Comiendo elefantes por Madrid en el Pleistoceno Medio

A finales del siglo XIX comenzaba a asentarse en Europa cierto conocimiento sobre el hombre prehistórico. Ya existía una colección notable de restos neandertales encontrados por todo el continente, mientras Dubois estaba buscando el “eslabón perdido” en Indonesia.

Mientras tanto, en el extremo occidental de Europa, en Madrid también comenzaron a aparecer artefactos líticos y restos óseos de animales consumidos por los humanos, lo que supuso una importante contribución al debate sobre la antigüedad de nuestros antepasados. La mayoría de los hallazgos arqueológicos y paleontológicos se encontraron en las terrazas de los ríos Manzanares y Jarama. En los estratos sedimentarios formados por los ríos, existe una treintena de yacimientos con abundantes restos de actividad antrópica y de muchos carnívoros y herbívoros. En la zona hay también abundancia de sílex.

Estos sitios abarcan numerosos periodos, como lo demuestra la presencia de talla Achelense (bifaces, hendidores) de hace entre 350-100 ka, puntas y raederas Musterienses de entre 150-80 ka, materiales del Paleolítico superior como puntas foliáceas y buriles de 40-20 ka, raspadores y láminas de 20-15 ka, y hasta un hogar del Epipaleolítico (9500 años). En ese amplio rango temporal predominaron los momentos cálidos hace entre 500-120 ka, con bosques abiertos de pinos y encinas y, cerca de los ríos, sauces, abedules, avellanos, hayas, etc. en los que vivían toros, ciervos, caballos, rinocerontes de pradera, elefantes e hipopótamos. Se cuentan más de 20 elefantes encontrados, algunos en asociación con útiles líticos. Sin embargo, hace 80 ka el clima se enfrió y el paisaje se volvió estepario, donde vivían mamuts, rinocerontes lanudos y ciervos gigantes.

Molar humano (150-127 ka) y bifaz (240-150 ka). Yacimiento de San Isidro (Carabanchel, Madrid). Museo de San Isidro. Crédito: Roberto Sáez

Cinco elefantes…

Hace entre 300-200 ka un macho adulto de Elephas antiquus (foto abajo izquierda) de unos 43-45 años, murió atrapado en un fango arcilloso en la actual zona de Orcasitas, y quedó tendido sobre un costado. Depredadores y carroñeros retiraron la mayor parte de su carne en los primeros días y en las semanas siguientes el esqueleto fue desarticulado. La fuerza del agua volcó el cráneo, que quedó invertido. En 1959 unos obreros lo encontraron en la cantera donde trabajaban (e inicialmente interpretaron el hallazgo como de un dinosaurio). Su cráneo e impresionantes defensas de 4 metros estaban intactos, y se pueden admirar en el Museo de San Isidro (Madrid).

También procedente del Pleistoceno Medio, el otro Elephas antiquus de la foto se halló un año antes, en 1958, en unas obras de ampliación de las instalaciones de la empresa Transfesa, en Villaverde. Su esqueleto se compone de numerosas piezas entre las que se cuentan el cráneo completo y sus defensas de 2,5 metros. Murió también atrapado en un terreno fangoso del río y las aguas fueron arrastrando y separando las partes esqueléticas. Se expone en el Museo Nacional de Ciencias Naturales (Madrid). Estos ejemplares no muestran signos de procesamiento humano.

Elephas antiquus de Orcasitas (izquierda) y de Villaverde (derecha). Crédito: Roberto Sáez

Pero estos tres Elephas antiquus sí presentan marcas de corte y fracturas para acceder al tuétano, evidencias directas muy raras de encontrar en el Pleistoceno Medio:

  • Del yacimiento de Preresa, junto al Manzanares, proceden 82 huesos de un mismo elefante asociados a 754 herramientas de sílex y cuarcita, hallados en un área de 255 m2 y con una datación de unos 84 ka. Es una incógnita determinar si fue carroñeo o caza lo que hicieron los neandertales con este animal y, en el último caso, cuál fue la estrategia empleada.
  • Por otra parte, cercanos al río Jarama se encontraron los elefantes de Áridos 1 y Áridos 2 (Getafe), de unos 300-200 ka, con numerosas marcas de corte y junto con numerosas herramientas Achelenses.

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Nuevos interrogantes en el Pleistoceno Medio Europeo

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Dos estudios publicados recientemente contribuyen de manera notable al (confuso) conocimiento que tenemos sobre la evolución humana durante el Pleistoceno Medio Europeo.

