Archivo por meses: octubre 2018

Homo sapiens pudo originarse gracias a un cambio climático

El clima ha tenido un impacto decisivo en el devenir de la evolución del linaje humano. Hace unos tres millones de años, el progresivo enfriamiento del planeta y la consecuente aridez sobrevenida en el continente africano propició la consolidación del Sahara y la formación de enormes extensiones de sabana en este y el sur del continente. Ese fue el momento del surgimiento de homininos diferentes a los australopitecos, que terminaron por extinguirse. Su lugar fue ocupado por las especies de los géneros Paranthropus y Homo, que tuvieron capacidad genética para adaptarse a las nuevas condiciones. Cuando desaparecieron los parántropos, hace aproximadamente un millón de años, la genealogía de humana quedó reducida a las especies de Homo. Su capacidad adaptativa les permitió primero salir de África y más tarde expandirse por toda Eurasia. En África prosperó la especie Homo ergaster, que inventó la tecnología achelense hace 1.700.000 años y reinó en buena para de África durante milenios. El clima fue perfecto para su vida en las sabanas de África, incluyendo la franja del norte de este continente, entre el desierto del Sahara y el Mediterráneo.

Lago Magadi. Fuente: Biashara.

Pero el clima cambia continuamente y condiciona la estabilidad de las especies. Un equipo internacional de 17 especialistas liderado por Bernhart Owen (Universidad Baptista de Hong Kong) ha realizado un estudio de los cambios climáticos en el este de África durante el último millón de años. Sus resultados se han publicado a mediados de octubre en la revista de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos (PNAS). Los efectos del clima quedan registrados en los sedimentos que se acumulan en las cuencas marinas o en el fondo de los lagos. La propia composición de los sedimentos acumulados o su contenido en polen revela cambios en el clima. Los investigadores realizaron en 2014 una perforación de 187 metros de profundidad en los sedimentos depositados en el lago Magadi, que se localiza en el sur de Kenia, en la tierra habitada por los Masai. Este lago forma parte del Rift africano, donde prosperaron los miembros de las especies del género Homo durante los dos últimos millones de años.

 

En este tipo de investigaciones es importante conocer la composición geoquímica de los sedimentos, que se forman y depositan en condiciones muy particulares. Además, las diatomeas, algas unicelulares que forman parte del fitoplancton, son excelentes marcadores climáticos. Lo mismo puede decirse del polen de las plantas, que dan una excelente visión de la vegetación de cada momento y, por tanto, de las condiciones climáticas reinantes en un determinado lugar. Las diatomeas y el polen quedan atrapados en los sedimentos, donde fosilizan lentamente. El trabajo de identificación de las diferentes especies que se obtienen a lo largo de la columna extraída por la perforación conlleva un trabajo ímprobo, pero sus resultados son muy reveladores de las variaciones climáticas a lo largo del tiempo. Por descontado, es necesario conseguir buenos datos de la antigüedad de cada tramo de la columna recuperada por la perforación, un trabajo que requiere el concurso de profesionales de la geocronología.

 

Los resultados del estudio muestran una progresiva aridez del este de África, que tuvo un pico importante hace entre 525.000 y 400.000 años. Durante este período se produjo una extinción de diferentes especies de mamíferos de gran tamaño en la región, que más tarde fueron sustituidas por otras especies de menor tamaño. A partir de 400.000 años la tendencia a la aridez fue constante, pero con épocas de bonanza climática (mayor humedad) ligadas a los cambios orbitales del planeta. Todo parece indicar que el período transcurrido entre hace 500.000 y 400.000 años fue crítico para las poblaciones de Homo ergaster.  La tecnología achelense comenzó a desaparecer, como atestigua el registro arqueológico. Es muy probable que esa época fuera la última que vivieron nuestros ancestros de la especie Homo ergaster. Su capacidad de adaptación a las nuevas condiciones fue insuficiente y terminaron por extinguirse. De aquella época existe alguna constancia de otros humanos diferentes, que resistieron el cambio. Hace unos 320.000 años el registro arqueológico ofrece un cambio sustancial. Las herramientas del período denominado “Middle Stone Age” (MSA) empiezan a ser muy frecuentes en el este de África. Esta tecnología se generalizó hace unos 280.000 años y persistió hasta hace unos 50.000-25.000 años. La presencia del MSA está ligada al surgimiento de humanos atribuidos a las primeras poblaciones de Homo sapiens, que habrían terminado por sustituir a la especie Homo ergaster de todos los ecosistemas habitables de África.

