The Man Machine. Hacia una nueva especie humana

De cazadores recolectores a agricultores. De agricultores a obreros industriales. Desde ahí el ser humano ha evolucionado hasta desarrollar tecnologías de la información y comunicaciones que han supuesto un avance extraordinario. La pandemia que nos azota ha permitido sacar el máximo partido de estas tecnologías. Podemos empezar a vislumbrar hasta dónde llegar en su uso. Pero desde el confinamiento en el que estamos, permitidme que lleve a cabo una reflexión: ¿y ahora qué? ¿Hacia dónde nos encaminamos?

Intentemos realizar un salto hacia atrás en el que nos pongamos en la situación de un ser humano, 15.000 años atrás, que sobrevivía de lo que cazaba o pescaba de forma oportunista y tras recorrer grandes distancias. Recolectaba vegetales comestibles que surgían, de forma más o menos periódica, pero que no aseguraban el sustento de forma recurrente. El cambio que supuso para nuestra especie el controlar la vida vegetal a través del conocimiento de los ciclos estacionales, de la selección de las mejores semillas o de las mejores tierras permitió obtener un sustento periódico más o menos asegurado: la disponibilidad, de forma diaria y sin largos desplazamientos, de carne y derivados animales que facilitaban la subsistencia de una forma más cómoda. Esta revolución neolítica dio lugar a cambios realmente radicales respecto al mundo anterior. El ser humano se pudo beneficiar de ahorros de tiempo y esfuerzo que se dedicaron a otras actividades, desde las sociales hasta las culturales. También tuvo su lado negativo. Surgieron élites que, generalmente por medios no pacíficos, acumularon recursos agrícolas, ganaderos e industriales, situación que ha evolucionado hasta la actualidad. Hay otros factores que influyen como el esfuerzo personal, la imaginación e incluso la suerte pero es un hecho que está ahí.

Tras la reflexión anterior que intenta mostrar el impacto de un cambio tecnológico radical en un momento de la historia volvemos a la pregunta anterior – y ¿ahora qué? ¿Qué nos va a suponer el nuevo entorno digital que ya tenemos delante y que crece a velocidad exponencial?– El profesor Klaus Schaw, fundador del popularmente conocido como Foro de Davos, comenta en su libro La cuarta revolución industrial, «Por primera vez podemos afirmar que la cuarta revolución industrial acarrea la transformación de la humanidad, debido a la convergencia de sistemas digitales, físicos y biológicos que la protagonizan». Esto puede significar la integración de las máquinas y el Homo sapiens de tal forma que la especie humana podría cambiar a otra forma de vida, sobre todo intelectual.

Una nueva especie

¿Se podría aventurar que estaríamos ante una evolución o cambio de nuestra especie? ¿Nuestra integración con las máquinas supondrá tal salto? Da vértigo pensar en algo así. ¿Os imagináis por ejemplo una integración hombre-máquina que suponga que para aprender inglés, o español para los angloparlantes, sea suficiente con instalarnos el software de un curso de inglés?

En fin, esto supondría avances y beneficios extraordinarios. Oportunidades en todos los campos que nos podamos imaginar. Como lo fue la máquina de vapor como base para la Primera revolución industrial. En el siglo XIX se dieron movimientos sociales que veían este avance como una amenaza para el empleo y destruían las máquinas. Luego se vio que no fue así, al contrario. Hay que sacar el máximo partido de este nuevo entorno tecnológico. A nivel médico sobre todo en el campo neurológico y ortopédico, a nivel intelectual, empresarial, científico, cultural.

Sin embargo, como sucedió en la revolución neolítica, también puede haber impactos negativos. Se intentarán conformar nuevas élites con el objetivo de controlar, no ya la producción agrícola o industrial, sino llegar más allá y controlar los nuevos medios de producción. Estamos hablando del control sobre el pensamiento, a la desaparición de la creatividad humana que es uno de los rasgos básicos de nuestra especie; en definitiva, a la integración de hombre y máquina.

«La Angustia», de Edwin Garcia Maldonado

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Castores, rinocerontes, denisovanos, Gigantopithecus y Homo antecessor

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La paleoproteómica es una disciplina de secuenciación de proteínas procedentes de especímenes antiguos, que está comenzando a explotarse de manera más extendida en los últimos años. Permite trazar relaciones evolutivas comparando entre individuos las proteínas que cumplen la misma función, de forma similar a como hace la genómica comparando regiones genéticas equivalentes. Como las proteínas son más estables que el ADN y no se degradan tan rápidamente, en algunos materiales fosilizados muy antiguos sí se pueden recuperar y estudiar proteínas, pero no ADN. Por ejemplo, los restos humanos más antiguos de los que se ha podido analizar el genoma son los de Sima de los Huesos (Atapuerca), de 430 ka (miles de años), mientras que ya se han estudiado proteínas de otros restos humanos de casi 1 Ma (millón de años), y ya hay intentos con restos de 1,77 Ma. Por tanto, esta técnica viene a ayudar a donde la paleogenómica no llega. Veamos varios casos destacados:

