La paleontología molecular da un paso de gigante

Hace un par de décadas empezamos a conocer resultados revolucionarios sobre la posibilidad de obtener ADN de restos fósiles. Así comenzó una carrera por obtener restos del genoma de fósiles humanos que llegaban hasta los 50.000 años de antigüedad. Los métodos de extracción y obtención de material genético mejoraron y pronto tuvimos noticias de datos muy fiables de la extracción de ADN mitocondrial y nuclear en ciertos fósiles de la especie Homo neanderthalensis. La paleogenética se empeñó entonces en reconstruir el genoma de los neandertales. Se decía hace unos años que el límite de resistencia del material genético no superaba los 100.000 años. Las previsiones se equivocaron. En 2013 y 2014 se dio a conocer la identificación de ADN mitocondrial y nuclear obtenido de los fósiles humanos de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca. Así que la conservación dependía de las condiciones del yacimiento y no tanto del tiempo transcurrido. Los yacimientos de zonas tropicales eran demasiado calurosas y húmedas como para conservar el ADN durante mucho tiempo, mientras que el frío o ciertas condiciones de los yacimientos de zonas templadas podían preservar el material genético durante varios cientos de miles de años. Se conoció también el ADN de los denisovanos y pronto supimos que habíamos hibridado con los neandertales, dejando descendencia fértil.

Recreación del rinoceronte del Pleistoceno Stephanorhinus etruscus. Fuente: ANANCUS

Mientras, en la soledad de sus laboratorios otros científicos se enfrentaban a nuevos retos ¿Qué podían decirnos los fósiles sobre las proteínas? El ADN contiene el código que permite fabricar proteínas, por lo que la identificación de estas moléculas también podría darnos información sobre las relaciones filogenéticas entre las poblaciones/especies cuyos fósiles estudiamos. La obtención de colágeno en fósiles del Jurásico y del Cretácico ofreció un rayo de esperanza. Pero estos resultados simplemente nos informaron sobre la posibilidad de que las proteínas se conservaran durante millones de años, que no era poco. Las inferencias filogenéticas no llegaron muy lejos. Pero la protéomica ya estaba dando sus primeros pasos.

 

En un estudio recién publicado en la revista bioRxiv, liderado por Enrico Capellini (Centre for GeoGenetics, Universidad de Copenhagen, Dinamarca) se ofrecen por primera vez datos sobre proteínas recuperadas de dientes de mamíferos. BioRxiv no está incluida en el ranking de las revistas científicas llamadas “de impacto”, que computan para evaluar a los científicos. La revista (y los científicos que publican en ella) quiere dar a conocer resultados importantes, que potencialmente pueden cambiar el paradigma actual, preservando la autoría del método. Mi impresión es que Enrico Capellini ha querido mostrarnos su método y que en trabajos posteriores ofrecerá resultados impactantes. De momento, Capellini nos ha contado como han obtenido proteínas del esmalte de dientes fósiles, como la amelogenina, la enamelina, la amelotina y la ameloblastina, así como enzimas específicas segregadas durante la formación del esmalte, como la metalloproteinasa.

 

Los dientes que han servido de referencia pertenecen nada menos que al yacimiento de Dmanisi (República de Georgia), donde se encuentran los restos humanos más antiguos de Eurasia, con una antigüedad bien demostrada de entre 1,85 y 1,76 millones de años. Los dientes son de la especie de rinoceronte encontrada en Dmanisi, posiblemente perteneciente a la especie ya extinguida Stephanorhinus etruscus. Y la identificación de las proteínas mencionadas ha permitido por primera vez llevar a cabo estimaciones sobre las relaciones filogenéticas de la especie de rinoceronte encontrado en Dmanisi. Quizá, el dato sobre los rinocerontes es lo que menos nos importa a quienes nos dedicamos al estudio de la evolución humana. Pero lo que tenemos por seguro es que la paleontología molecular esté dando un nuevo paso de gigante.

 

Figura: Recreación del rinoceronte del Pleistoceno Stephanorhinus etruscus. Fuente: ANANCUS

 

José María Bermúdez de Castro

 

 

 

 

 

 

 

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Traumatismos y muerte en el pasado

La selección natural ha sido implacable con todas las especies que nos han precedido. Y Homo sapiens ha conseguido cambiar las cosas solo en épocas muy recientes de la historia de la humanidad. La mortalidad infantil pudo ser considerable durante todo el Cuaternario. Lo mismo podríamos conjeturar de las madres cuando daban a luz. No era sencillo pasar el test que imponía la selección natural, aun cuando aquellos grupos tuvieran herramientas y estrategias elaboradas para conseguir el alimento. Y cuando los individuos sanos sobrevivían tenían que enfrentarse a su día a día. En los yacimientos suelen encontrarse los restos fosilizados de quienes pasaron todas las “pruebas de la vida” y que murieron finalmente por algún hecho violento. La edad de muerte no siempre es sencilla de determinar. Aunque la estimación de la edad de muerte siempre es aproximada, la mayoría de los restos encontrados en los yacimientos pertenecieron a individuos relativamente jóvenes para los estándares actuales.

