An interesting case of hybrid morphology (and genome): the Oase-1 jaw

In 2002 the robust jaw of an adult male human, Oase-1, was found in Peștera cu Oase (‘the cave with bones’) in southwestern Romania. It was dated to 38-42 ka, which falls among the oldest European early Upper Paleolithic human remains, together with Grotta del Cavallo (43-45 ka), Kent’s Cavern 4 in UK (41-44 ka), Mladeč in Czech Republic (34 ka), Vogelherd in Germany (32-33 ka)… and overlaps the late surviving neandertals.

The morphology of the Oase-1 mandible presents a very interesting hybrid combination of derived and archaic traits:

Within the range of early modern humans in the Late Pleistocene:

  • A key feature of this fossil is the tuber symphyseos, a prominent triangular bulge occupying the inferior half of the anterior symphysis. This is a derived early modern human feature, which is clearly present in Oase-1.
  • Apart from its overall proportions, other traits reinforcing its classification as modern human are: more mesial mental foramen, narrow lateral corpus, retromolar space absence, symmetrical mandibular notch and medially placed condyle.
Oase-1 jaw

Oase-1 jaw. Photo credit: Roberto Sáez

Sigue leyendo

¿Señor o Señora Ples? Problemas determinando el sexo

< English version below>

Uno de los especímenes más famosos del registro fósil hominino es Sts 5, un cráneo casi completo aunque sin dentición ni mandíbula encontrado en Sterkfontein por Robert Broom en 1947, una década después de los primeros hallazgos de australopitecinos en aquel lugar. Tiene 2,5 millones de años.

Aunque Broom lo relacionó con el niño de Taung, también vio características diferenciales que inicialmente le hicieron asociarlo a una nueva especie Plesianthropus transvaalensis (que significa “casi humano del Transvaal”), y de este nombre quedó para siempre su simpático apodo Mrs. Ples (Señora Ples). Posteriormente se reclasificó en Australopithecus africanus.

¿Pero es Señora o Señor Ples?

Desde su hallazgo, distintos estudios han ido cambiando alternativamente el sexo (y la edad) de Sts 5…
1. Para empezar, Broom consideró que el cráneo perteneció a una hembra adulta atendiendo a:

  • El tamaño de los alvéolos dentarios, principalmente de los pequeños caninos.
  • La ausencia de cresta sagital.
  • El tamaño pequeño y gracilidad general del cráneo.

2. En 1983 Joel Rak propuso que se trata de un macho joven, principalmente atendiendo a dos motivos:

  • Los pilares anteriores en la cara, que se asemejan a otros especímenes masculinos de Au. africanus.
  • La cavidad del canino se habría erosionado tras la muerte del espécimen, haciéndola en apariencia más pequeña de lo que correspondería normalmente al tamaño de los pilares anteriores.

3. Ya en el nuevo siglo, y con la ventaja de las últimas tecnologías como el escaneado por tomografía computarizada (CT), también se añadieron otros motivos en defensa de la hipótesis de un macho adolescente, como la glabela prominente, la morfología del arco supraorbital, y el proceso temporal del arco cigomático (Thackeray et al, 2002).
4. Pocos años después surgen dudas respecto a su edad. El desarrollo dental sugerido indicaría que no era adolescente, sino un adulto completamente desarrollado (Bonmatí, 2008). Es más, las raíces anteriores extremadamente cortas y orientadas verticalmente podrían sugerir un desgaste dental notable y por tanto ¡Sts 5 sería un adulto viejo! (Villmoare, 2013)
5. Más recientemente, la reconstrucción virtual de las cavidades dentarias de Sts 5 vuelve a sugerir que fue un adulto hembra (Grine et al, 2012) argumentando que:

  • Las raíces de las muelas del juicio (M3) de Mrs. Ples estaban plenamente desarrolladas y corresponden a un adulto con edad entre 17-21 años (según los patrones de desarrollo dental de los humanos modernos).
  • En comparación con otros fósiles, Mrs. Ples no muestra señales relevantes de erosión en su mandíbula superior, por tanto la cavidad del canino refleja el tamaño que tenía exactamente cuando murió. Y ese tamaño sugiere que era hembra.
Mrs. Ples Sts 5 canine alveoli

Mrs Ples. Virtual CT reconstruction and photograph of the lower face of Sts 5 showing the placement of the apices of the left and right canine alveoli (yellow dots). Grine et al. / Journal of Human Evolution 62 (2012) 593e604

Sigue leyendo

¿Por qué los neandertales tenían las narices tan grandes?