  • El cráneo de castor gigante Castoroides ohioensis. Datado en unos 12.000 años, fue encontrado en 1845 y estaba expuesto en el New York State Museum. El análisis publicado en 2016 de proteínas conservadas en los cornetes nasales, permite conocer la ubicación de esta especie dentro de Castoroidinae y su parentesco con otros representantes de esta subfamilia.
  • También se ha publicado en 2019 el estudio taxonómico de distintas aves a partir de las proteínas de los huesos de especies extinguidas (dodo, Raphus cucullatus, y alca gigante, Pinguinus impennis), así como de otros especímenes más recientes de distintas especies.
  • Un rinoceronte del género Stephanorhinus que vivía en Dmanisi hace 1,77 millones de años, conservaba proteínas en su esmalte dental que han ayudado a situarlo filogenéticamente como un grupo hermano del clado formado por el rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis) y el rinoceronte de Merck (Stephanorhinus kirchbergensis).
  • Se ha podido confirmar el vínculo filogenético de Gigantopithecus con Pongo, gracias al estudio de seis proteínas preservadas en el esmalte y la dentina de un molar de Gigantopithecus blacki de 1,9 Ma encontrado en la cueva china de Chuifeng. Los linajes de Gigantopithecus y del orangután (su pariente actual más cercano) se separaron hace unos 10 Ma. Ese molar ha proporcionado los restos moleculares más antiguos que se han podido secuenciar de un fósil.
  • También en 2019 se publicó una mandíbula denisovana de 160.000 años, hallada en en la cueva Karst Baishiya en Xiahe (China) a 3280 metros de altitud. Su pertenencia a dicha población humana se pudo determinar a partir de las proteínas de uno de sus molares.
  • Finalmente, en abril 2020 se ha publicado el estudio proteómico de un diente de Homo antecessor, un primer o segundo molar inferior permanente (espécimen ATD6-92) de unos 800 ka, el proteoma más antiguo de un hominino que se ha podido presentar hasta la fecha, que viene a reforzar la ubicación de este taxón muy relacionado (grupo hermano) con el último ancestro común de sapiens, neandertales y denisovanos.

En este mismo estudio sobre Homo antecessor también se analizó un primer molar superior (D4163) de un hominino de Dmanisi datado en 1,77 Ma, sin resultados concluyentes, pero su antigüedad genera una enorme expectativa sobre la posibilidad de investigar las proteínas conservadas en el esmalte dental, el tejido más duro en el esqueleto de los mamíferos, y obtener grandes resultados para enriquecer nuestro conocimiento sobre las relaciones filogenéticas en la evolución humana.

Abusando del tópico, esto es solo el comienzo… Los resultados satisfactorios que proporciona la paleoproteómica para la revisión de nuestra filogenia, está ya empujando a investigadores a explotar más esta disciplina. Uno de los retos será averiguar por fin qué fue Homo erectus, taxón que abarca una diversidad de especímenes procedentes de grandes regiones de Asia y África (si incluimos a Homo ergaster) y una enorme línea temporal de más un millón y medio de años.

He consultado a José María Bermúdez de Castro su opinión sobre si será aplicable la paleoproteómica sobre algún otro resto de Homo erectus, y si podríamos esperar una relación entre los erectinos asiáticos y Homo antecessor:

Estoy convencido de que ya se están haciendo análisis con otros dientes, y H. antecessor entrará en la comparativa. Los próximos años serán divertidos y habrá más de una sorpresa. Ya se encontraron proteínas en un rinoceronte de Dmanisi, así que también las habrá en los humanos. Es una lástima que el diente analizado [Welker F et al, 2020] era un trozo muy roto y contaminado. Por supuesto, hay una relación entre H. erectus y H. antecessor, porque comparten un antecesor común. Pero estoy convencido de que hay que ir muy atrás en el tiempo para encontrarlo. Quizá haya que llegar hasta la época de Dmanisi. Lo veremos, seguro.

Arriba izda: dientes ATD6-92 de Homo antecessor (Gran Dolina) y D4163 de Homo erectus (Dmanisi). Crédito: Welker F, Ramos-Madrigal J, Gutenbrunner P et al (2020). The dental proteome of Homo antecesor. Nature / Figuras b y c: mandíbula denisovana de Xiahe. Crédito: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau.