Los neandertales pudieron conseguir presas enfrentándose a ellas con sus rudimentarias armas de madera y piedra. El hallazgo (entre otros) de lanzas de madera en el yacimiento de Schöningen (Alemania), con una antigüedad de 400.000 años, podría refutar esta hipótesis. Fuente: Phys.org

Se ha conjeturado, por ejemplo, que los neandertales cazaban animales de gran talla enfrentándose a ellos en distancias cortas. De alguna manera les seguimos negando la posibilidad de tener una buena organización y estrategias para conseguir presas sin necesidad de salir heridos y magullados, cuando no perecer en los enfrentamientos con animales peligrosos. Por el contrario, los grupos de Homo sapiens del Paleolítico habrían dispuesto de armas apropiadas y estrategias más sifisticadas para evitar el contacto físico con sus presas.

 

Judith Beier, Katerina Harvarti y otros científicos de diferentes instituciones alemanas han recopilado una gran cantidad de información sobre los traumatismos que pueden observarse en una amplia colección de restos fósiles de neandertales y de los primeros grupos de Homo sapiens que poblaron Europa, tras la desaparición de aquellos. Su exhaustivo trabajo acaba de publicarse en la revista Nature. Los traumatismos pudieron causar la muerte o curarse. Pero certificar la causa de la muerte de un individuo del que apenas se conservan unos cuantos restos fosilizados es una tarea muy compleja, cuando no imposible. En cambio, es posible saber si un determinado trauma consiguió superarse.

 

Beier, Harvati  y sus colegas han contabilizado esos traumatismos en cerca de 300 fósiles de neandertales y 541 fósiles de Homo sapiens del Paleolítico Superior. Comenzaron su investigación partiendo de varias hipótesis previas. Por ejemplo, podría asumirse que los neandertales tendrían un número de traumas significativamente más elevado (desde el punto de vista estadístico) que los humanos modernos. El estilo de vida de los neandertales, sus posibles enfrentamientos con resultado de muerte (que incluye numerosos casos de canibalismo), o la posibilidad de que fueran atacados por carnívoros lleva a postular esa hipótesis. Además, y aunque siempre es complicado estimar el sexo de los fósiles, se podría presumir que los individuos masculinos podrían estar más expuestos a traumatismos por actos de violencia intraespecífica (enfrentamientos entre ellos) o interespecífica (enfrentamientos con las presas). Aunque esta hipótesis pueda parecer que tiene connotaciones sexistas en los tiempos que corren, lo cierto es que en el pasado los roles estaban bien diferenciados y la mayor preocupación era la supervivencia, en la que todos y todas participaban de alguna manera con una complementariedad ejemplar.

 

Esta última hipótesis, propuesta por varios investigadores de manera independiente desde hace más de veinte años, ha quedado reforzada tras los análisis masivos de Beier, Harvati y sus compañeros de investigación. La prevalencia de traumas es significativamente más elevada entre los individuos masculinos. La primera hipótesis, en cambio, ha quedado por el momento refutada por los análisis estadísticos. Los individuos de las dos poblaciones sufrieron un número muy similar de traumas, que se han contabilizado especialmente en los restos craneales. Tanto los neandertales como nuestros ancestros más directos se enfrentaron a circunstancias muy similares. Sin negar la posibilidad de que los neandertales tuvieran que capturar presas en enfrentamientos directos, el registro arqueológico permite hipotetizar que sus habilidades cinegéticas eran muy superiores a lo que se planteaba hace unos años. Los grupos de Homo sapiens muestran las mismas evidencias de enfrentamientos, quizá con sus presas, tal vez con los miembros de tribus competidoras.

 

Un resultado inesperado de Beier, Harvati y sus colegas es que los traumas curados eran significativamente más numerosos entre los miembros de Homo sapiens. Los neandertales fallecían con más frecuencia a causa de sus traumas y a edades algo más tempranas. ¿Quizá los miembros de Homo sapiens disponían de una cultura algo más desarrollada en las habilidades para curar a los heridos?

 

Con independencia de todos estos resultados, lo cierto es que solo hasta hace muy poco tiempo hemos conseguido elevar de manera increíble nuestra esperanza de vida al nacimiento. La experiencia adquirida por los individuos de aquellos grupos se perdía muy pronto antes de que pudiera ser útil para acumular conocimientos, que les hubiera permitido llegar a conseguir culturas más desarrolladas. Tuvimos que esperar a tiempos históricos para conseguirlo.

 

José María Bermúdez de Castro

 

 

 

 

 

 

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Orígenes de la música

El hallazgo de un trozo de fémur de un oso juvenil en el yacimiento de Divje babe I (Eslovenia) con cuatro perforaciones alineadas data de 1995. Los investigadores Ivan Turk y Janez Dirjec, que condujeron las excavaciones en este yacimiento entre 1990 y 1995, siempre expresaron sus dudas de que este resto fósil hubiera sido realizado por un ser humano con intencionalidad artística. Según estos investigadores, las cuatro perforaciones alineadas estarían relacionadas con la mordedura de algún animal.

