Archivo por meses: Diciembre 2015

Genes y ambiente: la construcción de nuestro cerebro y de nuestra mente

Desde hace mucho tiempo sabemos que todos los caracteres observables a simple vista en cualquier especie (su fenotipo) tienen un componente genético y un componente ambiental (externo o interno del propio organismo). Lo mismo podemos afirmar del comportamiento. Pero, ¿podemos conocer cuanto influyen los genes y el ambiente en la determinación de un carácter observable y/o medible? La heredabilidad se define precisamente como la cuantificación del genoma en la manifestación fenotípica de los caracteres. Por ejemplo, podemos preguntarnos cuanto influyen en la estatura los genes y el medio ambiente en el que se desarrolla un niño o una niña. Es obvio que, en condiciones favorables, los padres de elevada estatura tendrán hijos altos. Si la calidad de vida es buena, no aparecen enfermedades graves, etc. será difícil que los hijos de padres altos tengan una estatura inferior a la de sus progenitores. Pero si el desarrollo de los hijos se produce en circunstancias muy desfavorables es seguro que no alcanzarán la estatura de sus padres. En este carácter resulta muy evidente que la heredabilidad no es elevada.

Fuente Google: NETA WordPress

Fuente Google: NETA WordPress

Una vez explicada esta cuestión, que seguramente ya será conocida por la mayoría de los lectores, contaré los resultados obtenidos por la investigadora Aida Gómez Robles (Universidad George Washington, USA) y otros científicos de los Estados Unidos acerca de la heredabilidad del cerebro y de la mente humana. Esos resultados han sido publicados en la prestigiosa revista PNAS de la Academia de Ciencia de USA. Antes de nada, quiero presumir de que esta investigadora realizó su tesis doctoral bajo la dirección de quien escribe y de la Dra. María Martinón (University College de Londres). Pero, sobre todo, quiero lamentar que todo el esfuerzo realizado por sus padres, profesores y tutores (incluido el económico) está siendo aprovechado por una universidad norteamericana, para mayor gloria de un país que apuesta por la ciencia como motor económico. Aquí no había oportunidades para que Aida prosiguiera con su brillante carrera profesional. Nuestra “cultura científica” está muy lejos de lo deseable.

Para estimar la heredabilidad de los caracteres se utilizan individuos que comparten los mismos genes (gemelos monocigóticos) o bien su genoma es muy similar (gemelos no monocigóticos, hermanos, etc.). Aida y sus colegas estudiaron el cerebro de 218 seres humanos y 206 chimpancés, de los que obtuvieron magníficas imágenes de resonancia magnética  (MRI). Este método es inocuo. A diferencia de los Rayos X la obtención de imágenes mediante el MRI no irradia a los pacientes. Además la imágenes digitalizadas tienen una calidad extraordinaria y puede estudiarse hasta el último detalle de un cerebro. Aida y sus colegas seleccionaron diferentes caracteres del cerebro, que se pueden cuantificar con gran precisión y los compararon mediante un procedimiento de análisis complejo.

Esta investigación fue impulsada por el hecho de que muchos investigadores están tratando de identificar genes particulares, responsables de que los humanos actuales tengamos un cerebro de gran tamaño, un neocórtex muy desarrollado, un gran número de neuronas o un increíble número de conexiones entre todas la células del cerebro. En otras palabras, la hipótesis que manejan muchos expertos sugiere que nuestro cerebro y su funcionamiento (lo que podríamos llamar la mente) es altamente heredable. Para que lo entendamos mejor, la hipótesis que propone una alta heredabilidad de los caracteres cerebrales defendería que los padres inteligentes tendrían mucha mayor probabilidad de tener hijos inteligentes y viceversa ¿Es esto así? Los resultados de Aida Gómez y sus colegas indican que el ambiente juega un papel mucho más importante de lo que podemos suponer en el desarrollo de la mente. Los rasgos cerebrales de los chimpancés resultaron tener una heredabilidad mayor que los de nuestro cerebro. Volvemos al ejemplo anterior: si los hijos de padres inteligentes reciben una formación de gran calidad no cabe duda de que triunfarán en sus respectivas profesiones. Pero si las circunstancias no lo permiten es muy probable que esos hijos no desarrollen todo su potencial. Nuestro cerebro está expuesto en gran medida a las influencias ambientales, buenas o malas. Tenemos una mente sumamente flexible e influenciable, que nos ha permitido realizar grandes logros. En muchas ocasiones he defendido que el estrecho contacto entre los seres humanos nos ha llevado a construir una especie de cerebro social, que tiene un potencial mucho mayor que el de mentes brillantes, pero aisladas de su entorno. Los genes están ahí, por supuesto, pero el ambiente puede potenciar en gran medida las capacidades cognitivas de un individuo y del grupo.