La nariz de los neandertales era ancha y prominente. Su estructura tanto interna como externa siempre se ha considerado significativamente distinta a de los humanos modernos. Los motivos de esto han generado tradicionalmente una rica discusión. Repasemos algunas hipótesis al respecto:

Nariz Gibraltar-1 neandertal

Nariz de Gibraltar-1 neandertal. Crédito foto: Roberto Sáez

Sigue leyendo

The Top 10 hominin #FossilFriday tweets of 2017

This is the 4th one of a little tradition, my special Paleoanthropology annual report… The list of my favorite hominin #FossilFriday tweets in 2017, from number 10 to 1.

What’s a ‘FossilFriday’? 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. Every Friday I love to join & tweet about a different hominin fossil. Now, let’s go!

10. Very nice National Geographic hologram cover from November 1985, starring the Taung child:

Hominin #FossilFriday

Sigue leyendo

¿Qué es Australopithecus bahrelgazali?

< English version below>

Nuestro conocimiento sobre la evolución de los homininos más antiguos se basa principalmente en dos regiones africanas: los ricos yacimientos del Gran Valle del Rift en el este, y los sistemas kársticos del sur.

Sin embargo, en las últimas dos décadas varios ejemplos notables han roto esa norma, y tenemos algunos hallazgos importantes también en el centro de África. Destaca Sahelanthropus tchadensis, sobre el que escribí en este otro artículo: Toumaï, esperanza de vida. Hoy me detengo en un pequeño conjunto de fósiles definido por sus descubridores como Australopithecus bahrelgazali.

Un poco de historia

Ya en 1961, el Chad despertó la atención de los paleontólogos con el hallazgo de un fósil de homínido definido como Tchadanthropus uxoris, que finalmente resultó ser un cráneo erosionado de Homo sapiens. En 1994 una expedición francesa dirigida por Michel Brunet volvió a realizar trabajos paleontológicos en el desierto del Chad, con el reconocimiento de 11 yacimientos con mamíferos de entre 3-4 Ma al este de Koro Toro, pero sin homininos.

En 1995 el mismo equipo encontró cerca del río Bahr el Ghazal, a menos de 1 km de aquellos yacimientos, restos de fauna que habían quedado descubiertos tras las lluvias del año anterior, y también por fin el deseado hominino. Se trataba tan solo de una mandíbula, identificada como KT12/H1, que conserva siete dientes (un incisivo, dos premolares y dos caninos). En 1996 apareció otro premolar, y en 2000 otro fragmento de mandíbula. La antigüedad de los restos se estimó en 3-3,5 Ma mediante la asociación con la fauna del mismo yacimiento.

Ese fósil fue apodado ‘Abel’ en homenaje a Abel Brillanceau, geólogo amigo de Brunet.

Australopithecus bahrelgazali

Australopithecus bahrelgazali KT12/H1. Photo credit: Alain Beauvilain

¿Por qué una especie diferente?

Estos son los principales rasgos que llevaron a sus descubridores a proponer una nueva especie para estos fósiles: Australopithecus bahrelgazali, distinta a la de sus contemporáneos del este, Au. afarensisSigue leyendo

Peking Man vs. Java Man

< English version below>

El Hombre de Pekín

40 individuos fueron recuperados del yacimiento Locality 1 en la cueva Zhoukoudian, situada a 42 km al suroeste de Pekín, China. Las excavaciones comenzaron en 1921 y la gran mayoría de fósiles humanos aparecieron entre 1928-1937. Fueron datados entre 400-600 ka. Junto a ellos, restos de fauna, de fuego e industria lítica que muestran una ocupación de la cueva durante 200.000 años.

