Entrevista con Antonio Rosas

En esta entrevista que amablemente ha concedido para Nutcracker Man, Antonio Rosas aborda distintas cuestiones y novedades que se están debatiendo en el ámbito de la paleoantropología.

1) Recientemente se ha publicado vuestro nuevo estudio sobre la endogamia en el grupo de neandertales de El Sidrón. Aparte del debilitamiento genético, ¿qué otras causas apuntarías como factores que fueron reduciendo las poblaciones neandertales, y cuándo consideras que pudo comenzar esa disminución?

La extinción de los neandertales es uno de los temas que más curiosidad despierta. Hoy en día se puede concluir que hubo una conjunción de factores, como ocurre en la extinción de otras grandes especies:

  • Uno de ellos es la endogamia, la pérdida de variabilidad genética, que es el sustrato sobre el que trabaja la evolución. Si se pierde la variabilidad, ante posibles cambios ambientales las especies carecen de recursos genéticos, de herramientas, para la supervivencia. Y sabemos que en el curso de la evolución esto es lo que sucedió entre los neandertales.
  • Además, en el tiempo de la extinción de los neandertales sucede un gran cambio climático en el planeta: estamos entrando en la última glaciación, que conlleva un enfriamiento del clima y una destrucción de los ecosistemas existentes en ese momento. Es posible que los ecosistemas a los que los neandertales estaban más adaptados fueran boscosos. Ese enfriamiento e incremento de la aridez terminaría destruyendo en muchas partes tanto a los bosques caducifolios como a los neandertales.
  • Y se une un tercer factor, que es la entrada en Europa de los Homo sapiens, una especie competidora. No hay ninguna evidencia de que fuera una competencia violenta, pero sí de que en algunos sitios hubo coincidencia temporal e intercambio genético entre las dos especies. Aunque hay muchos otros lugares en Alemania o en la Península Ibérica en los que, desde los últimos neandertales hasta los primeros sapiens, se discute la existencia de un gran vacío arqueológico. Esto atestiguaría que no hubo un encuentro y los sapiens llegaron a un terreno desocupado. Pero en otros sitios sí hubo un encuentro. Por lo tanto, no es un fenómeno homogéneo en el espacio y en el tiempo, sino que es heterogéneo en distintos lugares de Europa.

De forma que, si tenemos grupos neandertales aislados y dispersos, con baja variabilidad genética, se están deteriorando los ecosistemas de los que se nutrían y a los que estaban aclimatados y adaptados, y además entra una especie muy competidora, la conjunción de estos factores los lleva a la extinción.

Con Antonio Rosas junto a fósiles originales de El Sidrón.

2) ¿Qué grandes incógnitas piensas que nos queda por conocer de los neandertales?    Sigue leyendo

Por fin, la mandíbula de un denisovano

<English version below>

Hasta el momento, los únicos restos que teníamos de los denisovanos eran 5 fósiles procedentes de la cueva de Denisova (Siberia, Rusia): 3 dientes, 1 falange de dedo y 1 fragmento de parietal [aquí se describen cuáles son]. Hoy se publica en Nature una mandíbula de 160.000 años de antigüedad perteneciente a esa especie y hallada en en la cueva de Karst Baishiya en Xiahe (China) a 3280 metros de altitud.

