Autor: Roberto Sáez

La forma ancha del tórax neandertal: implicaciones evolutivas
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La forma ancha del tórax neandertal: implicaciones evolutivas

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En julio 2020 comenzamos a romper la visión clásica que tenemos de la especie Homo erectus, caracterizada por cuerpos esbeltos y delgados, gracias al estudio de la caja torácica del esqueleto del Chico de Turkana (1,53 Ma), más ancha, profunda y corta de lo que suponíamos. De hecho, su forma se parece más a la de los neandertales que al tórax más largo y plano de los humanos modernos.

Empezamos a ver evidencias de que Homo erectus no representa una emergencia completa de la morfología corporal moderna, sino que que tenían un prototipo corporal distinto.

Ahora veámoslo desde la perspectiva de la otra especie: los neandertales y su caja torácica. Un nuevo estudio recién publicado muestra que los neandertales al nacer ya tenían una caja torácica similar a la adulta, gracias a la reconstrucción virtual de esta parte esquelética a partir de cuatro individuos neandertales, desde el nacimiento hasta los tres años de edad: Mezmaiskaya 1 (Rusia), Le Moustier 2 (Francia), Dederiyeh 1 (Kurdistan Sirio) y Roc de Marsal (Francia).

¿Qué implicaciones tiene este hallazgo?

Recordemos cómo es la caja torácica de los neandertales adultos: más corta, algo más profunda y mucho más ancha que la de los humanos modernos, relacionada con la anatomía general robusta de los neandertales, manifestada en los huesos, inserciones musculares, pelvis, etc., y también relacionada con las exigencias de su metabolismo, y su alta demanda de energía y oxígeno (tal vez llegaban a gastar el doble de calorías que un humano actual en sus actividades normales).

Hasta ahora se desconocía si esta forma del tórax neandertal ya existía al nacer o aparecía durante el desarrollo. La nueva línea de trabajo publicada es importante, porque implica que la forma del tórax neandertal estaría determinada genéticamente. Por cierto, los neandertales infantiles también tienen una apertura nasal de gran tamaño, señala Markus Bastir, coautor del estudio.

Esta forma de la caja torácica, junto con otras características de su cuerpo masivo, serían rasgos heredados (al menos parcialmente) de sus antepasados del Pleistoceno inicial. Mientras tanto, el tórax de los humanos modernos (estrecho, poco profundo, con costillas retorcidas y de secciones transversales estrechas), tendría rasgos derivados dentro de Homo, que dotan a los humanos modernos de cuerpos gráciles y esbeltos.

Desarrollo del tórax neandertal. Cortesía de Daniel García-Martínez

¿En qué momento se produce la evolución de este rasgo? ¿Cómo era el tórax de los primeros Homo sapiens? 

Daniel García Martínez, que ha liderado este trabajo, responde para este blog esta cuestión. «Esos rasgos arcaicos del tórax eran posiblemente compartidos por los neandertales, preneandertales como los de la Sima de los Huesos, Homo antecessor y Homo erectus [como el Chico de Turkana que mencionamos al principio]. En esta línea de investigación debemos determinar si también poseían este carácter primitivo los Homo sapiens más antiguos, que tenían morfologías más anchas y huesos robustos, y en tal caso los únicos esbeltos serían los Homo sapiens plenamentes modernos. Tal vez lleguemos a ver que el tórax del Homo sapiens del Paleolítico superior era bastante robusto, incluso parecido al de los neandertales, y fue en el Neolítico cuando se dio la principal transición hacia los cuerpos esbeltos, según indican a veces los huesos largos. Pero aún no se han estudiado suficientemente las cajas torácicas como para precisar en qué que cronologías se produce esta evolución». Sigue leyendo →

Paleoantropología: novedades 3er trimestre 2020
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Paleoantropología: novedades 3er trimestre 2020

Un trimestre más, aquí va mi recopilación de noticias sobre evolución humana, ordenadas por antigüedad de los materiales presentados. Son 22 esta vez:

  • Tengo debilidad por las revisiones de viejas colecciones de fósiles, en este caso 5 fragmentos mandibulares y 67 dientes recuperados en Lomekwi (Kenia) entre 1982-2009, y fechados entre 3,2-3,5 millones de años (Ma). Aunque en general son dientes pequeños, su morfología tiene similitudes con la de las especies que existían en el lugar en aquel momento, Australopithecus afarensis y Australopithecus deyiremeda, pero también les diferencia especímenes con un tamaño relativamente grande del P4 y del M3 en comparación con el M1, o con una cúspide molar adicional. Tampoco se puede comparar con Kenyanthropus platyops, porque los pocos dientes en el registro de esta especie además tienen mal preservadas sus coronas dentales [+info].

