En un estudio anterior (Bastir, García-Martínez, Torres-Tamayo et al., 2020), nos sorprendió comprobar que las proporciones del tronco de Homo erectus no correspondían a una configuración esbelta, tal como nos suelen ilustrar los textos de manera extensiva, sino más bien achaparrada o esférica. En cambio, las extremidades inferiores sí que indican que tenían un cuerpo largo en comparación con la columna vertebral o la caja torácica, por ejemplo atendiendo a la longitud del fémur. Aquel trabajo se basaba en el esqueleto de la caja torácica, es decir, en el tamaño y proporciones de costillas y vértebras del esqueleto del Chico de Nariokotome KNM-WT 15000 (datado en ~1,5 millones de años).

A partir de los restos de aquel joven erectus, Bastir y compañeros reconstruyeron su caja torácica y realizaban una simulación cinemática de su respiración. En comparación con distintos individuos de Homo sapiens, observaron que el movimiento de las costillas difería notablemente del nuestro. Por otra parte, Gómez-Olivencia et al. (2018) habían reconstruido también la caja torácica del neandertal Kebara 2 (de unos 60.000 años): la morfología torácica en ambos homininos era similar. Esto nos cambió la forma de ver el cuerpo de Homo erectus. Siempre digo que estas son de las pocas investigaciones que realmente sí «obligan a reescribir» textos de prehistoria, en particular todo lo referente a la supuesta esbeltez y modernidad de los cuerpos erectus, con las implicaciones biomecánicas y paleoecológicas que eso tiene.

Ahora, un nuevo trabajo recién publicado (López-Rey et al., 2023) complementa a aquellos, abordando también el análisis de la acción muscular. A partir de una muestra de tomografías computarizadas de humanos modernos, el estudio analiza los diafragmas de estos sapiens actuales y cuantifica su forma. Luego, teniendo en cuenta la relación entre la forma del diafragma y la forma del tórax, estima cómo sería el diafragma en el Chico de Nariokotome y en el neandertal Kebara 2.

Este análisis concluye que, en base a la forma del tórax, el diafragma es más aplanado en ambos especímenes que en un sapiens actual, y correspondería a una forma de expandirse durante la inspiración no tanto en el plano sagital (es decir, hacia arriba y hacia abajo), sino en el plano mediolateral (es decir, de dentro hacia afuera). Estas conclusiones encajan y refuerzan a las del estudio de 2020, que apreciaba un tórax inferior mucho más amplio y costillas mucho más horizontales en Nariokotome que en Homo sapiens, lo que sugería también un mayor desplazamiento mediolateral de las costillas y una menor expansión vertical durante la inspiración que en H. sapiens.

Reconstrucción de cajas torácicas y representación de diafragmas en Homo erectus WT 15000, Homo neanderthalensis Kebara 2, Homo sapiens adultos y subadultos. Crédito: José M. López-Rey et al (2023).

Implicaciones biomecánicas

Aunque la parte superior del tórax es similar entre todos los homininos que comparten una configuración corporal bípeda, la parte inferior del tórax es más ancha y profunda en las especies fósiles de Homo, dado que sus costillas inferiores son relativamente más largas y tienen menos torsión y declinación que las de los humanos actuales, con independencia del tamaño general del cuerpo.

La configuración de las costillas sapiens hace que puedan ser elevadas más eficazmente por los músculos inspiratorios que en la configuración erectus y neandertal, que tiene las costillas con orientación más horizontal. Parece que las mayores dimensiones de la parte inferior del tórax en en las especies fósiles de Homo permitieron acomodar un diafragma más grande y potente, que podría haber compensado la menor eficiencia biomecánica de los demás músculos respiratorios que actúan sobre las costillas. Sin embargo, la acción diafragmática en las especies fósiles de Homo sería diferente a la de los H. sapiens actuales. Los diafragmas superiores relativamente profundos y planos estimados para Nariokotome y Kebara 2 abren la puerta a interpretaciones evolutivas y paleoecológicas de la cinemática respiratoria en los homininos. Parece que la extensión vertical del diafragma superior era potencialmente menor en los erectus y neandertales, y su biomecánica respiratoria no sería muy eficiente en la carrera de resistencia, sino que parece más adaptada hacia otras acciones como la caza de emboscada. Es decir, su morfología torácica y diafragmática estaría relacionada con su comportamiento ecológico y habría sido eficiente en este contexto.

Curiosamente, la parte inferior del tórax de humanos actuales que viven en altura (andinos, tibetanos…) y en poblaciones adaptadas al frío (inuit, fueguinos…) es relativamente más ancha que en humanos que habitan en ambientes más cálidos. Sin embargo, aunque es esperable una expansión anteroposterior y mediolateral de la caja torácica como adaptación a la carrera de resistencia en un entorno hipóxico, esto no encaja con poblaciones adaptadas al frío, en las que su ecología conductual tradicional no incluye ni un entorno hipóxico ni actividades de resistencia. Por tanto, nuevos estudios de la cinemática respiratoria en humanos que habitan ambientes fríos pueden aportar más información para contrastar las hipótesis establecidas para erectus y neandertales. Además, también sería interesante estudiar en futuros trabajos el comportamiento de los músculos intercostales, lo que completaría el entendimiento de la respiración en estas especies.

La genómica también nos ofrece pistas para entender el origen de la gracilidad del cuerpo de los humanos modernos. Esta pudo haber surgido a través de variantes identificadas del gen LRP5 que determinaron una densidad ósea inferior en Homo sapiens respecto de otras poblaciones humanas, lo que explicaría la menor robustez de nuestros huesos frente a, por ejemplo, la de los neandertales y los denisovanos (Roca-Ayats, N., Maceda, I., Bruque, C.D. et al., 2024).

Por ahora, sigamos haciéndonos a la idea de que el tronco de Homo erectus (derecha, en la imagen siguiente) podría parecerse bastante más al de un neandertal (izquierda) que al de un humano moderno. Vayamos encargando otra escultura por si acaso.

Reconstrucciones artísticas de un Homo neanderthalensis (La Chapelle-aux-Saints 1) y de un Homo erectus (Chico de Nariokotome), realizadas por Elizabeth Daynès, expuestas en el Museo de la Evolución Humana (Burgos). Crédito: Roberto Sáez.

Agradecimiento: a José María López-Rey, por la información aportada para elaborar este artículo. 

Referencia: López-Rey, J. M., García-Martínez, D., Martelli, S., Beyer, B., Palancar, C. A., Torres-Sánchez, I., García-Río, F., Bastir, M. (2023). Estimation of the upper diaphragm in KNM-WT 15000 (Homo erectus s.l.) and Kebara 2 (Homo neanderthalensis) using a Homo sapiens model. Journal of Human Evolution, 185.

Más información:

• Los cuerpos estilizados de Homo erectus, no lo eran tanto | Nutcracker Man
• La forma ancha del tórax neandertal: implicaciones evolutivas | Nutcracker Man