Archivo por meses: diciembre 2016

La colina de Sangiran

La interpretación de los fósiles humanos del yacimiento de Sangiran, en la isla de Java, ha sido desde siempre muy compleja y apasionante. La diversidad de opiniones sobre estos fósiles ha quedado registrada en multitud de artículos científicos, desde que el investigador Gustav H.R. von Koenigsvald presentó sus hallazgos en los años 1930s. La excavación en la colina de Sangiran se interrumpió durante la segunda guerra mundial y pasó mucho tiempo hasta que pudieron reanudarse las excavaciones. En 1996 la UNESCO incluyó este yacimiento entre los bienes del patrimonio de la humanidad.

Uno de los problemas más importantes de este lugar ha sido la determinación de su cronología. Este hecho nos resulta familiar a todos los que trabajamos en yacimientos. Los métodos de datación han ido mejorando desde mediados del siglo XX, pero los problemas para conseguir fechas fiables dependen de muchos factores. La geocronología es un ámbito de la ciencia en continuo progreso. Muchos piensan que tan solo se trata de tener buenos equipamientos para determinar la antigüedad de los yacimientos mediante métodos como la termoluminiscencia, ESR, núclidos cosmogénicos, etc. Nada más lejos de la realidad. El talento de los científicos es la mejor “herramienta” para conseguir resultados. Además, los prejuicios y los paradigmas de una época determinada pueden forzar los resultados de las analíticas, hasta que los buenos especialistas hacen valer sus resultados.

Ese último problema causó no pocas incertidumbres en la interpretación de los fósiles de Sangiran. Este yacimiento está formado por varias capas geológicas superpuestas de manera inclinada. No es sencillo situar en el espacio estas capas, que han quedado expuestas tras la erosión de la colina original. Las capas más antiguas con fósiles fueron fechadas de finales del Pleistoceno Inferior (unos 900.000 años), asumiendo que la primera expansión de los homininos fuera de África había sucedido hace un millón de años. La morfología de las mandíbulas encontradas por von Koenigsvald no cuadraba con esta cronología. Su estudio siempre llevaba a los paleoantropólogos a conclusiones contradictorias. El aspecto tan arcaico de algunos fósiles era comparable al de los australopitecos. El propio von Koenigsvald asignó una de las mandíbulas, Sangiran 6, al género Meganthropus, mientras que otros investigadores llegaron a proponer que esta mandíbula perteneció a un tipo de orangután extinguido. Esta última conclusión ha lastrado la investigaciones de otros yacimientos de Indonesia e incluso de China.

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Mandíbula Sangiran 6. Imagen tomada de una publicación de nuestros colegas Jeffrey Schwartz & Ian Tattersall.

Para entender el registro de Sangiran y el de otros yacimientos de Indonesia tenemos que considerar dos aspectos esenciales. El primero es la cronología. Cuando se supo que los primeros eurasiáticos podían tener un mínimo de 1,8 millones de años (yacimiento de Dmanisi, República de Georgia) los expertos respiraron aliviados. Quizá los fósiles de Sangiran eran más antiguos de lo que se había pensado. Así fue como fueron llegando uno tras otro nuevos estudios de la geocronología de la colina de Sangiran. La mejora de los métodos, la profesionalidad de los científicos y el nuevo paradigma sobre la colonización de Eurasia obraron un “milagro”. Los fósiles de Sangiran se envejecieron hasta 1,5 millones de años. Otros yacimientos de la isla llegaron incluso hasta cifras similares a las del yacimiento de Dmanisi. Los expertos se dieron cuenta de que habían estado dando vueltas a un problema, que se resolvía en parte mediante la nueva cronología.

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Cráneo Sangiran 2, obtenido por G.H.R. von Koenigsvald en los años 1930s. La colección de homininos obtenida por este investigador está depositada en el Instituto Senkenberg de Fraknfurt am Main (Alemania).

Por descontado, todavía quedaron cuestiones sin resolver. Las primeras poblaciones que salieron de África pudieron llegar en un tiempo relativamente breve a regiones tropicales y subtropicales de Eurasia sin necesidad de adaptaciones a un clima muy diferente al de las regiones de las que procedían. Pero no debemos olvidar que estas poblaciones se alejaron de su fuente original y quedaron aisladas durante muchos miles de años. La variabilidad que se observa en los restos fósiles de Java puede ser consecuencia de ese aislamiento. Por último, no se nos pasa por alto que en el yacimiento de Dmanisi también se observa una notable variabilidad. Algunos hemos interpretado esa variabilidad como la evidencia de que Eurasia fue colonizada por especies o subespecies distintas. Si esta hipótesis se mantiene con nuevas evidencias, la variabilidad de Sangiran y de otros yacimientos del Pleistoceno Inferior del Sudeste de Asia podría entenderse como la migración hacia el este de grupos de homininos distintos. Mi opinión es que el debate del registro humano de Java y de Sangiran en particular seguirá abierto durante muchos años.