  • Si bien no se han encontrado rastros de ADN preservados en el fósil, sí se ha logrado extraer proteínas de uno de los molares. Su análisis concluye que el individuo perteneció a una población estrechamente vinculada a los denisovanos de Siberia.
  • Esta población humana ocupó la meseta tibetana en el Pleistoceno Medio y se adaptó a su ambiente, escaso en oxígeno, mucho antes de que Homo sapiens llegara a la región. La mandíbula de Xiahe representa por ahora el hominino mas antiguo en la meseta tibetana, muy anterior a la presencia humana en Nwya Devu datada en 30-40 ka.
  • La morfología mandibular en general es primitiva, corta y muy robusta, y se aproxima a la de los especímenes de Homo erectus, pero la forma menos alargada de la arcada dental se parece más a la de los primeros neandertales y Homo sapiens del Pleistoceno Medio. Los dientes son similares a los denisovanos de las montañas Altai, y su morfología encaja con la variabilidad del Pleistoceno Medio.
  • La mandíbula se conserva muy bien. Está datada en 160.000 años mediante series de uranio, una antigüedad comparable a la de Denisova-2, el espécimen más antiguo de Altai.
  • El fósil fue encontrado por un monje local en 1980, quien lo donó al sexto Buda Viviente, Gung-Thang, y este a su vez lo cedió a la Universidad de Lanzhou. Desde 2010, Fahu Chen (Instituto de Investigación de la Meseta Tibetana) y Dongju Zhang (Universidad de Lanzhou) han estado estudiando el lugar de la cueva donde se halló la mandíbula. Y en 2016 empezaron a colaborar con Jean Jacques Hublin y el Departamento de Evolución Humana del Instituto Max Planck. ¡Felicidades al equipo!

Finalmente, quiero recordar en este punto el estudio de Huerta Sánchez E. et al 2014 relacionado con el gen EPAS1, asociado con la concentración de hemoglobina en sangre (ciertas variantes protegen de la hipoxia a los habitantes de las grandes alturas). En aquel estudio se halló que el gen EPAS1 en los tibetanos posee una constitución solo observada en el genoma de los denisovanos y no en otras poblaciones del mundo, a excepción de individuos de poblaciones de chinos Han del sur y un único individuo de la etnia Han de Pekín.

Agradecimiento: a Jean-Jacques Hublin por la información aportada para este artículo. Referencia: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau [enlace]

Más información: ¿Quiénes son los denisovanos? [enlace]

Xiahe Denisovan mandible

The Xiahe mandible (a, b, d, e, views after digital removal of the adhering carbonate matrix). Credit: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau

Finally, the mandible of a Denisovan!

So far, the only remains we had of the Denisovans were 5 fossils from the Denisova cave (Siberia, Russia): 3 teeth, 1 finger phalanx and 1 parietal fragment [which are described here]. Today, a 160,000-year-old mandible belonging to this species is published. It was found in the Karst Baishiya cave in Xiahe (China) at 3280 meters of altitude. Sigue leyendo

Paleoantropología: novedades 1er trimestre 2019

Si terminamos el último trimestre de 2018 destacando 20 noticias, en el primer trimestre de 2019 he recopilado otras 20. Espero no haber olvidado ninguna. En todo caso y como siempre, estaré encantado de recibir vuestras sugerencias.

  • El año comenzó con la publicación de un fragmento mandibular de Xujiayao, de un niño de 6 años y medio en principio asignado a Homo erectus, que conserva 7 dientes de diferentes etapas de su desarrollo. Su análisis indica sorprendentemente un patrón de crecimiento más lento del esperado para un hominino del Pleistoceno Medio (vivió hace entre 104-248 ka) [+info].
Xujiayao

Original Xujiayao fossil (A and C) and μCT reconstruction of all the teeth (B and D). Crédito: Song Xing, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences.

  • La cueva Denisova y los humanos que la habitaron han dado mucho que hablar. Para empezar, se ha logrado concretar el tiempo de ocupación de los distintos grupos humanos en la cueva, a partir de distintos estudios de los huesos de fauna, restos de plantas, restos líticos, carbón y otros sedimentos [+info]:
    • En general, denisovanos y neandertales estuvieron allí de forma intermitente entre hace 200-50 miles de años (ka). Además, restos líticos en las capas más profundas sugieren presencia humana hace 300 ka.
    • El rango temporal más probable de los denisovanos en la cueva comienza hace 195 ka hasta 52-76 ka.
    • Los neandertales tienen presencia más probable hace entre 80-140 ka.
    • El encuentro e hibridación entre denisovanos y neandertales fue hace unos 120 ka.
    • Los humanos modernos dejaron en ese lugar las puntas de hueso y colgantes más antiguos del norte de Eurasia hace 43-49 ka.