 

Una vez más han vuelto a obtenerse inferencias que muestran una clara relación entre las modificaciones climáticas y el recambio en los humanos que poblaron un determinado territorio. Si el origen del género Homo está ligado al progresivo enfriamiento del planeta, nuestra especie prosperó gracias al empeoramiento de las condiciones climáticas en el este de África. La reflexión es muy evidente, ¿qué sucederá cuando el clima sufra un nuevo cambio drástico?, ¿tendremos avances tecnológicos suficientes para hacer frente a ese cambio? Solo hay algo seguro: el clima cambiará sí o sí. Y no me refiero solo a la elevación de la temperatura provocada por el efecto antrópico de nuestra civilización, cuyas consecuencias ya estamos notando.

 

José María Bermúdez de Castro

 

 

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Sobre el oído interno de los homininos

Volvemos a sorprendernos de las posibilidades que nos ofrece la tecnología para profundizar en la investigación de los fósiles. Aquellas regiones escondidas a nuestra vista, pueden ser observadas, caracterizadas y medidas con una precisión asombrosa. La técnica de la micro-tomografía computarizada permite ese “milagro” científico.

Cráneo fósil Aroeira 3 del Pleistoceno Medio de Portugal. Fuente: PLoS ONE.

El cráneo del Pleistoceno Medio de Aroeira 3, obtenido del yacimiento que rellena una cueva del sistema cárstico de Almonda (Portugal), fue presentado a la comunidad científica durante la celebración de la reunión anual de la Sociedad Europea para el Estudio de la Evolución Humana (ESHE) que se celebró en 2016 en la ciudad de Alcalá de Henares. El 27 de enero de 2017, la revista PNAS presentó un artículo liderado por el arqueólogo Joan Daura, en el que se describía el fósil y se discutía sobre sus características y su posible relación con otros fósiles europeos de la misma época. La datación de este fósil se ha estimado en un rango de entre 390.000 y 436.000 años, por lo que se puede considerar contemporáneo de otros muchos ejemplares, incluidos los de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca. El mosaico de caracteres primitivos y derivados observado en este cráneo llevó a plantear una dinámica muy compleja para las poblaciones humanas del Pleistoceno Medio en el continente europeo, tal y como expliqué en el post anterior. Pero antes de continuar con los argumentos, veamos que nueva información se ha obtenido del fósil portugués.

Representación del laberinto óseo y sus componentes. Fuente: fonoaudiologosubo.blogspot.com.

Mercedes Conde-Valverde ha liderado un magnífico trabajo sobre el laberinto óseo del cráneo Aroeira 3, que ha sido publicado recientemente en la revista Journal of Human Evolution. El empleo de la micro-tomografía ha posibilitado que se vayan conociendo muchos datos sobre esta región anatómica del oído interno de diferentes especies del género Homo. La base de datos que han manejado Conde-Valverde y sus colegas incluye ejemplares atribuidos a la/s especie/s Homo erectus/ergaster a varios de los cráneos de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca, a un buen puñado de neandertales, a varios fósiles del Pleistoceno Medio final de China y, por supuesto, a fósiles atribuidos a nuestra especie. Mediante las imágenes virtuales del laberinto óseo es posible tomar varias medidas y registrar la variabilidad entre las especies y dentro de una misma especie, como la nuestra.

 

Sin entrar en detalles técnicos de cierta complejidad, los resultados de Conde-Valverde y colegas sugieren que el laberinto óseo de Aroeira 3 presenta un aspecto general primitivo, considerando como referencia las especies del género Homo. Pero, ¡cuidado!, el término “primitivo” puede llevarnos a engaño. Nosotros también hemos conservado los caracteres de esta región anatómica en su estado primitivo, como otras muchas partes de nuestro cuerpo. En cambio, los neandertales modificaron algunos aspectos del laberinto y de otras partes de su organismo, según nos relatan los autores de esa investigación. Los neandertales fueron unos humanos muy particulares tanto en su anatomía como en su fisiología.