En 2010, Aida Gómez-Robles estudió la colección de dientes de los preneandertales de la Sima de los Huesos (SH) en Atapuerca. Tan solo 9 años después, se conoce mucha más información sobre aquellos humanos, principalmente: 1) La datación de los fósiles, establecida en unos 430 ka (Arnold LJ et al, 2014). 2) Gracias a la paleogenética, la confirmación de la relación de los homininos de SH con el linaje neandertal, lo cual ya indicaban muchos rasgos anatómicos. 3) Los dientes de SH son muy derivados, tienen un aspecto muy alejado del que se esperaría para un neandertal temprano, o una especie próxima al ancestro común de neandertales y humanos modernos. De hecho, algunos rasgos como la reducción del tamaño y la simplificación de la estructura se corresponden con neandertales muy  posteriores, en el entorno de hace 100 ka.

Gómez-Robles utiliza una serie de modelos cuantitativos para calcular el rango temporal en que los homininos de SH pudieron desarrollar esa morfología dental, asumiendo que la tasa a la que esos neandertales tempranos evolucionaron sería constante y similar a la observada en otros homininos. La autora considera que, aunque es posible que los de SH evolucionaran mas rápido, eso no es lo observado en muchas otras especies de homininos. Incluso en especies como los parántropos, con una dentición muy derivada, esa tasa evolutiva es muy homogénea. Considerando dicha tasa, la divergencia entre neandertales y humanos modernos ocurriría hace un mínimo de 800 ka.

Sin embargo, el estudio del genoma neandertal indica una divergencia del linaje sapiens alrededor de hace 600 ka. ¿Qué implicaciones tiene la diferencia entre ambas estimaciones? Por una parte, los estudios genéticos tienen también una serie de asunciones como la tasa de mutación (indicativa de la rapidez y consistencia de los cambios genéticos acumulados a lo largo del tiempo), que pueden hacer variar los resultados de manera significativa. Por otra parte, el estudio anatómico puede estar indicando que la diferenciación morfológica (la divergencia en cuanto a fenotipos dentales de neandertales y sapiens) precede a la separación genética de ambas especies, según indica Gómez-Robles. Es decir, su anatomía indica que esos grupos ya estaban en direcciones evolutivas distintas, hay patrones de divergencia muy claros antes de la separación genética que, además, sabemos que tampoco fue total (hubo hibridaciones).

En el segundo estudio a que me refiero, Antonio Rosas y otros colegas plantean que la morfología craneal de los homininos del Pleistoceno Medio Europeo responde a una misma especie. Por tanto, hay una unicidad dentro de la diversidad que existe en las caras y en las mandíbulas de los homininos de Arago, Mauer, SH, Montmaurin… Para los autores, buena parte de esa diversidad puede explicarse por factores que vemos en nuestra especie y en otros simios, que se traducen en individuos con las caras más largas (dolicofacial) y otros con las caras más anchas (braquifacial).

Por tanto, a la vez que había grupos presapiens evolucionando en África, imaginamos que también habría preneandertales evolucionando en Europa, pero nos seguimos preguntando por los detalles detrás de esa dinámica evolutiva… Cuántos grupos humanos habitaron Europa durante el Pleistoceno Medio, cuál era la relación entre ellos, si se mezclaron, cuáles se extinguieron y cuáles sobrevivieron, cuántas especies representan, y cuáles son sus especies antepasadas. ¿Representan una sola especie politípica, Homo heidelbergensis? ¿Su anatomía era efectivamente previa a la separación genética de Homo neanderthalensis y Homo sapiens? ¿Es Homo heidelbergensis una especie «nicho» exclusivamente europea, y Homo antecessor el antepasado de ambos linajes hace 1 millón de años? Seguiremos atentamente la evolución del conocimiento en este apasionante periodo.

A model resulting from the successive pairwise similarity inclusion analyses in which only one polytypic species of Homo is recognized in the Middle Pleistocene of Europe. Source: Rosas A et al (2019). Tempo and mode in the Neandertal evolutionary lineage: A structuralist approach tomandible variation. Quaternary Science Reviews, fig. 8.

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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

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 neandertal de Altamura

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En 1993 un grupo de espeleólogos halló un esqueleto humano parcial al fondo de la Gruta de Lamalunga, cerca de la pequeña localidad de Altamura, en el sur de Italia. Se encuentra embebido en una gran columna de calcita sobre la que han crecido coraloides (pequeños espelotemas con forma de coral). Su localización le da un aspecto único y espectacular, pero hace complejísima su extracción. En principio se asoció a Homo heidelbergensis, pero en 2015 se presentó el análisis de su escápula derecha, incluyendo el ADN mitocondrial que se pudo recuperar de ella, y que determinó la pertenencia a Homo neanderthalensis.