Posible instrumento musical hallado en el yacimiento de la cueva de Divje babe I. Eslovenia. Imagen de T. Lauko, Museo Nacional de Eslovenia.

Cómo expliqué en el post anterior, cuando se excava un yacimiento arqueológico con determinados prejuicios sobre las habilidades de quienes fueron responsables del registro recuperado en ese yacimiento, podemos equivocarnos en las interpretaciones. El yacimiento de Divje babe I está formado por varios metros de sedimentos, dispuestos en hasta 26 niveles geológicos bien organizados. Las dataciones realizadas en este yacimiento han revelado una antigüedad máxima en torno a los 100.000 años, en los niveles más profundos, y una antigüedad mínima en torno a los 35.000 años en los niveles 2 y 3. El nivel 8a, del que procede el fósil perforado, ha sido datado entre 54.000 y 58.000 años y ha proporcionado abundantes restos instrumentos de piedra atribuidos a la tecnología musteriense. En otras palabras, ese nivel se depositó tras el paso por la entrada de la cueva de grupos neandertales.

 

En 1995, la comunidad científica no estaba todavía preparada para admitir que los neandertales tuvieran habilidades artísticas. Los enterramientos intencionados no eran una evidencia suficiente para convencer a los expertos sobre una cierta capacidad simbólica de la mente de los neandertales. Es más, la posibilidad de que estos humanos realizaran trazos de pinturas abstractas en las paredes de las cuevas no cabía en el escenario que se planteaba a priori. Es por ello que el artículo científico publicado hace pocos meses sobre posibles manifestaciones artísticas de los neandertales en varias cuevas de la península ibérica recibió una crítica negativa casi inmediata.

 

Así que no puede extrañar que los propios descubridores de un posible instrumento musical realizado por un grupo de neandertales atribuyeran la presencia de los agujeros en el fémur de un oso a causas naturales. En 1997, Ivan Turk se atrevió por primera vez a plantear que aquel hueso podría haber sido perforado de manera intencionada por un ser humano. A ese trabajo siguieron nuevos estudios de Turk y otros colegas, admitiendo de manera clara que los neandertales pudieron haber fabricado un instrumento para producir sonidos musicales. Como los lectores podrán comprender, esa interpretación ha sido ignorada o contestada con duras críticas por otros colegas.

 

El último trabajo sobre este posible instrumento musical acaba de ser publicado en la revista francesa L´Anthropologie por Matija Turk, Ivan Turk y otros colegas. Antes de seguir, es interesante recordar que esta revista tiene escasa difusión en la arqueología anglosajona, que en la actualidad domina este ámbito científico. Sin embargo, el estudio está ahí y no se puede ignorar. La nueva investigación ha sido exhaustiva, incluyendo estudios experimentales. Se han realizado perforaciones en huesos de oso fresco con utensilios similares a los hallados en el yacimiento. El aspecto de los huesos experimentales ha resultado ser muy similar a los del fósil original. La reconstrucción del posible instrumento de manera artificial ha demostrado que era posible obtener sonidos musicales con un “instrumento musical” como el encontrado en la cueva de Divje babe I.

 

Ante estos resultados solo caben dos opciones: 1) considerar que toda la investigación en Divje babe I está equivocada, incluyendo las dataciones; 2) aceptar que los neandertales tenían capacidades artísticas inimaginables hace tan solo unas pocas décadas. ¿Por qué se les niega estas capacidades a estos humanos, incluyendo la posibilidad de pintar en las paredes de las cuevas? Si el registro arqueológico sigue dando evidencias de ciertas habilidades simbólicas de los neandertales, está claro que existen prejuicios interfiriendo con la realidad de los hechos.

 

Puesto que Homo neanderthalensis y Homo sapiens compartimos un antecessor común, que pudo vivir hace unos 800.000 años (según las estimaciones más optimistas) solo caben dos interpretaciones: 1) ellos y nosotros heredamos las mismas capacidades potenciales de ese ancestro; 2) adquirimos esas habilidades de manera convergente. Puesto que nuestro cerebro y el suyo tienen mucho en común, la opción 1 implicaría que las dos especies tendrían un potencial similar, que empezaron a manifestar de manera intensiva hace unos 50.000 años. Sin embargo, los neandertales desaparecieron antes de que nuestra especie desarrollara todo ese potencial en los últimos milenios.

 

La última época de los neandertales pudo ser terrible, con el intenso rigor de la última glaciación del Pleistoceno. Aun así, algunos grupos tuvieran tiempo para dejarnos testimonio de las posibilidades de su mente artística. No me cabe duda de que los refugios del Mediterráneo fueron la fuente de su inspiración.

 

José María Bermúdez de Castro

 

 

 

 

 

 

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