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Paleoantropología: novedades 1er trimestre 2020

Este último mes el gran protagonista ha sido la pandemia del COVID-19 y el confinamiento de los “animales sociales”. Sin embargo, las novedades en el conocimiento de la evolución humana no han cesado, y durante el primer trimestre se ha mantenido un buen ritmo de publicación de las investigaciones en curso. Resumo 21 de ellas, ordenadas de mayor a menor antigüedad del objeto de estudio:

  • Una nueva publicación sobre Little Foot, el esqueleto más antiguo de un australopiteco (3,67 Ma), procedente de Sterkfontein Member 2. La morfología de su atlas (primera vértebra cervical), en combinación con estudios anteriores, refuerza los signos de una rica vida arbórea de este individuo, mayor que la de australopitecos más recientes, así como un menor flujo sanguíneo hacia el cerebro que homininos posteriores [+info].

Crédito: Beaudet A, Clarke RJ, Heaton JL et al (2020)

  • Se ha estudiado la estructura trabecular (hueso esponjoso) de la epífisis proximal del fémur del espécimen StW 311 de Sterkfontein, fósil atribuido a Paranthropus robustus o un Homo temprano, que procede del Member 5E con difícil datación entre 1,1 y 2,18 Ma (según distintos estudios). Este hueso sugiere articulaciones de cadera muy flexionadas indicativas de una trepa habitual. Por otra parte, la misma estructura ósea del espécimen StW 522 (más antiguo que el anterior, atribuido a Australopithecus africanus, del Member 4 datado entre 2-2,8 Ma), muestra un patrón de locomoción más moderno. Esto refuerza la complejidad de la transición hacia el bipedalismo, y con una diversidad locomotora entre los homininos [+info].

Epífisis proximal de StW 522 y StW 311. Crédito: Matthew Skinner

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Animales sociales confinados en casa | Social animals confined at home

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Solemos escuchar que los humanos somos «animales sociales». También lo son el resto de primates y otros animales, pero nosotros hemos evolucionado de forma que los comportamientos y las relaciones sociales influyen prácticamente sobre la totalidad de nuestra actividad y nuestro tiempo. El funcionamiento de nuestro cerebro, de las hormonas y muchos otros elementos de nuestro sistema biológico está fuertemente vinculado a nuestras relaciones sociales.

La humanidad está ahora atravesando una situación desconocida a nivel global: un distanciamiento social obligado por una pandemia. ¿Qué impacto puede tener este escenario en nuestro día a día? Cuando los humanos estamos solos y aislados, pueden aparecer problemas físicos y mentales. Sin necesidad de pensar en depresiones, simplemente recordemos las veces que hemos leído y oído a personas con dificultades para concentrarse en estos días, cuando antes no las tenían.

La buena noticia es que los humanos también hemos demostrado una gran resiliencia en dos millones de años de evolución. La Real Academia Española define resiliencia como «Capacidad de adaptación de un ser vivo frente a un agente perturbador o un estado o situación adversos». Inventando recursos técnicos, los humanos nos hemos ido adaptando a fuertes cambios en nuestro entorno que han condicionado nuestro medio de vida y nuestras relaciones. La colaboración entre humanos ha sido siempre una clave para asumir y, de hecho, aprovechar los cambios.

«Compartimos una historia evolutiva de densa cooperación y ayuda mutua, de sortear juntos las dificultades de la vida e imaginar y crear nuevas posibilidades. Llevamos escritas la vida social y la innovación en nuestra neurobiología y nuestra fisiología. Ellas nos brindan la herramienta para resolver los retos que la era del coronavirus plantea a nuestro cuerpo, nuestra mente y nuestra cultura». (Agustín Fuentes, antropólogo) Sigue leyendo

Revisión de Homo antecessor en la línea evolutiva que dio lugar a Homo sapiens

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En 1994 tuvo lugar el hallazgo en Gran Dolina (Atapuerca) de los primeros restos humanos que permitieron definir la especie Homo antecessor, publicada en mayo de 1997. La antigüedad mínima de los fósiles es de 772 ka (cambio de polaridad Matuyama/Brunhes encontrado un metro por encima de los fósiles) y la máxima es de 949 ka (datación directa de un diente), siendo 800-850 ka la cronología estimada mediante biocronología, ESR y termoluminiscencia.

Entre 1994 y 1996 se descubrió un centenar de fragmentos, y entre 2003 y 2005 se hallaron otros 70, totalizando unos 170 restos conocidos hasta ahora. Se espera que este número crezca enormemente cuando se vuelva a excavar el nivel TD6 de Gran Dolina en próximas campañas. Su registro fósil abarca individuos infantiles, juveniles y adultos jóvenes.

Eran humanos altos y fuertes. Los adultos podrían haber llegado a 60-90 kg de peso y 160-170 cm de estatura. Falta información para estimar su capacidad craneal, pero a partir de la anchura del frontal ATD6-15 se estima que pudo llegar o superar los 1000 cc, inferior al promedio de los humanos modernos (1350 cc) y similar al límite superior de Homo erectus.