Neandertal de Altamura in situ

Neandertal de Altamura in situ. Fuente: uomodialtamura.it

Su datación, entre 130-172 ka, lo sitúa entre los neandertales más antiguos conocidos. En aquel momento, entre la megafauna de la zona abundaban elefantes, hipopótamos, rinocerontes y ciervos. Su permanencia y conservación excepcional en una “cápsula de tiempo” podría hacer posible recuperar más material genético, tal vez ADN nuclear, y si se consigue extraer de la roca, también enriquecerá el conocimiento sobre la variabilidad morfológica de los neandertales.

En 2016 se analizó el esqueleto in situ mediante láser escáner y fotogrametría de alta resolución de los huesos y de la estructura de la cueva, y se realizó una compleja reconstrucción digital del cráneo (una “extracción virtual”) a partir de dos partes escaneadas y comparando con elementos morfológicos de otros 38 especímenes del Pleistoceno Medio y Superior y de humanos modernos (el cráneo más próximo resultó ser Saccopastore 1). Altamura tiene rasgos muy característicos de los neandertales (prognatismo mediofacial, toro occipital de doble arco, fosa suprainíaca definida), pero también rasgos plesiomorfos (parietales angulados en la sección coronal, apófisis mastoides grandes, doble toro supraorbital masivo con distinción entre la parte media y la lateral).

Altamura virtual reconstruction

Digital restitution with texture of the cranium of the Altamura skeleton acquired through laser scanner (left) and photo-grammetry (right). Credit: Profico A. et al (2018) Virtual Anthropology and its Application in Cultural Heritage Studies

También a partir de los datos del estudio de 2016, los hermanos Kennis ejecutaron una excelente reconstrucción del Hombre de Altamura.

Altamura Man. Kennis

Altamura Man. Credit: Kennis & Kennis

The Altamura Neanderthal

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Paleoantropología: novedades 4º trimestre 2018

Llegamos al final de 2018, de nuevo un año fenomenal para el avance en nuestro conocimiento sobre la evolución humana. Cada vez es más difícil realizar una selección de las principales novedades del trimestre. He resumido 20, que se unen a las 15 del tercer trimestre, 13 del segundo y 14 del primero: 62 noticias importantes en paleoantropología en un solo año. ¡Feliz 2019!

  • Los humanos actuales que presentan determinados fragmentos de ADN neandertal en su genoma tienen cráneos ligeramente menos redondeados. Esos fragmentos se relacionan con la expresión de dos genes: UBR4, que regula el desarrollo de las neuronas, y PHLPP1, que afecta al desarrollo de las vainas de mielina que aíslan los axones. Esta conclusión, que se enuncia de una manera tan sencilla, es el resultado de combinar el estudio de reproducciones virtuales de cráneos de neandertales y de humanos modernos elaborados a partir de tomografías computarizadas, con la búsqueda de las variantes genéticas neandertales en una muestra de 4.468 personas y su correlación con los grados de redondez del cráneo calculados a partir de resonancias magnéticas [+info].
Neandertal vs Homo sapiens skulls

Neanderthal skulls (left) are more elongated than modern-human skulls (right). Credit: Philipp Gunz.

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¿Neandertales cerca del círculo polar ártico?

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A raíz de estudiar los hallazgos de restos neandertales más extremos geográficamente, me topé con un planteamiento publicado en 2011 del que recuerdo el impacto mediático que provocó en su día: ¿Llegaron los neandertales cerca del círculo polar ártico?

Esta idea se basaba en el estudio de un conjunto lítico de 313 objetos (80 de ellos son productos finales) en el yacimiento de Byzovaya, en Rusia, situado a 1.500 km al noreste de Moscú, 2.000 km al noroeste de la cueva Denisova, y en una latitud (65º) mucho más septentrional que los restos neandertales de Pontnewydd, en Gales (53º). En asociación con el conjunto lítico se hallaron 4.000 huesos procesados, el 97% son de 21 individuos de mamut (Mammuthus primigenius). Pero no hay restos humanos. El yacimiento tiene 550 m2, con distintas excavaciones desde 1965.

Su datación es 31-34 ka. Se proponía la asignación de esta colección a la industria Musteriense, por la presencia de talla Levallois y discoide, y los retoques en forma de raederas y muescas. Apenas hay líticos más delgados y propios del Paleolítico Superior como láminas o puntas de proyectil. Tampoco industria ósea ni figuritas o adornos.

Byzovaya

Map showing the location of the Byzovaya site. Source: Slimak L. et al. 2011 (see reference #1)

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Hasta dónde llegaron los neandertales

En este artículo recopilo los restos neandertales que se han hallado hasta ahora en los puntos geográficos más extremos. Alguno está en discusión, así que serán bienvenidos los comentarios que puedan ayudar a enriquecer este mapa:

Mapa extremos neandertales

Mapa extremos geográficos de restos neandertales. Crédito: Roberto Sáez

NORTE

Pontnewydd 

En la cueva Pontnewydd, en Gales, en 1978 se hallaron 19 dientes y un fragmento de mandíbula que pertenecieron a un neandertal de 11 años. El taurodontismo de los dientes es un rasgo típico neandertal, si bien la antigüedad estimada (¡230 ka!) situaría estos materiales entre los especímenes preneandertales en espera de clasificación.