 

Y esa particularidad del laberinto óseo también aparece en los fósiles de la Sima de los Huesos, que vuelven a mostrarnos su parecido con los neandertales. De manera sorprendente, el cráneo Aroeira 3, que se ha encontrado en la península ibérica y tiene una cronología similar a la de los humanos de la Sima de los Huesos, parece que tiene poco que ver con ellos. Apenas comparten uno de los caracteres del oído interno (un índice de valor pequeño para el giro basal de la cóclea), que a su vez no tienen los neandertales. Con esos resultados, Conde-Valverde y colegas se encuentran con el mismo dilema, al que todos hemos llegado estudiando diferentes regiones anatómicas de los fósiles del Pleistoceno Medio de Europa.

 

La variabilidad de estos fósiles es muy notable. La lógica nos dice que las poblaciones de un mismo territorio y de una misma época deberían ser más o menos homogéneas. Pero no es así. Como mucho, podemos sugerir que todas las poblaciones del Pleistoceno Medio de Europa ellas tienen una cierta relación filogenética con los neandertales. Esa relación podría ser más o menos próxima. Los humanos de la Sima de los Huesos, por ejemplo, parecen tener un parentesco muy estrecho con los neandertales. Pero, ¿y los demás?, ¿cómo se relacionan las poblaciones europeas entre sí y con los neandertales?  La solución a este problema solo se puede comprender pensando que el Pleistoceno Medio fue un período muy largo (620.000 años), en el que sucedieron alternancias climáticas muy bruscas (glaciaciones e períodos interglaciares). Durante las largas épocas frías se producían extinciones, fragmentación de las poblaciones y migraciones de algunos grupos a las regiones refugio de las costas mediterráneas. Los pocos que quedaban evolucionaban en sus respectivos refugios durante unos cuantos miles de años. Al llegar las épocas más cálidas, estos grupos volvían a expandirse, se encontraban y se mezclaban. Si añadimos la posibilidad de que llegaran nuevos colonos a Europa en esas épocas cálidas tendremos finalmente un tótum revolútum. Resulta muy difícil comprender esa variabilidad tan compleja. Los grupos humanos resultantes vivían relativamente cerca unos de otros, era casi contemporáneos, pero eran distintos. Y todavía tenemos que añadir un ingrediente muy importante: el registro fósil del Pleistoceno Medio de Europa es francamente muy escaso. Solo con nuevos hallazgos, y si fuera posible tan extraordinarios como los de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca, podremos comenzar a entender las claves de la colonización de Europa durante el Pleistoceno.

 

José María Bermúdez de Castro

 

 

 

 

 

 

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Fontana Ranuccio y Visogliano: refugios del Mediterráneo

 

La revista PLoS ONE nos reveló hace un par de semanas nuevos datos sobre dos yacimientos italianos del Pleistoceno Medio. Se presentaron los resultados sobre el estudio de varios dientes recuperados de los yacimientos de Fontana Ranuccio y Visogliano. El primer yacimiento fue descubierto en 1972, pero el hecho de que solo se encontraran cuatro dientes humanos dejó el hallazgo en un discreto segundo plano. Fontana Ranuccio se localiza 50 kilómetros al sureste de Roma y su datación es muy fiable, gracias a que los sedimentos se cubrieron con una capa de lava procedente de erupciones de la antigua región volcánica de Alban Hills, también próximo a la ciudad de Roma. Las dataciones, realizadas mediante el método del potasio/argón, revelan una cronología de unos 450.000 años; es decir, el yacimiento situado bajo esta capa volcánica es algo más antiguo. La presencia de algunos bifaces y de restos fósiles de ciertas especies confirman que el yacimiento de Fontana Ranuccio puede datarse entre hace 450.000 y 480.000 años.

Dientes de Fontana Ranuccio y Visogliano (imágenes virtuales). El acceso a esta publicación es gratuito (open access): https://doi.org/10.1371/journal.pone.0189773. Fuente: PLoS ONE.

El yacimiento de Visogliano está muy cerca de la ciudad de Trieste, frente al mar Adriático y prácticamente en la frontera con Eslovenia. También se descubrió en la década de 1970 y no tuvo gran relevancia, por el hecho de que tan solo se localizaron cinco dientes aislados y un pequeño fragmento mandibular. Los restos fósiles de fauna y la industria lítica sugieren una antigüedad muy similar a la de Fontana Ranuccio, que se confirma mediante las dataciones correspondientes realizadas mediante los métodos de ESR y de las series del uranio. Los dos yacimientos serían prácticamente contemporáneos y se corresponderían con uno de los períodos climáticos más fríos de Europa, que tuvo lugar hace entre 420.000 y 480.000 años.