Inicialmente definidos como Sinanthropus pekinensis, estos fósiles constituyen un tercio del registro de Homo erectus: 5 calotas, varios fragmentos craneales y faciales, 11 mandíbulas y 147 dientes. Los cráneos tienen una capacidad media de 1030 cc, similar a OH 9 (Homo ergaster de 1,1 Ma) y a Sangiran 17 (descrito más abajo). Sus rasgos distintivos son:

  • Toro supraorbital menos marcado que en OH 9 y Sangiran 17.
  • Presencia de surco postorbital.
  • Cresta sagital.
  • Hueso occipital muy angular.
  • Huesos parietales gruesos, planos y rectangulares.
  • Huesos nasales proyectados y anchos.
  • Mandíbula robusta, con cuerpo alto y dentición reducida relativamente a representantes más antiguos de Homo.
  • Toro occipital notable que recorre todo el ancho del cráneo.

Ya sabemos que durante la II Guerra Mundial este increíble conjunto se perdió, quedando solo 2 dientes originales, pero también réplicas de gran calidad que el anatomista alemán Franz Weidenreich había construido. Tras la Guerra se encontraron fósiles nuevos en Zhoukoudian hasta 1966: unos pocos dientes y fragmentos craneales y poscraneales. Posteriormente Gary Sawyer y Ian Tattersall realizaron una reconstrucción más actualizada del cráneo de Sinanthropus a partir de varios fragmentos de fósiles.

El Hombre de Java

Como continuación del bombazo que supuso la publicación de Homo neanderthalensis (King, 1864), el físico holandés Eugène Dubois emprendió una expedición a Asia con el objetivo de buscar, en paralelo a la misión militar en la que se enroló, el codiciado “eslabón perdido entre simios y hombres”, y de paso el primer homínido fuera de Europa. En 1891 encontró el especímen Trinil 2, un cráneo parcial muy grueso de unos 940 cc, definido Pithecanthropus erectus y apodado “El Hombre de Java”. Está datado en 1 Ma. Al año siguiente encontró el fémur patológico Trinil 3. 80 años después, se le pudo poner una cara al Hombre de Java con el hallazgo del cráneo Sangiran 17, de 1004 cc.

Los principales rasgos del Hombre de Java eran:

  • Bóveda craneal baja y más larga que Sinanthropus.
  • Toro supraorbital pronunciado.
  • Frente muy plana.
  • Cresta sagital.
  • Ancho máximo en la base del cráneo.
  • Pómulos planos, con marcada tuberosidad cigomaxilar.
  • Marcado borde inferior orbital.
  • Falta de demarcación entre la región nasal y la región inferior de la cara.
  • Toro occipital muy marcado en forma de barra continua.

Curiosamente, apenas se han encontrado útiles líticos Achelenses (bifaces) asociados a los fósiles de Homo erectus en Java, y en general son mucho menos frecuentes que en África. ¿Les eran más útiles otros tipos de herramientas como choppers o lascas? ¿Empleaban preferentemente materias primas orgánicas como madera, hueso o conchas?

En cambio, usaron al menos una concha de almeja de agua dulce como soporte para un grabado, sorprendente hallazgo publicado en 2014. Un grupo de investigadores descubrieron un grabado geométrico en zig-zag sobre una de las cientos de conchas de la Colección Dubois, un conjunto de materiales de la excavación de Dubois en Trinil de finales del siglo XIX, que llevaban un siglo sin estudiarse en el Naturalis Biodiversity Center de Leiden.

Homo erectus. Zhoukoudian vs. Java

Homo erectus. Zhoukoudian vs. Java

Peking Man

40 individuals were recovered from the Locality 1 site in the Zhoukoudian cave, located 42 km southwest Peking, China. The excavations started in 1921 and most of the human fossils appeared between 1928-1937. They were dated to 400-600 ka. In association with them, faunal remains, fire evidence and lithic tools showing an occupation of the cave along 200,000 years.

Sigue leyendo

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.

Sigue leyendo

¿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

Sigue leyendo

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

Sigue leyendo

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 hypotheses 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

Sigue leyendo