Archivo por meses: mayo 2015

¿Cómo se originaron los Neandertales?

Hasta hace relativamente poco tiempo la pregunta que da título a este post parecía muy sencilla de responder. Hacia los años 1990 parecían haberse despejado las dudas sobre la posición filogenética de los humanos del Pleistoceno Medio de Europa, representados por los cráneos de Steinheim (Alemania), Swabscombe (Reino Unido), Petralona (Grecia) o Arago (Francia). En esos años empezaron a tener mucha importancia los hallazgos en el yacimiento de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca. Los rasgos compartidos por estos humanos de hace 425.000 años con los Neandertales eran más que evidentes. Parecía muy claro que existía una relación lineal y directa entre estos humanos de Atapuerca y los Neandertales.

Recreación de un neandertal, por Elisabeth Daynes. Museo de la Evolución Humana de Burgos.

Recreación de un neandertal, por Elisabeth Daynes. Museo de la Evolución Humana de Burgos.

Pero antes de que los humanos de la Sima de los Huesos llegaran con fuerza a la mesa de debate, el paleontropólogo francés Jean-Jaques Hublin propuso su hipótesis de la Acreción para explicar el origen de los Neandertales. Esta hipótesis, como otras propuestas que explicaré más abajo, tienen en consideración la enorme influencia de las dos últimas fases glaciales de finales del Pleistoceno (hace entre unos 200.000 y 11.000 años), separadas por una fase muy cálida pero de duración relativamente corta. Durante estas fases glaciales, los Neandertales tuvieron que refugiarse en las regiones más templadas de las penínsulas europeas. La población se fragmentó en varias poblaciones separadas por barreras geográficas y climáticas y sobrevino un proceso de deriva genética. Junto a la selección natural, la deriva genética es capaz de modificar por azar las frecuencias alélicas de los genes y, en consecuencia, la expresión fenotípica de los individuos de una especie. El proceso sería equivalente a un muestreo al azar de la variabilidad genética de la población. Jean-Jaques Hublin considera que este proceso evolutivo fue la fuerza directora que, a la postre, condujo a la formación de los llamados Neandertales clásicos del Pleistoceno Superior mediante la acreción progresiva de los caracteres propios y más característicos de estos humanos. De un modo muy gráfico, podríamos representar esta hipótesis del siguiente modo:

N+E= NE + A= NEA + N= NEAN + D= NEAND + E=
NEANDE + R= NEANDER + T= NEANDERT + A=
NEANDERTA + L=  NEANDERTAL
Donde cada letra representaría la “acreción” de un nuevo carácter. Los Neandertales se habrían originado de manera progresiva a lo largo de no menos de 400.000 años. En este devenir evolutivo podríamos distinguir las especies Homo heidelbergensis y Homo neanderthalensis simplemente por razones pragmáticas y poner la raya que las separa donde consideremos oportuno. Los humanos de la Sima de los Huesos fueron incluidos en la especie Homo heidelbergensis, para satisfacer las exigencias de este guión.

Como alternativa a esta propuesta, y tras una investigación basada en la posible interrelación de muchos caracteres o, si se prefiere, en la imposibilidad de tratar los rasgos morfológicos de manera individualizada, Antonio Rosas, Markus Bastir y otros investigadores propusieron en 2006 la formación de los Neandertales en dos fases. La primera fase habría implicado a los rasgos faciales (incluyendo por supuesto la mandíbula) y la base del cráneo. La segunda fase estaría relacionada con la expansión del cerebro en sus regiones occipital y temporal, que habría dado lugar a la forma característica del cráneo de los Neandertales. Y todo ello basado en un modelo de integración morfológica y funcional. En este modelo no se habla de cuestiones biogeográficas y climáticas, como en la hipótesis de Acreción. Sin embargo, propone un proceso de especiación relativamente rápida, en la que los Neandertales  (Homo neanderthalensis) podrían distinguirse de manera formal de sus antecesores.

Los humanos de la Sima de los Huesos parecen ajustarse mejor a este último modelo, puesto que su cara es muy similar a la de los Neandertales, mientras que su neurocráneo es claramente distinto salvo por pequeños detalles. De ser así, Rosas, Bastir y los demás autores del modelo de las dos fases estarían de acuerdo en admitir que los humanos de la Sima de los Huesos no deben incluirse en Homo neanderthalensis, sino que representan una especie distinta.

En 2014 (revista “Nature”) hemos rechazado que los humanos de la Sima de los Huesos pertenezcan a la especie Homo heidelbergensis. Si continuamos aceptando la hipótesis de la Acreción no tendremos más remedio que admitir que los humanos de la Sima de los Huesos pertenecen a una forma primitiva o arcaica de la especie Homo neanderthalensis. En cambio, el modelo de las dos fases deja la puerta abierta a un escenario distinto. Los humanos de la Sima de los Huesos tienen una cara neandertal y un cráneo muy particular. Este morfología es exclusiva de ellos. En buena lógica, y aunque reconozcamos que todos los humanos del Pleistoceno europeo tienen mucho en común, habría que buscar un nombre propio (de especie o subespecie) para los humanos de la Sima de los Huesos.