Crédito: Skinner, M. M., Leakey, M. G., Leakey, L. N., Manthi, F. K., & Spoor, F. (2020)

  • Una serie de biomarcadores de plantas y animales fósiles encontrados en un entorno achelense en Olduvai (Tanzania), muestran lípidos que producen bacterias en un entorno de aguas termales. Esto sugiere una interesante hipótesis de trabajo: la posible utilización de estas aguas por los homininos para hervir alimentos y plantas hace 1,7 Ma [+info].
  • Rompamos un poco la visión clásica de Homo erectus con cuerpos esbeltos y delgados, observando los huesos de las extremidades y de la pelvis. Comienza a haber evidencias de que Homo erectus no representa una emergencia completa de la morfología corporal moderna, sino que tenían un prototipo corporal distinto. El estudio de la reconstrucción virtual de la caja torácica del Chico de Turkana (1,53 Ma) indica que era más ancha, profunda y corta de lo que suponíamos y, de hecho, su forma se parece más a la de los neandertales que al tórax más largo y plano de los humanos modernos [+info].

Animación de movimiento de respiración de las costillas del Chico de Turkana y de un humano moderno. Crédito: Benoit Beyer.

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Por fin, el cromosoma Y de los neandertales, pero con más preguntas que respuestas
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Por fin, el cromosoma Y de los neandertales, pero con más preguntas que respuestas

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Hemos conocido un nuevo estudio genético sobre los cruces entre distintas especies humanas durante el Pleistoceno medio. Esto siempre es una noticia buenísima, aunque en realidad genere más preguntas que respuestas, como ocurre muchas veces.

En este caso, se trata del análisis del cromosoma Y, transmitido solo por vía paterna, estudiado en estos cinco especímenes masculinos: tres neandertales (El Sidrón 1253, de unos 50 miles de años -ka-; Spy 94a, de ~40 ka; y Mezmaiskaya 2, de ~48 ka), y dos denisovanos (Denisova 4, ~70 ka; y Denisova 8, ~125 ka). Por fin se ha podido analizar el ADN de individuos masculinos de neandertal, imposible hasta ahora por contaminación o peor conservación que el genoma recuperado de individuos femeninos.

Este trabajo concluye sorprendentemente que el cromosoma Y de los neandertales es más similar al de los humanos modernos que al de los denisovanos. Los cromosomas Y de los denisovanos se separaron hace unos 700 ka del linaje compartido por neandertales y sapiens. Éstos, a su vez, se separaron hace 370 ka. El nuevo planteamiento que propone esta historia del cromosona Y parece ir en contra de lo que cabría esperar según análisis genómicos previos, que explican un linaje neandersovano separado del linaje sapiens hace entre 550 y 765 ka, mientras que la divergencia entre neandertales y sapiens sería hace 360-468 ka (ver imagen abajo).

¿Qué explicación tiene esto? Lo más probable es que las hibridaciones entre neandertales y sapiens sucedieron antes de lo que creíamos. Un sapiens se apareó con una neandertal hace más de 100 ka y menos de 370 ka, posiblemente en el entorno de los 300 ka, según el modelo computacional de este trabajo. Su descendencia llevaba el cromosoma Y del sapiens, y sustituyó al Y neandertal, y este reemplazo se fue heredando entre los neandertales posteriores de Eurasia. Aunque los cruces entre las dos especies serían escasos, las poblaciones neandertales eran de pequeño tamaño y estaban aisladas, con alta endogamia, y esto permitió que persistiera aquella herencia del linaje sapiens. Nunca fue muy rica la mezcla genética de los neandertales, según observamos en otros estudios.

Ahora bien, en una cronología tan antigua como 300 ka, ya estaríamos hablando de cruces entre grupos arcaicos de neandertales y grupos arcaicos de sapiens. Este es un escenario intrigante que comenzamos a conocer en 2017, cuando el estudio del genoma conservado en el fémur neandertal de Hohlenstein–Stadel mostró una hibridación entre un neandertal y una humana del linaje que dio lugar a Homo sapiens hace unos 270 ka, que provocó el reemplazo del ADN mitocondrial neandertal por el de la sapiens.

Los resultados de este trabajo pueden alimentar viejas discusiones interesantes y abrir otras nuevas:

  • ¿Dónde se hibridaron los neandertales (o preneandertales) con aquellos miembros arcaicos de nuestro linaje? Esto condiciona el debate sobre las salidas tempranas de África de los antepasados de los humanos modernos.
  • De hecho, ¿qué eran aquellos grupos arcaicos de sapiens? ¿En qué medida están relacionados con los humanos actuales? ¿Debemos llamarles «humanos modernos»? La verdad, he esquivado el uso de este término durante el artículo.
  • Sin embargo, ¿dónde marcamos la línea de especiación de Homo sapiens?
  • Si tanto el ADN mitocondrial como el cromosoma Y de los neandertales fueron reemplazados por el material genético sapiens, ¿hasta qué punto somos especies diferentes?

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5 grandes obras neandertales

El pasado viernes 18/09/20 impartí una microcharla llamada «5 grandes obras neandertales» para el Club de Ciencia Boadilla. A través de cinco sorprendentes producciones de autoría neandertal, de muy diversas tipologías, trato de ilustrar las capacidades cognitivas de esta especie humana que tanta curiosidad nos despierta.