 

Es interesante destacar que de esta época se conocen varios yacimientos importantes en el sur de Europa, incluyendo los de Arago (Francia) y la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca. Es muy probable que el clima frío de Europa relegara las poblaciones humanas del continente hacia los refugios del sur, y que muchas de ellas se concentraran cerca de la costa mediterránea. Las temperaturas serían suaves por la baja altitud y la influencia marina. Es, sin duda, el caso de los dos yacimientos italianos.

 

La descripción de la morfología externa de unos pocos dientes no da mucho de sí. Pero si las investigaciones se llevan al nuevo terreno de la microtomografía computerizada, afloran características imposibles de detectar a simple vista. Como ya hemos explicado con anterioridad en este mismo blog, gracias a la microtomografía es factible medir espesores y volúmenes de esmalte y dentina, o de explorar a fondo la cavidad pulpar. En los tejidos dentales se detectan caracteres con “señal taxonómica”, que poco a poco nos están abriendo un nuevo mundo de posibilidades de estudio. Un simple diente nos puede decir ahora mucho más sobre su propietario. Los yacimientos que solo han conservado unos pocos dientes vuelven a estar sobre la mesa, para aportar datos que hace años nos hubieran parecido de ciencia ficción.

 

Los dientes de Fontana Ranuccio y Visogliano revelan ciertos caracteres primitivos, pero también una señal clara de su relación con los neandertales, que muchos miles de años más tarde poblaron Europa. Estos yacimientos italianos se suman así a las evidencias que revelan un cierto grado de parentesco entre las poblaciones humanas europeas del Pleistoceno Medio y los neandertales. Pero también se han encontrado fósiles europeos que carecen de rasgos neandertales ¿Cómo explicar esta disparidad en las evidencias del registro fósil? Algunos investigadores consideran que la evolución de Europa durante el Pleistoceno Medio fue lineal y relativamente sencilla. Esta hipótesis requiere que las cosas tengan un cierto orden. Los restos con menos caracteres neandertales (o los que aparentemente carecen de ellos) serían más antiguos, mientras que los más parecidos a los neandertales serían más recientes.

 

Para estos investigadores la datación del yacimiento de la Sima de los Huesos (430.000 años) tendría que ser más reciente, porque los fósiles recuperados en este yacimiento tienen muchas similitudes con los neandertales. Fontana Ranuccio y Visogliano y otros muchos fósiles también tendrían cronologías equivocadas y serían más recientes. ¿Hemos de cambiar todas las dataciones para que estos investigadores queden satisfechos? La ciencia no funciona así. Hemos de atenernos a los datos y proponer hipótesis con la cabeza y no con las tripas. Fontana Ranuccio y Visogliano, con dataciones muy fiables, demuestran su similitud con los humanos de la Sima de los Huesos en lo que se refiere a los tejidos dentales. Su cronología parece ser algo mayor que la del yacimiento burgalés. Los dientes humanos de los yacimientos italianos (igual que los de la Sima de los Huesos) sugieren que algunos de los humanos que vivieron en las penínsulas itálica e ibérica durante el Pleistoceno Medio tuvieron una relación muy estrecha con los neandertales clásicos. La existencia de algunos fósiles europeos de aspecto más arcaico y la de otros sin caracteres neandertales (Ceprano o Mala Balanica), que aparentemente tienen la misma antigüedad que Fontana Ranuccio, Visogliano o la Sima de los Huesos, es una clara evidencia de que la evolución europea no fue lineal.

 

Una solución para componer este puzzle pasaría por admitir la posibilidad de que Europa fue colonizada durante el Pleistoceno Medio en sucesivas oleadas migratorias. Estas poblaciones tendrían un origen común (lo que explicaría sus semejanzas y sus diferencias) y habrían terminado por coexistir sin mayores problemas en las mismas regiones. La complejidad de la evolución europea durante el Pleistoceno es cada vez mayor. Un reto científico, que afrontamos con enorme interés.

 

José María Bermúdez de Castro

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