Sea como fuere, la historia de los humanos europeos del Pleistoceno estuvo sin duda marcada por los fuertes cambios climáticos, que provocaron extinciones locales y momentos de expansión desde los refugios geográficos donde pudieron sobrevivir. Estas circunstancias provocaron la diversidad que hoy en día observamos en el registro fósil. Es sencillo comprobar esta gran diversidad en fósiles como los de Arago, Petralona, Steinheim, Bilzingsleben, Ceprano o la propia Sima de los Huesos, que nos cuentan una historia mucho más compleja de lo que podíamos imaginar hace tan solo una décadas. Esa historia ha sido expuesta por los investigadores Robin Denell, María Martinón-Torres, Katharine McDonald, y un servidor en varias publicaciones recientes. Las cuestiones taxonómicas que pueden derivarse de esta diversidad serán debatidas en los próximos años. Me temo que no habrá un acuerdo general, mientras no se localicen yacimientos tan generosos como el de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca, que enriquezcan de manera notable la cantidad y calidad del registro fósil de Europa.

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Próximo Oriente: un agujero negro de la prehistoria

cueva_Shanidar

Entrada a la cueva de Shanidar, en la región del Kurdistán del actual estado de Irak.

El arqueólogo británico Graeme Barker ha vuelto a poner de moda el conocido yacimiento neandertal de Shanidar, con el reciente hallazgo del individuo número 11 de la colección. Este yacimiento conoció su esplendor entre 1951 y 1960, cuando el arqueólogo norteamericano Ralph Solecki excavó una parte de la cueva y localizó restos fósiles de hasta nueve individuos. La antigüedad de los sedimentos de la cueva revela que los neandertales vivieron en ella hace entre 60.000 y 35.000 años.

La cueva de Shanidar se localiza en los montes Zagros de Irak, muy cerca de la frontera con Turquía y en la región del Kurdistán. Su importancia reside en cuestiones bien distintas. Para empezar y de modo general, sabemos que todo el próximo oriente es fundamental para entender una parte muy importante de la evolución humana en el último millón de años. En lo que respecta al yacimiento de Shanidar, el individuo número 3 se conserva fuera de las fronteras de Irak. Su residencia está en USA, en el Instituto Smithsonian y se expone en la entrada del Museo de Historia Natural de Washington. El resto de los fósiles (individuos 1, 2, 4-8) han podido desaparecer durante la guerra de 2003. Las réplicas de estos restos se conservan también el  Instituto Smithsonian; pero no es lo mismo. La arqueóloga Melinda Zeder recuperó en 2006 los fósiles de la pierna y el pie del individuo número 10, así que aún quedan esperanzas para seguir aprendiendo de uno de los pocos yacimientos bien documentados de una región tan conflictiva.

enterramiento

Recreación de un enterramiento neandertal en la cueva de Shanidar (Institución Smithsonian).

Por otro lado, el yacimiento de Shanidar representó la fuente de inspiración de la escritora Jean Marie Auel,  que estudió las características de los esqueletos hallados en este yacimiento. Así pudo dar vida a varios de los personajes del primer libro de su saga sobre la prehistoria: “El clan de oso cavernario”. Cada uno de los individuos recuperados entre los sedimentos de la cueva de Shanidar sirvió para recrear una historia muy personal de los personajes de esta novela, publicada en 1980. Los restos fósiles de varios de sus individuos son testigos mudos de sus padecimientos físicos. El individuo 1 llegó a vivir hasta los 40-45 años. Había perdido un ojo y el brazo derecho y seguramente cojeaba de manera lastimosa. El individuo 3 (Smithsonian) había llegado hasta los 40-45 años, también en condiciones deplorables, debido a una degeneración de las articulaciones de sus piernas. Este individuo murió como consecuencia de una herida producida con un filo cortante (una especie de puñal de piedra), que interesó a la región de la novena costilla izquierda. Se puede especular sobre la violencia, que sin duda generó la rivalidad entre los propios grupos neandertales o de la violencia inter-específica entre Homo sapiens y Homo neanderthalensis.

El último aspecto que podemos señalar de este yacimiento es tal vez el más apasionante para los profesionales. La cueva de Shanidar se localiza en una región clave para entender la expansión de nuestra especie fuera de los confines de África. Cada vez estamos más seguros de que Homo sapiens colonizó una parte de  Eurasia atravesando el estrecho de Bab el-Mandeb hace unos 100.000 años. Sin embargo, la historia de nuestra expansión a través el Corredor Levantino resulta si cabe mucho más apasionante. Durante nada menos que 60.000 años los neandertales fueron capaces de detener el avance de Homo sapiens por esta región. Nos mezclamos con ellos de manera puntual, pero quizá anticipamos un conflicto territorial en esa región, que aún permanece en nuestros días con otros protagonistas.