Reflexiones sobre el origen del Achelense: entrevista a Eduardo Méndez Quintas
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Reflexiones sobre el origen del Achelense: entrevista a Eduardo Méndez Quintas

Recientemente tuve la oportunidad de entrevistar a Eduardo Méndez Quintas, investigador principal del conjunto de LCTs (large cutting tools) del yacimiento de Porto Maior (sobre este sitio escribí recientemente aquí). Eduardo es experto en el estudio del origen de la industria achelense en África y de su extensión por Europa, periodos apasionantes en la evolución humana. En relación con este tema, nos comparte para este blog las últimas novedades en su investigación actual.

En 2018 tuvo gran repercusión vuestra publicación en Scientific Reports sobre las LCTs de Porto Maior. ¿Cuál es la importancia de este trabajo?

Porto Maior tiene fundamentalmente dos niveles con evidencias de ocupación humana: el PM3 y el PM4. Por encima de estos, hay un depósito muy reciente, del Último Máximo Glacial, que tiene material retrabajado, que viene arrastrado y erosionado. El más conocido es PM4 porque tiene el conjunto de LCTs (Large Cutting Tools). Se trata de un tapiz increíble de piezas, con 10-12 bifaces por m2, en los 40 m2 que hemos excavado. Son materiales con talla muy parecida: muestran gestos que son iguales, pero también los bifaces resultantes son idénticos en varios casos. Pensamos que pueden estar hechos en un periodo relativamente corto y por un número limitado de personas.

Lo más interesante es que casi todas las piezas están acabadas. Las lascas y núcleos que se encuentran son material que está rodado, viene arrastrado con el sedimento. Lo que vemos es una acumulación de piezas acabadas, una especialización. Las piezas en sí mismas son aparentemente toscas y elementales, con un nivel de configuración bajo: pocos levantamientos, grandes y hechos con percutor duro. Fuera de África, salvo en Gesher (Israel), no hay ningún otro conjunto con una acumulación tal de LCTs achelense.

En África los yacimientos con grandes acumulaciones de bifaces son normalmente excluyentes con la presencia de fauna. Por ejemplo, colaboramos en la investigación del yacimiento Garba I en Melka Kunture (Etiopía), que fue excavado por Jean Chavaillon en los años 1960. Tiene una antigüedad de ~600 miles de años (ka) y en 240 m2 aparecieron más de 7000 herramientas, sobre todo bifaces. En este yacimiento se conservan restos de hipopótamo y otra fauna, pero son muy minoritarios en comparación con la industria lítica. Otro ejemplo lo tenemos en el sitio TK, que está en el Lecho II de Olduvai y tiene 1,3 millones de años (Ma): en el nivel llamado Lower Ocupation hay una acumulación muy densa de grandes configurados, más grandes que los de Porto Maior, mientras que en el nivel Upper Occupation hay restos de fauna (elefante, Sivaterio, etc.) junto con bifaces, pero éstos ya son de un tamaño más «normal».

Si los bifaces no se empleaban para el procesado de animales, ¿cuál pensáis que era el objetivo de esta acumulación?

Vamos a realizar estudios de traceología para intentar buscar respuestas. En los primeros que hemos iniciado, ya hemos visto que muchas piezas muestran un uso que sería compatible con el procesado de materiales duros, como la madera y el hueso, lo que nos hace pensar en el aprovechamiento de estos materiales.

Otra cuestión interesante a estudiar es que los bifaces no aparecen de forma homogénea en el sedimento, sino agrupados por clusters. En África, muchas veces los yacimientos tienen procesos sedimentarios que tienden a acumular las piezas. Aquí no tenemos un medio tractivo, así que las piezas están más o menos como se dejaron, lo cual ayuda a estudiar el trasfondo de ese comportamiento y utilización del espacio.

Hay quien propone una explicación para la acumulación de piezas en sitios africanos, planteando que las herramientas de formatos grandes y apuntados ayudarían para acceder a los conductos de termiteros en el suelo. Pero esta hipótesis es difícil de plantear en Europa, ya que no consta la existencia de termiteros en el Pleistoceno medio europeo. Otra idea de Richard Potts propone que los homininos usarían escondrijos en determinados puntos del paisaje africano, como remanente de piezas finalizadas para ser utilizadas en sus desplazamientos.

En cualquier caso, primero debemos validar la presencia de huellas de uso en todas las herramientas y, si el resultado es positivo, plantearnos el motivo. La hipótesis del taller para el procesado de madera podría funcionar, ya que conocemos herramientas en este tipo de material casos de esa antigüedad (Schöningen, Clacton…), que son puntuales porque la madera apenas se conserva, pero estamos seguros de que sería un material usado muy habitualmente.

Foto: LCT de Porto Maior PM4. Crédito: Roberto Sáez 

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