Neandertales y cromañones

Cro-Magnon

La pequeña localidad de Les Eyzies-de-Tayac-Sireuil, en el suroeste de Francia, tal vez no es muy conocida. Sin embargo, está situada en un área rocosa de gran importancia prehistórica, con varios yacimientos declarados Patrimonio de la Humanidad por la Unesco en 1979. El más conocido de ellos es el abrigo de Cro-Magnon.

Allí, en 1868 el geólogo Louis Lartet descubrió cinco esqueletos con un aspecto muy moderno. Cro-Magnon 1 se halló en asociación a conchas perforadas, huesos y dientes de fauna, útiles líticos y partículas de ocre que recubrieron el cuerpo, sugiriendo un enterramiento ritual.

El cráneo de Cro-Magnon-1 es muy redondeado y grande (cerca de 1600 cc) y tiene una cara totalmente moderna. La ausencia de dientes y la reabsorción de hueso mandibular indican una edad avanzada del individuo. Una infección fúngica le produjo hoyuelos en la cara y en el frontal. Perteneció a un individuo masculino que vivió hace entre 28.000-32.000 años.

Cromañon, Cro-Magnon 1

Cráneo Cro-Magnon 1. Muestra rasgos anatómicos típicos de los humanos modernos: forma globular, frente alta y vertical, mentón pronunciado, ancho máximo del cráneo hacia la mitad de los parietales. Destaca en este individuo la proyección de los huesos nasales, la forma particularmente alargada del cráneo, la forma bien definida y cuadrangular de las órbitas y el tamaño del proceso mastoideo. Crédito foto: Roberto Sáez

Los rasgos de Cro-Magnon contrastaban con el aspecto de los fósiles neandertales que estaban en pleno boom desde hacía pocos años, debido al hallazgo en 1856 de Neandertal-1 cerca de Dusseldorf, y la presentación de la especie Homo neanderthalensis por William King en 1864, que reunía a otros fósiles descubiertos antes que Neandertal-1 (Engis en Bélgica, Forbes’ Quarry en Gibraltar). También coincidía en el tiempo con la descripción de la industria lítica asociada a los neandertales desde 1860, fruto de los hallazgos en el abrigo de Le Moustier, situado a solo 10 km de Cro-Magnon.

Estaba naciendo un curioso binomio que trataba de contrastar “neandertales y cromañones” que perduró y, de hecho, lo recuerdo con cariño de mis primeras lecciones sobre Prehistoria en el colegio. Todavía hoy no es raro escucharlo.

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¿Quiénes son los 4 denisovanos?

La cueva Denisova, localizada en las montañas Altai de Siberia, se ha hecho indudablemente famosa en el estudio de la evolución humana por una singularidad: allí convivieron tres grupos diferentes de humanos en los últimos 100.000 años: denisovanos, neandertales y humanos modernos.

Todo comienza en 2010, cuando se publican una falange de dedo (Denisova 3) y un molar (Denisova 4) encontrados en la cueva. De estos restos se pudo recuperar material genético y fue analizado por el Max Planck Institute. El resultado fue que estos dos especímenes pertenecen a una especie humana distinta, “prima” de los neandertales, que se conoce como “denisovanos” en espera de una definición científica.

Se estima que Denisova 3 era una hembra joven y Denisova 4 un macho adulto. En 2010 se halló otro molar, inicialmente considerado de un oso de las cavernas debido a su tamaño y la robustez y morfología de las raíces… Sin embargo esta idea se reconsideró posteriormente y se planteó como un diente humano, lo cual fue confirmado a través del estudio de su ADN: este fósil resultó ser el tercer denisovano conocido (Denisova 8). Finalmente (por ahora), un segundo molar inferior deciduo perteneciente a una hembra infantil denisovana ha sido publicado en 2017 (Denisova 2).

Conozcamos a los 4 denisovanos, que nos están permitiendo definir una especie humana diferente, por ahora tan solo por su material genético:

4 denisovanos

Los 4 denisovanos. Crédito foto: Max Planck Institute

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Usamos palillos de dientes desde hace 2 millones de años

Hace poco hemos conocido que los neandertales de Krapina (Croacia), de antigüedad 130.000 años, empleaban pequeños útiles de madera a modo de palillos de dientes.

Esta es una actividad de higiene humana muy interesante empleada para extraer restos de comida, o también para aliviar el dolor debido a una patología dental. Generalmente, los surcos que resultan del uso de palillos dentales se localizan en la dentición posterior, alrededor de la línea cervical, y son igual de frecuentes en la cara distal y en la mesial. Suelen estar orientados bucolingualmente y tienen una sección semicircular o tubular, frecuentemente presentando estrías finas paralelas a la dirección del surco.

También se ha observado que los chimpancés en cautividad se rascan los dientes con pequeñas ramitas. En humanos, su empleo de manera formal y regular comenzó a partir de los sumerios y sobre todo de la civilización romana, pero tenemos evidencia en realidad desde hace casi 2 millones de años… Veamos unos cuantos casos por orden cronológico:

Homo ergaster OH 60, Garganta de Olduvai (Tanzania): 1,84 Ma

Un surco interproximal presente en el M1 inferior derecho, que sugiere el uso más antiguo de instrumentos a modo de palillos dentales [+info].