Pontnewydd neandertal

Izq: Ogof Bontnewydd Cave, credit: Llywelyn2000 (source: Wikipedia). Dch: Pontnewydd jaw, credit: National Museum Whales

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Paleoantropología: novedades 3er trimestre 2018

El tercer trimestre del año suele contar con bastante protagonismo de las campañas de excavación en los yacimientos paleontológicos y el anuncio en prensa de los hallazgos de las mismas. Sin embargo, en esta ocasión, han sido numerosos los estudios científicos publicados con gran impacto en nuestro conocimiento de la evolución humana, tantos que en este artículo me centro en ellos, mientras que sobre las campañas estoy escribiendo en monográficos aparte.

  • La mayor novedad posiblemente fue el estudio de Denisova-11, ejemplo formidable de los nuevos tiempos que gozamos en la paleoantropología. El estudio del material genético recuperado en este fragmento de hueso (de menos de 3 cm de longitud) arrojó varios datos con gran impacto mediático. El hueso perteneció a una joven que murió con 13 años, que tenía un padre denisovano y una madre neandertal. A su vez, el padre denisovano había tenido un antepasado neandertal entre 300-600 generaciones antes. Éste no tenía relación con la línea ancestral de la madre, la cual estaba más relacionada con los neandertales europeos [+info].
Denisova 11

Denisova 11. Imagen: Brown et al. (2016)

  • Otra gran noticia ha sido la publicación de un conjunto de artefactos líticos en Shangchen, al norte de China, datado en 2,1 Ma, que de nuevo revoluciona el conocimiento sobre la expansión temprana de nuestro género Homo, siendo 300.000 años más antiguo que los homininos de Dmanisi (Georgia), de 1,8 Ma [+info].

(I) Yacimientos en Eurasia con evidencias de expansión de Homo. Elaboración propia. (D) Credit: Zhu, Z. et al (2018). Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago

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Neandertales de la Sima de las Palomas: novedades en 2018

En el sureste de España se localiza la Sima de las Palomas del Cabezo Gordo (Torre Pacheco, Murcia). Desde 1991 se han desenterrado más de 300 huesos de al menos 11 individuos neandertales de todas las edades, incluyendo tres esqueletos y miles de objetos (líticos y restos de fauna) que ayudan a explicar la ecología de las poblaciones humanas en el área hace entre 50-130 miles de años (ka).

  • Casi todos los restos humanos mencionados se recuperaron de una cámara pedregosa (Conglomerado A) con datación de 50-55 ka. Se incluyen los tres esqueletos, de los que dos están articulados.
  • Debajo, el “Conglomerado B” es un lecho rocoso cementado de 10-15 cm de espesor datado en 65-67 ka. Bajo este lecho se encuentran las capas más profundas de la sima, con una datación de unos 130 Ka en la parte inferior, y donde aparecieron dos dientes incisivos en 2016 y un fragmento mandibular en 2017.
Sima de las Palomas. SP96 y SP97

Sima de las Palomas. Individuos SP96 ‘Paloma’ y SP97. Crédito fotos: MUPANTQUAT

Novedades en 2018

Se han excavado los niveles 6o y 6p, de 100-130 ka, que están dos metros debajo de los esqueletos articulados, y seis metros bajo la misma visera rocosa a la que había llegado el relleno de sedimento de la sima cuando allí se iniciaba su excavación metódica hace dos décadas.

Allí se ha encontrado un nuevo resto de neandertal. Además, se trata de una capa extraordinariamente rica en restos de fauna, principalmente tortuga y conejo, pero también caballos, ciervos, uro, rinoceronte, hiena, lobo, etcétera. En 2017 se identificaron huesos y dientes de lobo y una falange de hiena, además de fragmentos dentarios de rinoceronte. En 2018, un diente de rinoceronte además de restos de caballo, uro, ciervo, cabra hispánica, etc.

El fósil humano consiste en un diente deciduo (molar de leche) de unos 100 ka. Este nuevo hallazgo, junto con el fragmento mandibular y los dos incisivos de las campañas anteriores, verifican la presencia neandertal durante el último período interglaciar entre hace 130-100 ka, mucho antes del depósito de los esqueletos neandertales hace 55-50 ka.

SP18 Sima de las Palomas

Molar SP18 de Sima de las Palomas. Crédito foto: MUPANTQUAT

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