José María Bermudez de Castro

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¿Qué comía el primer europeo? Analizando el sarro de los dientes

La revista Springer Nature acaba de publicar un artículo sobre el análisis de los cálculos dentales obtenidos de los dientes de la mandíbula ATE9-1 del yacimiento de la Sima del Elefante de la sierra de Atapuerca. Recordemos que esta mandíbula fue obtenida en 2007. Su cronología, estimada por el método de los núclidos cosmogénicos en 1.200.000 años, la convertía en el fósil humano más antiguo de Europa. Su descripción y primera interpretación se publicó en la revista Nature y fue portada del número correspondiente. El nuevo trabajo sobre ATE9-1 ha sido liderado por la investigadora Karen Hardy (ICREA, Universidad Autónoma de Barcelona).

(EMBARGADA HASTA LAS 19.00 H) MD34. MADRID, 26/03/08.- Los paleontólogos que dirigen el yacimiento burgalés de Atapuerca hacen públicas, en un artículo publicado en la revista científica "Nature", las conclusiones de los últimos descubrimientos, con las que corroboran que el europeo más viejo de la historia vivió en la sierra burgalesa. El homínido vivió en la citada sierra hace 1,2 millones de años, una dato sobre el que los científicos ya estaban trabajando pero que ha corroborado el hallazgo de su mandíbula en la cueva denominada Sima del Elefante. En la foto cara anterior de la sínfisis de la mandíbula ATE 9-1. EFE/Jordi Mestre - SOLO USO EDITORIAL, NO ARCHIVOS, UN SOLO USO -

Mandíbula ATE9-1, obtenida en el yacimiento de la Sima del Elefante (sierra de Atapuerca). Fotografía del autor.

El estudio del contenido de los cálculos dentales (popularmente conocido por “sarro”) es una línea de investigación relativamente reciente. La falta de higiene dental en el pasado posibilitaba la acumulación de sales de calcio y fósforo sobre la superficie de los dientes debido a la acción de las bacterias que tenemos en la boca y que viven en ella gracias al entorno favorable que se forma después de cada comidas. Una limpieza exhaustiva de la boca evita la formación de sarro; pero la higiene bucal sistemática es una costumbre muy reciente. Si no se produce esa limpieza poco a poco se forma la “placa bacteriana”. Poco a poco se endurece y solo es posible eliminarla con la limpieza mediante los equipamientos que utilizan los odontólogos. En el pasado esto no era posible y los dientes podían incluso quedar totalmente cubiertos por el sarro.

Cuando se analiza el contenido de los cálculos dentales puede obtenerse información sobre la dieta de los individuos afectados. Algunos componentes específicos de la dieta quedan atrapados en la placa. La identificación no es sencilla, porque esos componentes son microscópicos. Para obtener resultados basta con una muestra de unos pocos miligramos. En nuestro caso se analizaron dos muestras de 0,5 y 0,8 microgramos. Las muestras se someten a un proceso químico complejo de espectrometría y cromatografía antes de la recuperación de los elementos identificables, que apenas miden unas cuantas micras de diámetro.

En el caso de la mandíbula ATE9-1 se tomaron muestras de un premolar. Tras el análisis se obtuvieron evidencias del consumo de ciertas gramíneas, polen de coníferas, carne e insectos. No resulta sorprendente que la dieta de aquellos humanos fuera omnívora, porque desde siempre hemos comido de todo, con mayor proporción de productos vegetales y animales en función de diferentes factores. En nuestras primeras etapas evolutivas, cuando África estaba totalmente cubierta por bosques, la dieta debió de ser fundamentalmente vegetariana. En la Europa de las glaciaciones la carne era casi el único alimento disponible durante el invierno. En cualquier caso, siempre nos hemos adaptado a vivir en todos los ambientes y a comer de casi todo. La poca especialización en la dieta ha sido uno de los factores de nuestro éxito evolutivo.

Los restos de alimentos encontrados en ATE9-1 sugieren un ambiente de bosque húmedo y grandes praderas. Hace 1,2 millones de años el clima de la meseta era más cálido que en la actualidad y la vegetación más exuberante. Las evidencias demuestran que esos alimentos no fueron procesados con fuego. Este resultado era esperable, porque hasta el momento no se ha encontrado ninguna evidencia del uso sistemático de hogueras en ninguno de los yacimientos del Pleistoceno de la sierra de Atapuerca. El control de fuego se socializó en Europa hace unos 400.000 años, de acuerdo con los datos obtenidos en ciertos yacimientos del Pleistoceno Medio. Los homininos de la península Ibérica no tuvieron conocimientos de este gran adelanto cultural hasta finales final de ese período, hace unos 150.000 años.

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Microfósiles obtenidos en la placa bacteriana de un premolar de la mandíbula ATE9-1. Imagen publicada por la revista Springer Nature.

