Parántropos: nuestros parientes más asombrosos

Parántropos: nuestros parientes más asombrosos

¿Qué son los parántropos? En esta conferencia organizada por el Club de Ciencia Boadilla el 13/11/2020 abordo las siguientes cuestiones para conocer un poco más el género Paranthropus:

  • ¿Cómo estos seres con una morfología tan extraordinaria pueden ser parientes de los humanos?
  • ¿Cuándo y por qué aparecieron, evolucionaron y desaparecieron?
  • ¿Qué especies de parántropos conocemos?
  • ¿Con qué otros homininos convivieron?
  • ¿Podemos saber algo de su modo de vida?
  • ¿Cuáles son las novedades que hemos conocido en 2020?

Sahelanthropus tchadensis may not have been a habitual biped

Sahelanthropus tchadensis may not have been a habitual biped

This post summarizes the recent paper by R. Macchiarelli and colleagues, on the study of the partial left femur TM 266-01-063 found in July 2001 at Toros-Menalla, Chad. This is the same location where the Sahelanthropus tchadensis holotype was recovered also in 2001: the cranium TM 266-01-060-1.

In many texts, when depicting the human evolutionary tree, the S. tchadensis cranium is often claimed to be consistent with being biped, mainly driven by the foramen magnum position. Habitual bipedalism is a key feature for taxa to be included in the hominin clade, yet some specific characteristics of the bipedal locomotion can differ from those of modern humans. The case of Sahelanthropus is important because the age of its fossils (6-7 million years) approximately matches the time that our branch of the primate family tree diverged from the ancestors of chimpanzees and gorillas. We only know Orrorin tugenensis as another hominin candidate in such chronology. There are three femoral remains of Orrorin, but until now the Sahelanthropus femur had not yet been published, and this is a major skeletal element to understand bipedalism.

What hominin taxa at that time could be a direct ancestor of living humans is a very difficult question to face. The Late Miocene fossil record is really small and makes impossible to sort ancestors from non-ancestral close relatives. In this context, what five key ideas does the new femur bring, according to Macchiarelli et al?

1) Yes, the femur can likely be assigned to S. tchadensis.

We are most confident that the TM 266 femoral shaft belongs to a hominid sensu lato. It could sample a hominid hitherto unrepresented at Toros-Menalla, but a more parsimonious working hypothesis is that it belongs to S. tchadensis.

2) This femur is very different from the Orrorin tugenensis femur, another early hominin normally considered as habitual biped.

The differences between TM 266 and the O. tugenensis partial femur BAR 1002’00 are substantial and are consistent with maintaining at least a species level distinction between S. tchadensis and O. tugenensis.

The partial femur TM 266-01-063 from Toros-Menalla, Chad, in anterior (a), posterior (b), medial (c), and lateral (d) views. Scale bar = 2 cm. Credit: R. Macchiarelli, A. Bergeret-Medina, D. Marchi et al. (2020)

3) But actually, S. tchadensis may not have been a habitual biped!

If the TM 266 femoral shaft belongs to S. tchadensis, we cannot be confident that the latter was a habitual biped. Based on our analyses, the TM 266 partial femur lacks any feature consistent with regular bouts of terrestrial bipedal travel; instead, its gross morphology suggests a derived Pan-like bauplan.

4) If the TM 266 femur can be added to the hypodigm of S. tchadensis, the conclusions could be important to actually stop considering S. tchadensis as an early hominin. 

The lack of clear evidence that the TM 266 femur is from a hominid that was habitually bipedal further weakens the already weak case for S. tchadensis being a stem hominin.

It is possible that S. tchadensis is a stem hominin with some reduction of the canine and loss of the honing complex, but without the femoral adaptations to terrestrial bipedalism that are seen in A. afarensis and O. tugenensis. If there is compelling evidence that S. tchadensis is a stem hominin, then bipedalism can no longer be seen as a requirement for inclusion in the hominin clade.

5) A hominin, a panin, or neither? A potential third way for Sahelanthropus.

