Sobre el origen de los homininos y de Homo sapiens, en “A Ciencia Cierta”

Enlace al podcast del programa A Ciencia Cierta 31/01/2018 en CV Radio, dirigido por Antonio Rivera. Participo hablando de los orígenes de los homininos y de nuestra especie Homo sapiens.  A partir del minuto 2:05 y hasta el 22:20.

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Sahelanthropus tchadensis

Sahelanthropus tchadensis, reconstruction of TM 266-01-060-1. Photo credit: Smithsonian National Museum of Natural History

¿Dónde está el origen de nuestro género Homo?

< English version below>

Hace entre 2,5 y 3 millones de años (Ma), el clima del planeta comenzaba un periodo de cambio drástico, un enfriamiento global. En el norte los hielos se expandieron y en África los ecosistemas pasaron de frondosos bosques tropicales a ambientes abiertos con mayor aridez y abundancia de sabanas herbáceas y praderas, con plantas tipo C4 en expansión.

Este contexto provocó presiones evolutivas y con ello cambios complejos en los homininos que existían por entonces, los australopitecinos. Concretamente, en el este de África vivían los Australopithecus afarensis desde hace 3,7 Ma, y en el sur los Australopithecus africanus, más recientes. La evolución de aquellos primates había desarrollado los aspectos clave de la morfología que nos hizo humanos, como la dentición reducida, la forma y posición de la pelvis y la biomecánica que les permitía caminar de forma bípeda. Pero los nuevos cambios evolutivos se fueron reflejando en nuevas formas muy distintas. Así, encontramos a los primeros representantes de Paranthropus, a los primeros representantes de nuestro género Homo, y las primeras herramientas de hueso y de piedra, cuyos autores todavía son una incógnita en muchos casos. Tenemos industria Olduvayense desde hace 2,6 Ma (Gona, Etiopía), pero en 2011 se encontraron útiles mucho más antiguos en Lomekwi (Kenia) de 3,3 Ma.

En este contexto, el origen de nuestro género Homo es uno de los principales retos que tiene la paleoantropología. En líneas generales, se suele identificar a los primeros Homo observando varios tipos de cambios:

  • Los cambios físicos en el tamaño del cerebro, la cara, el paladar, los molares y las proporciones corporales.
  • Los cambios en el comportamiento, con un mayor protagonismo en la adquisición de carne y la fabricación de útiles para procesar y extraer recursos de animales.
  • Los cambios en el ciclo biológico y pautas de crecimiento, aunque estos no se fueron configurando aún en las formas tempranas de Homo.
Homo habilis hunters

Homo habilis hunters. Photo credit: Mauricio Antón

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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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¿El origen de Homo sapiens hace más de 300.000 años?

El conjunto de fósiles de Jebel Irhoud, Marruecos, adquiere desde ahora una importancia mucho más destacada. Conocíamos los restos de varios individuos hallados en 1961 y 1962: dos cráneos adultos (incluyendo el fósil más icónico Irhoud 1, un cráneo casi completo), una mandíbula infantil, un húmero infantil y un fragmento de coxis.

Debido a su datación inicial de 160 Ka, la presencia de rasgos primitivos, y su asociación a herramientas descritas como musterienses, en 1962 inicialmente se sugirió que eran neandertales. Sin embargo, en las décadas siguientes el consenso científico se movió hacia que los especímenes de Jebel Irhoud eran Homo sapiens, que presentaban una combinación de rasgos arcaicos y rasgos derivados que se fueron desarrollando en distintas regiones de África (Hublin, 1985; Hublin, 1992; Bräuer, 1984; Rightmire, 1984).

Jebel Irhoud cráneo y mandíbula

Jebel Irhoud, reproducción cráneo y mandíbula. Crédito imagen: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

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A Moroccan cradle for Homo sapiens?

By Chris Stringer, The Natural History Museum London. 

Many scientists accept that the human fossils from Omo Kibish and Herto in Ethiopia, dated between about 150-200,000 years ago represent the earliest known members of our species Homo sapiens. However, I now accept that evidence is building from both fossils and DNA that the modern human and Neanderthal lineages separated at least 500,000 years ago. In my view, the date of this divergence should mark the origin of these two groups, with the implication that there should fossils in Africa and Eurasia older than 200,000 years that lie on the respective lineages of modern humans and Neanderthals.

There is good evidence that this is true for the Neanderthals in Europe, since the Sima de los Huesos (‘Pit of the Bones’) fossils from Atapuerca can now be firmly placed on the Neanderthal lineage from both their anatomy and their DNA at around 430,000 years. Although we don’t yet have good ancient DNA evidence from Africa, I have suggested that fossils such as Florisbad (South Africa), Eliye Springs (Kenya) and Jebel Irhoud (Morocco) might well represent early or “archaic” Homo sapiens that existed before the full suite of modern human characteristics had evolved. Moreover, it is possible that earlier and neglected fossils from sites such as Salé and Thomas Quarries (Morocco), and Ndutu (Tanzania) could be even more ancient members of our species, Homo sapiens.

I used to argue that “anatomically modern humans” (including fossils that essentially look like us today) are the only group that should be called Homo sapiens. Now, I think that anatomically modern humans are only a sub-group within the species Homo sapiens, and that we should recognise the diversity of forms within early Homo sapiens, some of which probably went extinct.

When I set out on my PhD trip in 1971 to study and measure as many as possible of the early modern and Neanderthal skulls curated in European museums, there was one fossil that particularly intrigued me. This was the enigmatic cranium from Jebel Irhoud in Morocco, found a decade earlier, and described as an ‘African Neanderthal’, dated at about 40,000 years old. Imagine my disappointment when I arrived in a Paris museum and was told by an anthropologist that the specimen had just been returned to Morocco. Seeing my crestfallen face over coffee, another worker told me that the fossil was, in fact, locked in a cupboard in the first anthropologist’s room, but he would give me clandestine access to it for a short time the next morning. It was well worth the chicanery and the wait, for as soon as I saw the large but modern-looking face of Jebel Irhoud 1, I knew it was no Neanderthal – it completely lacked their puffed-out cheek bones, midfacial prominence, and enormous nose. But I couldn’t make much sense of Jebel Irhoud in my PhD conclusions as it was apparently too recent and therefore too close in age to actual early modern fossils from Israel and Europe to represent a potential ancestor for modern humans.

Jebel Irhoud 1

Jebel Irhoud 1 skull. Photo credit: Chris Stringer

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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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