebel Irhoud 1 and Ngaloba (LH18, 200-300 ka). Other archaic specimens are mentioned by the study but are not included in the comparison: Guomde (or Ileret, KNM-ER 3884, 270-300 ka) and the pathological skull of Singa (about 200 ka, with several similarities to Jebel Irhoud 1).

Conclusions of the study

1) The virtual skulls (vLCAs) present a majority of features that would be considered modern: globular shape, high frontal bone, parietal eminences, flexed basicranium, retracted face, with angulated and forward-facing zygomatic, well-developed canine fossa.

2) However, it also shares some features with more archaic phenotypes: slightly receding frontal, projecting (although discontinuous) brow-ridges, alveolar prognathism of the face, zygomatic process aligned with the supramastoid crest, slight occipital bun (these last two features resemble those in Neandertals), weakly marked antero-posterior border of the maxilla (as in H. heidelbergensis), wide interorbital distance, weakly developed mastoid process. “Thus, vLCAs capture both the unique derived aspects of a modern human morphology, and the currently geographically dispersed retention of plesiomorphic characters among different human populations”.

3) When comparing with the 5 African Late Middle Pleistocene skulls, it turns out that the most similar is Florisbad, while the others present a different phenotypic profile which supports the recognition of several African hominin populations and lineages – which did not contribute equally to the origin of H. sapiens. This seems to be “the result of the coalescence of South and, possibly, East Africa source populations. On the other hand, the North-African hominins may represent a population  which introgressed into Neandertals” during that period.

4) The virtual skull of the “first modern human” and its comparison with archaic specimens are a good reflection of the complex evolutionary process of Homo sapiens, which may have been composed of several phases, although many did not contribute to the genetic and phenotypic structure of current human populations:

  • Between 350-200 ka, a first stage of diversification with the development of different contemporary populations forming local of morphs of pre-sapiens.
  • Between 200-100 ka, a period of fragmentation and expansion, coalescence of groups and hybridization, which resulted in the emergence of morphologically derived populations: Herto, Skhūl and Qafzeh are examples of that. But not all populations contributed equally to the ancestral lineage of modern humans. Local extinctions and founder effects would have influenced too.
  • The morphology of the virtual skull vLCAs is closer to this last phase than to the previous one. This indicates that anatomically modern representatives are yet to be found in older chronologies.

Reference: Mounier A & Mirazón Lahr M (2019). Deciphering African late middle Pleistocene hominin diversity and the origin of our species. Nature Communications volume 10, Article number: 3406

Further information:

 

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