Being a stem hominin or a stem panin, or their most recent common ancestor, may not be the only options for S. tchadensis. It is probable that during the late Miocene and the early Pliocene, there was a modest adaptive radiation of African hominids that includes taxa that are neither hominins nor panins as defined previously. Any such extinct groups are likely to include taxa with novel morphology or with novel combinations of morphology we also see in hominins or panins. Given the mix of inferred primitive and inferred derived features in S. tchadensis, we suggest it could belong to a group that has no living representative.

If we treat the hominin status of S. tchadensis, or any other enigmatic taxon, as a given and not a hypothesis, we run the risk of adding further confusion to a picture that is already complicated and less easy to resolve.

Reference: R. Macchiarelli, A. Bergeret-Medina, D. Marchi et al. (2020). Nature and relationships of Sahelanthropus tchadensis. Journal of Human Evolution 149 | Front image: The partial femur TM 266-01-063 (left) in anterior (a), posterior (b), medial (c), and lateral (d) views compared with the CT-based reconstruction of BAR 1002’00 (Puymerail, 2011, 2017, based on a record kindly made available by B. Senut and M. Pickford). 

Further information: Toumaï, esperanza de vida | Nutcracker Man

Las huellas de White Sands: el viaje de dos humanos hace 12.000 años

Las huellas de White Sands: el viaje de dos humanos hace 12.000 años

Tenemos un largo camino por delante de varios kilómetros. En otras circunstancias podríamos tomárnoslo con calma, pero a este gran lago también acuden tigres dientes de sable, lobos, bisontes, mamuts y perezosos. No es una zona segura: vayamos rápido, todo recto, sin rodeos. Llevaré al niño en brazos para evitar riesgos. Esta arena blanda junto al lago no es un terreno fácil para la caminata. Me he resbalado en algunas ocasiones, y hemos tenido que esquivar algunos charcos. Llevamos ya casi la mitad de camino, pero el niño pesa y mis brazos ya duelen. Le bajo al suelo, para que se mueva un poco mientras mi espalda descansa. Pero no podemos parar demasiado. Vuelvo a cogerle y continuamos, pero sigue intranquilo, y más adelante nos detenemos otras dos veces, esta vez menos tiempo. Al fin llegamos. Dejo al niño con el grupo y regreso. Decido hacerlo por el mismo camino, que nos fue bien a la ida. Es curioso, por aquí han cruzado un perezoso y un mamut hace poco. No me sorprende, pero sí me preocupa, porque me doy cuenta de que el perezoso se ha detenido junto a nuestro rastro y se ha levantado sobre sus patas traseras olfateando algo, así que los depredadores pueden estar al acecho también. Acelero para volver cuanto antes.

Todo esto sucedió hace entre 11.500 y 13.000 en lo que hoy es el parque nacional White Sands en Nuevo México, Estados Unidos. Aunque me he permitido alguna licencia en la narración, esta pudo ser la historia real de dos humanos durante unas horas. ¿Cómo podemos saberlo?

Conocemos el poder de conocimiento que nos dan los fósiles, un testimonio de muerte de los especímenes a los que pertenecieron. En no pocas ocasiones, además de proporcionar información sobre su muerte, en realidad nos dicen mucho más sobre su vida: si eran robustos, altos, esbeltos, achaparrados, si recibieron cuidados que les permitieron recuperarse de determinadas lesiones, qué tipo de locomoción tenían, si sus manos eran capaces de tallar herramientas complejas, si todavía tenían facilidad para trepar a los árboles, cómo era su canal de parto, qué tamaño tenía su cerebro, y otros indicativos sobre su potencial inteligencia, como la forma de sus regiones cerebrales, e incluso cómo era el riego sanguíneo en ellas. Pero existen otros elementos que dan un testimonio directo de un momento específico en la vida de aquellos seres: son las huellas que dejaron al caminar, llamadas icnofósiles o icnitas. Increíblemente, se han conservado huellas de homininos tan antiguas como las de Laetoli (Tanzania, 3,66 millones de años, dejadas por australopitecos) y las de Ileret (Kenia, 1,5 millones de años, dejadas por Homo erectus). Sigue leyendo

La forma ancha del tórax neandertal: implicaciones evolutivas

La forma ancha del tórax neandertal: implicaciones evolutivas

[English version below]

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

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

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

[English version below]

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?

Sigue leyendo