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El cráneo de Dali y otros candidatos a denisovanos

<English version below>

Los denisovanos son un grupo humano del Pleistoceno Medio de los que conocemos únicamente cuatro restos muy humildes pero que han conservado material genético, suficiente para permitir la identificación de una nueva especie humana (pendiente de definición), diferente a las otras dos especies (como mínimo) con las que convivió y se hibridó: Homo neanderthalensis y Homo sapiens. Los restos identificados como denisovanos son: una falange del dedo de un individuo juvenil femenino (Denisova 3), dos molares (Denisova 4 y Denisova 8, adultos masculinos), y un molar deciduo de una niña (Denisova 2).

Los denisovanos vivieron hace entre hace 50 y 170 Ka y comparten con los neandertales un antepasado común, cuyo linaje a su vez tiene un antepasado común con Homo sapiens. La cercanía entre estos tres linajes permite hipotetizar sobre la posible relación con los denisovanos de algunos fósiles de Asia Oriental:

1) Los dos cráneos de Xuchang, de antigüedad 105-125 Ka, encontrados en Lingjing, al este de China y a unos 4000 km de la cueva de Denisova. En principio se les consideró Homo erectus.

2) Los dientes de Xujiayao, encontrados en los años 1970, grandes y complejos, que se consideraban pertenecientes a una población de transición entre Homo erectus y Homo sapiens, o bien de Homo sapiens atendiendo a las herramientas líticas (posteriores al achelense) y la fauna del yacimiento. Combinan rasgos primitivos con otros más modernos y similares a los neandertales. En 2017 se dataron en 260-370 ka, rango que complica aún más su asignación a una especie.

3) Los cráneos de Dali (209 ka), Maba (132 ka) y Jinniushan (280 ka). En particular, nos detenemos en el cráneo de Dali, muy completo, aunque lamentablemente carece de la dentición superior y de la mandíbula inferior. Con dudas sobre su antigüedad: un diente de bóvido aparentemente asociado al cráneo fue datado en 209 ka. Por tener varias características compartidas con algunos especímenes contemporáneos europeos y africanos, se llegó a proponer como un ejemplo de la presencia de Homo heidelbergensis en Asia. De nuevo, se trata de un mosaico con rasgos primitivos en la bóveda craneal…

  • Grueso toro circular sobre cada órbita.
  • Cráneo muy bajo y alargado, aunque el ancho máximo está en la región temporal superior (en Homo erectus está en la inferior).
  • Grosor de los huesos, sobre todo los temporales, parietales y occipital.
  • Ángulo occipital/nucal muy abrupto.
  • Desarrollo sagital a lo largo del cráneo.
  • Capacidad craneal de 1120 cc.

… y rasgos modernos en la cara:

  • Plana y de tamaño pequeño.
  • Cigomáticos gráciles, con inserción en el alveolar similar a Homo sapiens.
  • Órbitas cuadradas, con bordes suaves y redondeados.
  • Su región nasal ancha recuerda a la neandertal.

4) El cráneo de Harbin, hasta la fecha sin publicar salvo algunas fotografías en prensa china. Increíblemente, permaneció oculto en manos privadas desde su hallazgo en 1933 hasta septiembre de 2018. Parece tener características muy similares a Dali en la cara, toro supraorbital, frontal y órbitas. En las líneas que acompañan a su presentación en prensa, se le define como Homo heidelbergensis y se le asigna una antigüedad de entre 200-400 ka.

A falta de una definición formal de la especie Homo heidelbergensis, en todo caso es difícil que una misma realidad biológica represente a los materiales de Mauer, Petralona, Bodo, Kabwe… y también Dali, Harbin y otros especímenes chinos. Lo que sí parece claro es que durante el Pleistoceno Medio se sucedieron distintas oleadas en Asia (y en Europa) que mezclaron genéticamente a los grupos humanos existentes con otros nuevos. Poder comparar el material genético de los denisovanos con el de otros fósiles asiáticos contemporáneos (cosa que terminará ocurriendo), ayudará a comprender las complejas relaciones evolutivas entre los grupos humanos de Eurasia y también con sus coetáneos africanos.