El corolario de estas investigaciones nos lleva a reflexionar sobre algo muy obvio. Aquellos niños y niñas que se desarrollan en ambientes desestructurados, donde prevalece la violencia y en los que, incluso, pueden acabar empuñando un arma en su infancia más temprana, terminarán por ser adultos violentos, sin un ápice de compasión o solidaridad. Si el ambiente es el opuesto, esos niños y niñas se graduarán en una buena universidad y llevarán a cabo investigaciones tan notables como la que han realizado Aida Gómez Robles y sus colegas. La ciencia nos está explicando como atajar muchos de los grandes males que asolan a nuestra especie. Se trata de que quienes tienen la responsabilidad no miren para otro lado.

  • Share on Facebook
  • Tweet about this on Twitter
  • Share on Google+
  • Pin on Pinterest

El enigmático cráneo de Petralona

El cráneo humano de Petralona representa uno de los fósiles más enigmáticos del Pleistoceno de Europa. Como la mayoría de los hallazgos del siglo XX su descubrimiento fue fruto de la casualidad. Philippos Chatzaridis, un agricultor de la aldea de Petralona, situada a unos 40 kilómetros de la ciudad griega de Tesalonica, localizó una cavidad en el monte Katsika. Su intención era encontrar una buena fuente de agua para sus labores, pero en lugar del preciado tesoro localizó la entrada de una cueva de cerca de dos kilómetros de galerías. Era el 10 de mayo de 1959 y solo un año más tarde la cavidad pudo ser explorada por profesionales de la espeleología. Uno de ellos, Christos Sariannidis, encontró lo que parecía ser un cráneo humano literalmente pegado a la pared de la cueva y cubierto por una capa de calcita formada quizá durante miles de años. El resto del esqueleto había desaparecido. El cráneo estaba “colgado” a poco más de 20 centímetros del suelo de la cueva, por lo que muy posiblemente su dueño murió tumbado, con la cabeza apoyada en la pared. Su esqueleto pudo ser arrastrado por  corrientes de agua.  Chatzaridis llegó muchos miles de años más tarde en busca del agua, que en otro tiempo debió discurrir de manera generosa por el interior del monte Katsika.

Cráneo de Petralona (Grecia)

Cráneo de Petralona (Grecia)

A comienzos de los años 1960 se conocían muy pocos fósiles en Europa. Además de una buena representación de restos de Homo neanderthalensis, la paleoantropología europea solo contaba con la mandíbula de Mauer, el cráneo de Steinheim (Alemania) y el cráneo parcial de Swanscombe (Reino Unido). El cráneo fraudulento de Piltdown ya había sido rechazado por los expertos. Si añadimos que la comunidad científica carecía en aquellos años de los métodos, técnicas, teorías robustas, organización, etc. que hoy en día disponemos, no es de extrañar que el cráneo de Petralona fuera objeto de interpretaciones, curiosas, dispares y controvertidas. El arqueólogo y antropólogo griego Aris Poulianos bautizó el cráneo con el nombre de Archanthropus europeaus petraloniensis. Esta denominación, que hoy en día nos suena rancia, fue defendida por su autor durante años, a pesar de que los hallazgos posteriores permitieron ir componiendo el complejo puzzle de la evolución humana en nuestro continente.

Resulta también sorprendente el enorme margen de variación cronológica asignado a este hallazgo. De las primeras dataciones, que situaban el cráneo en el Pleistoceno superior con una fecha probable en torno a los 70.000 años, se llegó a especular con una fecha de 700.000 años. Las excavaciones en la cueva permitieron saber que la cavidad había sido habitada durante un largo período de tiempo. Sin embargo, el cráneo carecía de contexto y no podía relacionarse con otros hallazgos de las excavaciones, consistentes en útiles de piedra y restos fósiles de diferentes animales. Finalmente, el conocido geocronólogo Rainer Grün consiguió realizar una datación mediante el método de la Resonancia del Spin Electrónico (ESR, en sus siglas en inglés) de las concreciones calcáreas que cubrían el cráneo. Los resultados de Rainer Grün dieron un dato máximo de 250.000 años y se publicaron en 1996. No sin discusión, esta es la fecha que se acepta de manera provisional para el fósil de Petralona, a la espera de que algún día puedan aplicarse nuevos métodos.

Mapa de Grecia, mostrando la situación de la ciudad de Tesalónica. La aldea de Petralona se localiza a menos de 40 kilómetros de esta ciudad griega

Mapa de Grecia, mostrando la situación de la ciudad de Tesalónica. La aldea de Petralona se localiza a menos de 40 kilómetros de esta ciudad griega

El volumen del interior del cráneo supera los 1.200 centímetros cúbicos y el aspecto de la cara recuerda en gran medida a la de los neandertales. El cráneo, en cambio, tiene una forma diferente a la de estos humanos del Pleistoceno superior. El cráneo de Petralona encaja razonablemente bien con la hipótesis del origen africano de la población ancestral de los neandertales. Esta población, que en los años 1980 se incluyó en la especie Homo heidelbergensis, sería hermana de otras poblaciones africanas y tal vez asiáticas, todas ellas situadas en un marco temporal de entre 600.000 y 200.000 años. Los primeros cráneos completos del yacimiento de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca también fueron incluidos en la especie Homo heidelbergensis, casi por una cuestión de moda.