Finalmente, entre los restos del sarro de ATE9-1 hay fragmentos microscópicos de madera. Desde hace más de un millón de años los humanos hemos utilizado palillos de materiales desconocidos para extraer los alimentos que quedan atrapados en los espacios interdentales. Un desgaste de aspecto muy particular aparece en la dentina de los dientes de los individuos con dientes más gastados, con reabsorción del hueso alveolar. Estos verdaderos “surcos” de desgaste se encuentran en los homininos de todo el Pleistoceno, incluidos los neandertales, así como en las poblaciones más recientes de épocas históricas. La mandíbula ATE9-1 tiene dientes muy gastados, reabsorción muy evidente del hueso alveolar y la huella evidentes de un quiste en la zona de los incisivos. Un surco de desgaste en el premolar demuestra que el individuo al que perteneció esta mandíbula usaba palillos de dientes para retirar los restos de alimentos que se alojaban entre los dientes. Si la interpretación de Karen Hardy es correcta, ahora podemos especular con la idea de que esos “palillos” eran de algún tipo de madera, como lo que usamos en la actualidad. No hemos cambiado tanto.

José María Bermudez de Castro

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El reciclado del genoma

Los genetistas se han preguntado por un hecho cuando menos llamativo. Los roedores, por ejemplo, tienen casi el mismo número de genes que los primates, incluyendo a los seres humanos. En algunas regiones del genoma, nuestra similitud con los roedores es del 90%. Parece un contrasentido, porque los primates somos más complejos y, sobre todo, tenemos un cerebro muy desarrollado. Es evidente que nuestra actividad génica tiene que ser más compleja e interactiva, para que con el mismo número de genes se consiga la construcción de seres vivos con una biología más rica desde el punto de vista de la fisiología o del comportamiento. Pero no solo se trata de tener o no los mismos genes. Simplemente con una disposición diferente de los genes en los cromosomas o su duplicación los efectos pueden ser muy diferentes.

En particular, los expertos se preguntan por la complejidad de las habilidades cognitivas de los primates y de los humanos en particular. Nuestro cerebro ha desarrollado un gran neocórtex, donde residen muchas de las capacidades novedosas de la especie. Además, el cerebro ha desarrollado una complejísima red neuronal, base de esas habilidades cognitivas. El grupo liderado por Bulent Ataman, Gabriella Boulting y Michael Greenberg (Escuela Médica de Harvard) han dado un primer paso en la dirección correcta, que se publicó el día 10 de noviembre de 2016 en la revista Nature. Las investigaciones de estos científicos demuestran que la naturaleza es un ejemplo de reciclado, del que tenemos mucho que aprender. Desde hace tiempo se sabe que el gen OSTN codifica para una proteína, la osteocrina que, entre otras efectos, regula la actividad de los osteoblastos formadores de tejido óseo. Su función en los sistemas muscular y esquelético es promover la diferenciación de las células, jugando así un papel muy importante en la embriogénesis del soporte de los vertebrados.

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Sabemos que todas las células del cuerpo tienen la misma información genética, recibida a través de innumerables divisiones celulares hasta su definitiva diferenciación y localización en todas las regiones anatómicas del organismo. Pues bien, la osteocrina no tiene ningún papel regulador en el cerebro de los roedores. En cambio, Ataman, Boulting, Greenber y su equipo han logrado averiguar que el gen OSTN y la osteocrina están muy activos en el cerebro de los primates. En particular, la osteocrina aparece muy activa en el neocórtex, pero no en regiones del sistema límbico como hipocampo, el cerebelo, el cuerpo estriado o el núcleo mediodorsal del tálamo. La expresión del gen OSTN se incrementa en los primates durante el desarrollo fetal, alcanzando un pico en la fase media y final de la gestación coincidiendo con la fase de sinaptogénesis del neocórtex cerebral.

Los investigadores de la Escuela Médica de Harvard han investigado sobre el papel de esta proteína. Se fijaron en una serie de factores de transcripción del cerebro, que controlan la velocidad de transferencia de información entre el ADN y el ARN mensajero. En concreto, se sabe que en nuestro cerebro existen tres factores clave para la cognición humana, a saber MEF2A, MEF2B, MEF2C y MEF2D. La mutación de las formas A y C están asociadas al autismo y otras formas de discapacidad intelectual. Es muy posible, de acuerdo con las investigaciones de los científicos de Harvard, que la osteocrina esté relacionada con la función de los factores MEF2.

Todo parece indicar que el gen OSTN y su proteína específica han sido reciclados por la selección natural para tener un papel importante, quizá fundamental, en el cerebro de los primates. Las investigaciones de los genetistas de Harvard muestran que la osteocrina responde a estímulos sensoriales (externos o internos) y se activan para regular la especificidad de la estructura y función del neocórtex de los primates. Estos investigadores sugieren que el objetivo de la osteocrina son los factores MEF2 y apuestan por la existencia de otros factores todavía desconocidos en la regulación de una cerebro tan complejo como el de los primates. Sin duda, las próximas décadas se nos presentan apasionantes, habida cuenta del impulso en el conocimiento del genoma y del cerebro de los seres humanos.

José María Bermudez de Castro

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