Homo ergaster palillos

Ungar, P. et al. (2001). A Review of Interproximal Wear Grooves on Fossil Hominin Teeth with New Evidence from Olduvai Gorge. Archives or oral biology. https://doi.org/10.1016/S0003-9969(00)00128-X

Homo erectus, Dmanisi (Georgia): 1,77 Ma

La mandíbula D2735 muestra evidencias de uso habitual de estos instrumentos en el molar M2 para limpiar restos de alimentos, lo que causó un orificio entre la raíz mesial y el hueso alveolar, típico de una periodontitis [+info].

Dmanisi palillos

Surcos por palillos en dentición Dmanisi. Foto: Georgian National Museum

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The supraorbital torus in hominins

The supraorbital torus (or brow ridge) is a very distinctive morphological trait in most of our hominin ancestors. What purpose does this feature serve? A few theories around this topic are:

  • Dissipation of heavy chewing forces, produced by the jaw muscles and transmitted around the nose and the eye sockets.
  • Reinforcement of the frontal bone which was weaker in all the hominin species before Homo sapiens. This is a similar idea to explain the development of the chin in modern humans, as a reinforcement of a weaker jaw.
  • Protection of the skull and the eyes against blows.
  • A signaling effect, accentuating aggressive stares, thus its large size could have been sexually selected through generations.

However, many huge supraorbital tori are hollowed inside with large sinuses (for example: Petralona), suggesting that they did not bear or transmit physical forces from blows to the head or heavy chewing. I like the idea to think about a combination of several factors which made evolution work for a few million years. This post describes the supraorbital tori of 22 iconic hominins:

Australopitecines

Al 444-2: The largest Australopithecus afarensis skull yet discovered has an expansive supraorbital torus, thickened laterally and continuous superiorly-posteriorly with no interruption.

Sts 5 (Mrs. Ples) has a relatively small supraorbital torus, double arched in the front and projecting glabella. Another Au. africanus skull with many similarities is Sts 71, with a less broad torus in comparison to Sts 5, but with a similar expanded glabella.

Supraorbital torus Australopitecines

Supraorbital torus: Sts 5 (centre)-credit Wikipedia, AL 444-2 (left) and Sts 71 (right)-credit Roberto Sáez

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Sobre la rama mandibular y el origen de los humanos

Con el título “¿Qué sabemos realmente sobre el Origen de los Humanos?” se presentó un trabajo de Yoel Rak en la reunión anual 2016 de la ESHE (European Society for the study of Human Evolution). Consistía en el estudio morfológico de las ramas mandibulares de Australopithecus sediba (datadas en 2 Ma) así como de sus vértebras lumbares, en comparación con otros homininos.

Para entender el contexto de ese sugerente estudio haré una introducción breve. Por su gran frecuencia en el registro fósil hominino, sabemos que la mandíbula es un elemento óseo muy importante en la paleoantropología. Vamos a fijarnos en la rama mandibular y, en particular, en el borde superior de la rama, que presenta en su parte media la escotadura sigmoidea (por la que pasan el nervio y los vasos maseterinos), por delante de ella una lámina triangular llamada apófisis coronoides (donde se inserta el musculo temporal) y por detrás la apófisis condilar de la mandíbula (que conforma con el temporal la articulación temporomandibular).

En la mayoría de los humanos modernos el cóndilo mandibular es más alto que la apófisis coronoides, y la escotadura es profunda. El estudio de 146 individuos de grandes primates actuales permite clasificar la morfología de la rama mandibular en dos agrupaciones (Rak et al, 2007):

  • Por un lado, los gorilas tienen el proceso coronoide más alto que el cóndilo y la escotadura sigmoidea es profunda y estrecha.
  • Por otra parte, los chimpancés, orangutanes y humanos tienen una escotadura sigmoidea más ancha, con su parte inferior localizada anteriormente, y el cóndilo es más alto que el proceso coronoide. Esta sería la morfología más primitiva.

En la última década Rak ha elaborado una serie de trabajos sobre muestras que abarcan las 2 mandíbulas de Au. sediba (de los especímenes MH1 y MH2), 2 de Au. afarensis, 2 de Paranthropus robustus, 1 de Ardipithecus ramidus, 9 de Homo neanderthalensis, 9 de humanos arcaicos y 250 de humanos modernos:

Rama mandibular de diferentes homininos

Mandíbulas de diferentes homininos, con foco en la rama mandibular. Crédito imagen: Roberto Sáez

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Una sorpresa (garhi) en Afar

Nos situamos en los años 90 en el famoso valle del Middle Awash en la región de Afar (Etiopía), donde colaboran investigadores etíopes y estadounidenses liderados por Tim White y Berhane Asfaw. Allí encuentran a lo largo de una década en los lechos del sitio de Hata, en Bouri, una quincena de fósiles que sirvieron para proponer una nueva especie, Australopithecus garhi (Asfaw et al, 1999): fragmentos craneales y dientes bien conservados, y también algunos restos poscraneales aunque estos con difícil asignación a garhi (fémur, cúbito, peroné, húmero, radio, falange proximal del pie). Todos los restos están bien datados en 2,5 Ma gracias al sedimento volcánico.