Sin embargo, el puzzle construido a finales del siglo pasado empieza a tener dificultades para encajar sus piezas. Los 17 cráneos de la Sima de los Huesos presentan suficientes diferencias con otros cráneos europeos, africanos y asiáticos como para excluirlos de la especie Homo heidelbergensis. Así se dijo en un artículo publicado en 2014 en la revista “Nature”. El cráneo de Petralona tiene notables similitudes con los cráneos de la Sima de los Huesos, por lo que su asignación taxonómica también tendrá que revisarse. Además, la especie Homo heidelbergensis aún no ha sido definida de manera formal y su ejemplar tipo, la mandíbula de Mauer, no tiene referentes ni en África ni en Asia. Quizá estemos a la puertas de un cambio de paradigma y tengamos que modificar algunas de las ideas sobre el escenario evolutivo de Europa.

  • Share on Facebook
  • Tweet about this on Twitter
  • Share on Google+
  • Pin on Pinterest

Nuevo hallazgo en China: Hualong y la aldea perdida

Hace justo un año publiqué un post sobre el viaje que realizamos mi colega la Dra. María Martinón y quién escribe al interior de China. Pudimos visitar los yacimientos de Daoxian y Hualong. Los resultados de aquel viaje no pudieron ser más favorables. No solo tuvimos la fortuna de recorrer regiones desconocidas para muchos occidentales, sino que el estudio de los materiales y el yacimiento de Daoxian fue en fecha reciente objeto de una publicación en la revista “Nature” (post de 12 de Octubre de 2015).

El cráneo recién descubierto en el yacimiento de Hualong. Fuente: Google

El cráneo recién descubierto en el yacimiento de Hualong. Fuente: Google

La visita al yacimiento de Hualong tenía como objetivo conocer las primeras prospecciones de un lugar perdido de la provincia de Henan, en la región centro- oriental de este inmenso país. Las zonas rurales de esta y otras provincias de China viven por fortuna alejadas de la grandes urbes, y todavía puedes apreciar la extrema hospitalidad de sus gentes, de vida muy sencilla y herederas de una cultura milenaria.

En un apartado rincón de un lugar paradisíaco y envueltos por una densa vegetación nuestros colegas y sus ayudantes de la aldea de afanaban por poner a punto un lugar, donde ya se habían encontrado numerosos restos de especies extinguidas con una antigüedad aproximada de entre 150.000 y 450.000 años. Un resto craneal, posiblemente de un humano, había despertado el interés de nuestros anfitriones del Instituto de Paleontología de Vertebrados y Paleoantropología de Pekín (IVPP). Durante nuestra breve estancia se encontró un canino humano de aspecto primitivo. Fue entonces cuando supimos que el yacimiento de Hualong estaría algún día en el mapa de los grandes hallazgos de la paleoantropología. No nos equivocamos.

Compartiendo impresiones con el Dr. Xing Song en el yacimiento de Hualong. Foto: María Martinón

Compartiendo impresiones con el Dr. Xing Song en el yacimiento de Hualong. Foto: María Martinón

Durante todo este años 2015 hemos mantenido correspondencia muy frecuente con nuestros colegas del IVPP a propósito de nuestros estudios conjuntos. En el mes de julio los profesores Liu Wu y Wu Xie-jie visitaron los yacimientos de la sierra de Atapuerca, poco antes de continuar sus excavaciones en Daoxian y Hualong. Sus campañas duran varios meses, porque los yacimientos son pequeños y necesitan poca gente para su explotación. Pero el tamaño de un yacimiento no es importante, si la fortuna te acompaña con grandes hallazgos. Esto es lo que acaba de suceder en Hualong hace pocas semanas. Además de restos humanos de menor entidad, se ha encontrado un cráneo muy completo que, de momento, solo ha sido dado a conocer en los medios de comunicación. La limpieza, reconstrucción y estudio de este cráneo llevará un cierto tiempo. Pero su publicación ocupará dentro de unos años la portada de alguna revista científica de mucho impacto.

Falta todavía un estudio de la geología del yacimiento y dataciones por alguno de los métodos que se utilizan en geocronología. Se que tardaremos en verlo publicado y confiamos en realizar un seguimiento de su estudio, así como de otros restos que a buen seguro aparecerán en este lugar en los próximos años. De momento nos quedaremos con la imagen del cráneo rodeado de sedimento, que recuerda a otros cráneos de finales del Pleistoceno Medio. En nuestra retina aún persisten las impresiones visuales del lugar y de las personas que se afanaban en realizar la limpieza de los sedimentos removidos. Pero, sobre todo, recordaremos siempre la maravillosa acogida de las gentes de aquel lugar, que no tardarán en ver el nombre de su aldea perdida en los libros de texto.

  • Share on Facebook
  • Tweet about this on Twitter
  • Share on Google+
  • Pin on Pinterest