La cueva de Shanidar fue ocupada por los neandertales aún después de que las poblaciones de Homo sapiens hubiesen logrado pasar el muro de contención, para entrar finalmente en Europa hace unos 40.000 años. Los vestigios arqueológicos del yacimiento de Shanidar nos hablan de una población prehistórica notablemente avanzada, que permiten comprender su resistencia ante el avance de nuestra especie.

Los párrafos precedentes son tan solo un ejemplo de las lecciones que podríamos aprender de los yacimientos de esta región del planeta. Será difícil dar con ellos y aún más complicado poder excavarlos en condiciones normales.

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El sacrificio y la importancia de los pies

Cuando hablamos sobre el bipedismo enfatizamos la estupenda ventaja que supone para nosotros la liberación de las extremidades anteriores y la manipulación de objetos con las manos. Nos hemos elevado del suelo y dominamos un amplio horizonte, que no pueden ver otros mamíferos. El cerebro tuvo más opciones para crecer en el ambiente cultural creado a través de su conexión con las manos. Sobre el bipedismo también destacamos los profundos cambios experimentados por la pelvis y su repercusión en el parto. En realidad, el esqueleto de todas las especies de la genealogía humana tuvo que sufrir una reestructuración para adecuarse a la nueva situación biomecánica. Los mamíferos cuadrúpedos distribuyen su peso sobre un área muy amplia y bien delimitada por las cuatro patas. En cambio, todo nuestro peso descansa sobre un área muy pequeña, acotada por los pies. Las ventajas del bipedismo y la liberación de la manos de la locomoción no nos ha salido gratis. El precio está repartido entre distintas partes anatómicas, incluida la columna vertebral y en aspectos tan sensibles como el parto. Pero se habla poco de los pies que, a la postre, reciben toda la carga que conlleva el peso del cuerpo y el movimiento. Los pies son la parte menos visible y, en términos poéticos, quizá la menos bella de nuestra anatomía. Pero ese “sacrificio” ha sido fundamental para conseguir la eficacia biomecánica del resto del cuerpo.
corredor
En consonancia con su compleja función, los pies han experimentado una remodelación considerable con respecto a las patas traseras de nuestros ancestros cuadrúpedos. En un post anterior escribía sobre la morfología de los pies de los ardipitecos, cuyo aspecto podría ser muy parecido al de nuestro antepasado común con el linaje de los chimpancés, pero cuya rígida estructura estaba comprometida con la locomoción bípeda. Hace 3,6 millones de años los humanos ya disponíamos de un pie como el actual. Así lo demuestran las conocidas huellas de Laetoli, en Tanzania, impresas por miembros de la especie Australopithecus afarensis en el barrizal provocado por la lluvia y las cenizas del volcán Sadimán.

FeetEl pie humano es un verdadero prodigio de arquitectura biológica, perfectamente “diseñado” por la selección natural para soportar todo el peso del cuerpo y favorecer el movimiento durante la locomoción. Los 26 huesos del pie disponen de 33 articulaciones, que permiten una cierta movilidad. Además, los huesos dan soporte a un conjunto muy complejo de hasta 100  músculos, ligamentos y tendones, que unen el pie al resto de su correspondiente extremidad inferior y permiten una serie de movimientos necesarios para la locomoción. De la pata trasera totalmente flexible de los primates cuadrúpedos tuvimos que construir un pie mucho más rígido, pero con capacidad para disipar la energía que le llega cuando caminamos o corremos. Los humanos hemos aprendido a construir cimientos capaces de resistir el peso de un rascacielos, que puede estar sometido
a movimientos sísmicos frecuentes e intensos. Aún así, difícilmente podremos emular a la naturaleza y construir cimientos tan complejos y resistentes como nuestros propios pies.

Como todos conocemos, el pie humano tiene dos arcos longitudinales, externo e interno, y un arco transversal. El conjunto forma la bóveda plantar, que permite la adaptación del  pie a cualquier terreno. A esa plasticidad se une la firmeza del edificio anatómico que forman los pies, la capacidad para evitar que las fuerzas de choque se transmitan hacia las piernas y el resto del esqueleto, así como la disposición de los huesos del pie para actuar como propulsor del cuerpo durante la marcha. Cualquier malformación de los pies (congénita o adquirida), el exceso de peso y la edad nos pasan una factura muy cara o imposible de pagar. Durante varios millones de años nuestros pies realizaron perfectamente sus funciones sin ningún tipo de protección. En la actualidad procuramos disponer de un calzado cómodo y adecuado para preservar a los pies de las inclemencias del tiempo o de la dureza del terreno. Los pies representan una de la partes mejor protegida de nuestra anatomía. No es para menos. Su “sacrificio evolutivo” merece esa recompensa.

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