Garhi significa “sorpresa” en la lengua Afar. ¿Por qué este nombre?

Los restos craneales (y sobre todo el espécimen tipo Bou-VP-12/130) son particularmente interesantes, porque tienen algunas similitudes con los Australopithecus africanus del sur de África (aunque les distancian 6600 km), tales como:

  • Constricción post-orbital y morfología de la glabela.
  • Forma y capacidad (450 cc) del cráneo.
  • Tamaño y forma de los premolares y los molares, aunque se diferencian en los caninos de garhi sorprendentemente grandes.

Sin embargo, garhi tiene otros rasgos menos derivados, como el paladar y el frontal, un mayor prognatismo facial, región subnasal convexa e incluso una pequeña cresta sagital posterior, que le aproximan más hacia afarensis. El prognatismo también podría explicarse por un dimorfismo sexual (por ejemplo, mayor prognatismo en garhi -macho- que en Sts 5 -hembra-).

Au garhi v. Au africanus

Arriba: Bou-VP-12/130 Au. garhi (Asfaw et al, Science 1999). Abajo: Sts 5 Au. africanus (foto: Roberto Sáez)

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La hipótesis de la Segunda Especie en Sterkfontein

El sistema de cuevas de Sterkfontein ha sido muy rico en hallazgos de homininos desde 1936, con cientos de fósiles asociados a Australopithecus africanus. Merece una mención especial el sitio Member 4 de Sterkfontein con al menos 45 individuos distintos encontrados.

Estos especímenes muestran una gran variedad morfológica, muy representada en los restos craneales y dentales. Ronald J. Clarke defiende la hipótesis de que esta variabilidad se explica porque en Sterkfontein Member 4 y en Makapansgat vivió una segunda especie de Australopithecus con muchos rasgos morfológicos afines a Paranthropus, en contraposición a quienes asocian esa variabilidad al dimorfismo sexual, la variación individual o los cambios evolutivos.

A esta segunda especie asignó varios especímenes de Sterkfontein, entre ellos Stw 252, Sts 71, Stw 505 y varios más, y MLD 2 de Makapansgat. De entre todos ellos destaca de forma extraordinaria el espécimen Stw 252, compuesto por varios fragmentos de cráneo y todos los dientes, que correspondió a un individuo de 7-9 años de edad dado que los M3 están sin erupcionar completamente y por la ausencia de desgaste. Stw 252 fue encontrado en 1984 por Alun Hughes, descrito por Clarke en 1988, y estudiado desde entonces varias veces hasta recientemente en 2016.

Stw 252 y Sts 71

Sts 71 (I) y Stw 252 (D), ¿hembra y macho de la segunda especie? (Fornai, 2010). Imagen: Roberto Sáez

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Zinj and the mastication

This is a nice and rare illustration by Bonnie Miljou of Zinjanthropus boisei (‘Zinj’), the species defined by Louis Leakey for the iconic fossil OH 5 – later assigned to Paranthropus boisei. Due to the hyper-robust morphology of its dentition, OH 5 was nicknamed ‘Nutcracker Man’, which gives the name to this blog.

The morphology of this cranium is clearly associated with the masticatory function. In particular, the illustration highlights 5 features:

Zinjanthropus boisei

Zinjanthropus boisei. Illustration by Bonnie Miljou

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My top 10 favorite #FossilFriday tweets of 2016

Finally! The 3rd edition of my little tradition, a particular ‘annual report’: the list of my favorite hominin #FossilFriday tweets in 2016, from number 10 to 1.

For those who do not know what “FossilFriday” means… Every Friday on twitter, people share pics of their favorite fossils, related scientific papers or blog posts, by using the hashtag #FossilFriday. This is a great manner to show famous or rare pieces of museum collections, and to share research works. I join every Friday and tweet about a different hominin fossil. Now, let’s start!

10. Look into the 1.8 Ma eyes of the impressive OH 24  |  MNCN Colecciones 

#FossilFriday 10 Sigue leyendo

3 hominins found on October 21st

The following three iconic hominins were found on October 21st!

The Mauer mandible – Oct 21st, 1907

It was found in the sediments by the Neckar river near Mauer, Germany, and dated to 500-600 Ka. The fossil was so different from other Homo specimens that a new species was defined for it: Homo heidelbergensis. This mandible remained the oldest hominin known in Europe for almost a century, until the 1990s.

It combines primitive features (large size, robust wide mandibular body, thick enamel, broad ramus) and modern features (molars are smaller than Homo erectus but some similar to modern humans). It is relatively short, the symphysis slopes down and back from the teeth and lacks a projecting chin.

Mauer mandible

Mauer mandible. Image credit: Schoetensack O. Der Unterkeifer des Homo heidelbergensis aus den Sanden von Mauer bei Heidelberg (1908)

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