Más información: ¿Quiénes son los cuatro denisovanos?

Dali, Harbin, Bodo, Kabwe

Middle Pleistocene skulls: Dali, Harbin, Bodo, Kabwe. Sources: Dali (peterbrown-palaeoanthropology.net/dali.html), Harbin (China Institute of Geological Environmental Monitoring), Bodo and Kabwe (Roberto Sáez)

The Dali skull and other candidates to be Denisovan

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Denisovans, Neandertals and Human emotions

In 2015 the genome of Oase-1 was published, a Homo sapiens individual from Romania who lived 38-42 thousand years ago (ka). The study of the genetic material preserved in the mandible showed that this individual had a Neandertal ancestor as recently as four to six generations back. That was shocking…

Now we also have the genome from a long bone of a female human (Denisova 11, aka ‘Denny’) found at the Denisova Cave in Siberia, who was at least 13 years old at death according to its cortical thickness. Direct dating of the fossil showed it to be beyond the radiocarbon limit, hence it is older than 50,000 years, probably around 90-100 ka. Oase-1 now pales in comparison to the findings from Denny…

  • Denny’s DNA fragments carried alleles matching in similar proportions the Denisovan genome and the Neandertal genome. She was the daughter of a Neandertal mother and a Denisovan father.
  • The Denisovan father had more than one Neandertal ancestor in his genealogy, as recently as 300 to 600 generations back.
  • The Neandertals that contributed to the ancestry of the father were from a different population than her mother. The Neandertal mother came from a population more closely related to the Neandertals who live later in Western Europe (compared to the Vindija material from Croatia) than to the earlier Neandertals from the Denisova Cave.
  • Eastern Neandertals migrated into Western Europe after 90 ka, and/or Western Neandertals migrated to the Altai region before 90 ka and partially replaced the local population.
Denisova 11 & Oase 1

(L) Denisova 11, credit Nature vol 560 23 Aug 18. (R) Oase 1, credit Roberto Sáez

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¿Quiénes son los 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 humanos diferentes, denisovanos, neandertales y humanos modernos. A partir de distintos estudios de los huesos de fauna, restos de plantas, restos líticos, carbón y otros sedimentos, se ha logrado concretar el tiempo de ocupación de los humanos en la cueva:

  • En general, denisovanos y neandertales estuvieron allí de forma intermitente entre hace 200-50 miles de años (ka). Además, restos líticos en las capas más profundas sugieren presencia humana hace 300 ka.
  • El rango temporal más probable de los denisovanos en la cueva comienza hace 195 ka hasta 52-76 ka.
  • Los neandertales tienen presencia más probable hace entre 80-140 ka.
  • El encuentro e hibridación entre denisovanos y neandertales fue hace unos 120 ka.
  • Los humanos modernos dejaron en ese lugar las puntas de hueso y colgantes más antiguos del norte de Eurasia hace 43-49 ka.

La importancia de este sitio 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). En 2017, un segundo molar inferior deciduo perteneciente a una hembra infantil denisovana fue publicado (Denisova 2). Y finalmente (por ahora) en 2019 se ha presentado un quinto resto denisovano, un fragmento de hueso parietal (Denisova 13), en la reunión anual de American Association of Physical Anthropologists, que en principio tiene una morfología intermedia entre Homo neanderthalensis y H. heidelbergensis y H. erectus. Está pendiente de publicación.

Denisova 13 vs Ngawi

Denisova 13 (izda, foto de @VioLab_UofT) vs Ngawi (dcha, foto de Kaifu, Y. et al 2015), considerado Homo erectus, y con el que Denisova 13 puede tener similitudes morfológicas.