La cara de Homo antecessor es de apariencia parecida a la de los humanos actuales: plana, con fosa canina, con un patrón de crecimiento (reabsorción ósea) similar al de los humanos modernos, mandíbula delgada y poco especializada, y un patrón de desarrollo y erupción de los dientes también parecido al nuestro. Se piensa que esos rasgos de la cara de Homo sapiens son en realidad «primitivos», y se ha llegado a especular que aparecieron en distintos momentos por convergencia evolutiva, mientras que la cara proyectada mediofacialmente de otros homininos del Pleistoceno medio sería derivada. Para otros autores, dichos rasgos son una simplesiomorfia compartida por H. antecessor, H. sapiens y algunos representantes asiáticos de H. erectus (Zhoukoudian, Dali, Nanjing, Jinniushan), lo que sugiere que esos caracteres estarían presentes en un antepasado común de todos ellos. La hipótesis predominante es que Homo antecessor tiene la cara de apariencia moderna más antigua conocida.

Por otra parte, su cráneo es un mosaico de rasgos primitivos y otros similares a homininos posteriores del Pleistoceno medio: frente huidiza, toro supraorbital de doble arco, ausencia de mentón, pequeño tamaño del último molar, incisivos grandes con forma de pala, poca cavidad palpar en las raíces de los dientes.

En este contexto, ¿cuáles son las últimas propuestas respecto al posicionamiento evolutivo de Homo antecessor?

Con la definición de la especie Homo antecessor, esta se postuló como último antepasado común (LCA, por sus siglas en inglés) de Homo sapiens y Homo neanderthalensis. La propuesta inicialmente arrojó dudas porque hace dos décadas se manejaba una estimación más reciente para la separación entre ambas especies humanas. Mientras tanto, Homo heidelbergensis era una especie mejor considerada como candidata, con materiales abarcando entre 200-600 ka.

Sin embargo, en los últimos tiempos la paleogenética plantea que la separación entre la rama de los neandersovanos (ancestros de neandertales y denisovanos) y la rama sapiens es mucho más antigua y podría haberse dado hace 800.000 años. Esto, junto con la compartición de distintos rasgos de Homo antecessor con otros homininos del Pleistoceno medio europeo, refuerza la opción de Homo antecessor como taxón relacionado con el linaje neandertal, o bien una rama lateral extinta del camino evolutivo del LCA. Todavía desconoceríamos este ancestro, pero en Homo antecessor tendríamos a uno de los homininos más próximos a él. El estudio paleoproteómico del esmalte de un diente de Homo antecessor (publicado en abril de 2020) viene a reforzar la ubicación de este taxón muy relacionado con el linaje común de sapiens, neandertales y denisovanos. Este es un trabajo notable, al tratarse del proteoma más antiguo de un hominino que se ha podido presentar hasta la fecha.

Así, se debilita la candidatura de Homo heidelbergensis como dicho antepasado común, especie que en ocasiones incluso es cuestionada como tal [+info]. En todo este puzle queda pendiente el posible encaje de Homo erectus, poco mencionado entre la sopa genética de los humanos europeos de hace entre 1-0,5 Ma, pero algunos de cuyos rasgos están presentes en determinados especímenes de ese periodo.

El escenario tradicional para buscar geográficamente el origen de Homo antecessor se centra en África, donde una rama africana del último antepasado común habría dado lugar hace 300 ka al linaje sapiens (representado por los materiales de Jebel Irhoud). Una alternativa propuesta por Bermúdez de Castro y otros, es considerar también el suroeste asiático como un punto importante del poblamiento humano europeo. En concreto, el Corredor Levantino tuvo condiciones ambientales muy favorables en determinados momentos del Pleistoceno, y en esta región pudieron evolucionar los homininos que dieron lugar a Homo antecessor y al último antepasado común, en el marco de sucesivos flujos humanos entre África y Eurasia, en ambas direcciones. Esto ayudaría a explicar la gran diversidad observada en los homininos del Pleistoceno medio europeo, la aparición de los neandertales en dicha región, y la simplesiomorfia en los rasgos de la cara descritos anteriormente.

Agradecimiento: a José María Bermúdez de Castro, por la revisión de este artículo.

Referencias:

Filogenia hipotética de Homo antecessor. Elaboración propia basada en figura 1 de Bermúdez de Castro JM & Martinón-Torres M (2019)

Review of Homo antecessor in the evolutionary path that gave rise to Homo sapiens

In 1994, the first human remains at Gran Dolina (Atapuerca) made possible to define the species Homo antecessor. The minimum age of the fossils is 772 ka (Matuyama/Brunhes polarity reversal, found one meter above the fossils) and the maximum is 949 ka (direct dating of a tooth), with 800-850 ka being the age estimated by biochronology, ESR and thermoluminescence. Sigue leyendo