Finalmente (por ahora), en 2019 se ha publicado el primer espécimen denisovano fuera de la Cueva Denisova: una mandíbula procedente de la cueva de Karst Baishiya en Xiahe (China), datada en 160 ka, una antigüedad comparable a Denisova-2 [+info].

Xiahe mandible

he Xiahe mandible (a, b, d, e, views after digital removal of the adhering carbonate matrix). Credit: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau doi.org/10.1038/s41586-019-1139-x

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

4 denisovanos

Los cuatro primeros denisovanos hallados. Crédito foto: Max Planck Institute

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A new Denisovan!

The Denisova Cave in Siberia’s Altai Mountains is known for being a unique place, where three different groups of humans lived in the last 100 K years: Denisovans, Neandertals and Modern Humans.

A finger phalanx (Denisova 3) and a molar (Denisova 4) from that site were published in 2010. Fortunately the genetic materials were preserved, allowing the Max Planck Institute to analyse the DNA. They resulted to be a new species, cousin of the Neandertals, named the ‘Denisovans’. Both species share a common ancestor, which in turn shares a common ancestor with Homo sapiens. Moreover, 0.5% of the genome of Denisova 3 was derived from a Neandertal population, probably related to the Neandertals that lived in the Denisova Cave.

Denisovans also interbred with some populations of Homo sapiens, contributing about 5% of the genome of some today’s Oceania people and 0.2% of the genome of Native Americans and main-land Asians.

Denisova 3 was a young girl and Denisova 4 was an adult male. A second molar was found in 2010 – thought to belong to a cave bear given its size and huge, splayed roots. This was later reconsidered to be a human tooth. Its DNA was analysed by the Max Planck Institute and published in 2015. It turned out to be another adult male Denisovan specimen (Denisovan 8), the third Denisovan.

What do we know about the Denisovan DNA?

Denisova 8 molar. Photo: Bence Viola

  • Nuclear DNA sequences from the two molars form a clade with the one of the finger phalanx. The three specimens were a single biological group.
  • The mitocondrial DNA of Denisova 8 has accumulated fewer substitutions than the other two specimens. This means that he was present in the region aprox. 60 K years before the other two (c. 110 KYA). The Denisovans either occupied the region at least 110 to 50 KYA, or came into the region at least twice.
  • The nuclear DNA sequence diversity among the three Denisovans is comparable to that among the Neandertals, but lower than that among today’s humans.
  • The new genetic analysis shows less relationship to Neandertals than the analysis from 2010.
  • Although the morphology of third molars is generally variable, both molars Denisova 4 and Denisova 8 are very large and lack traits typical of Neandertals and modern humans.
  • The length of Denisova 8 is comparable to Pliocene hominins. Only two other Late Pleistocene third molars are comparable in size. The size of the two molars may suggest that large teeth is a Denisovan feature.
  • The Denisovan molars also have massively flaring roots and relatively large and complex crowns. They show similarities with the Xujiayao teeth recently described by Xing S., Martinón-Torres M. et al. Large teeth and massive roots are indicative of massive jaws. Could this be the first clue of the Denisovan morphology?

Denisova 4 molar. Photo: Bence Viola

  • As resulted from the 2010 DNA analysis, the Denisova 3 phalanx carries a component derived from an unknown hominin who diverged 1–4 MYA from the lineage leading to Neandertals, Denisovans and today’s humans. That hominin could be Homo erectus, or another ancestor we have not found any fossil yet. This new study has no clear output concerning this component, which seems to differ among the three Denisovan individuals.

Denisova 8, Denisova 4, Neandertal Krapina D109, Homo sapiens. Photo: S. Sawyer et al, PNAS

What’s next?

In March 2018 a new technique was applied to 5,639 whole-genome sequences from Eurasia and Oceania. This study concludes:

  • There was Denisovan introgression in the specimens from East and South Asia and Papuans.
  • At least two distinct instances of Denisovan admixture into modern humans occurred.
  • There is a much closer Denisovan match among Han Chinese, Chinese Dai, and Japanese DNA sequences.