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Glúteos

No resulta sencillo saber cuándo y por qué los humanos comenzamos a caminar erguidos sobre las piernas. Los pocos datos de los que dispone el registro fósil sugieren la posibilidad de que este primer gran paso evolutivo de la humanidad sucedió cuando todavía vivíamos en el interior de las húmedas selvas de África. En estas condiciones, la materia orgánica se recicla con enorme rapidez y es muy complicado que los restos de los seres vivos puedan llegar a fosilizar y conservarse para su estudio. Sea como sea, las evidencias seguras más antiguas conocidas tienen 4,4 millones de años y corresponden a la especie Ardipithecus ramidus.

Pelvis chimpacé y pelvis humana

Comparación de una pelvis de chimpancé (a la izquierda) y una pelvis humana. Nótese el cambio de forma del íleon y de toda la pelvis en general.

Para asegurar que una determinada especie fue bípeda es necesario contar con varias regiones esqueléticas. Pero la más importante es sin duda la pelvis. No hay un conjunto de huesos (íleon, isquion y pubis) con más fiabilidad para afirmar con rotundidad que una especie determinada caminó o no sobre sus dos piernas. Entre los restos de Ardi, una hembra de Ardipithecus ramidus, se conserva una pelvis en condiciones muy aceptables.

Cuando se compara una pelvis de chimpancé, un primate cuadrúpedo, con la pelvis de nuestra especie notamos enseguida una diferencia muy llamativa. El íleon de la pelvis de un chimpancé es alto, estrecho y aplanado, como el de cualquier otra especie que utilice las cuatro extremidades para desplazarse. Mientras, nuestro íleon es bajo, ancho y curvado. En la parte posterior del íleon se insertan tres músculos: glúteo mayor, glúteo menor y glúteo menor. Los tres forman una gran masa muscular, cuyo nombre vulgar es conocido de varias maneras. Su papel es fundamental en la locomoción.

Pelvis humana y pelvis de chimpancé

Dibujo realizado por Mauricio Antón

En los chimpancés, los tres glúteos unen sus fuerzas en la parte trasera del íleon para impulsar a los individuos cuando se mueven a mayor o menor velocidad. Aunque no están adaptados a la carrera como las gacelas o las cebras, el impulso de sus glúteos es aceptable para conseguir una velocidad respetable. En Homo sapiens, los tres músculos siguen siendo los mismos. Pero hay una diferencia importante. Nuestro íleon es más bajo y forma un arco junto con el isquion y el pubis. Los glúteos mediano y menor no tienen más remedio que cambiar de posición, siguiendo el arco del íleon. El glúteo mayor sigue estando en la parte posterior de este hueso y nos impulsa al caminar o correr. En cambio, los glúteos mediado y menor se sitúan en una posición lateral, de manera que su papel en la locomoción bípeda cambia de manera radical. Ya no son músculos aductores sino abductores. Me explico. Cuando avanzamos, una pierna permanece apoyada en el suelo, mientras que la otra se extiende hacia delante. Cuando corremos muy deprisa, estos cambios de apoyo y extensión suceden de manera muy rápida. Pero siempre un pie tocará el suelo, aunque sea por unas décimas de segundo, mientras que el otro está extendido y en el aire, separado del centro de gravedad del cuerpo. En esa situación, solo apoyados levemente por un pie, tenderíamos a caernos sin remedio. Pero es entonces cuando los glúteos mediano y menor actúan con eficacia. Se tensan y equilibran la posición del cuerpo. Su papel aductor, de impulso, ha cambiado a un papel abductor para evitar que nos caigamos.

Cuando un chimpancé se yergue sobre las extremidades inferiores por algún motivo, aguanta muy poco tiempo en esa posición. No tiene músculos que eviten su caída cuando trata de caminar erguido. Lo mismo le sucede a una persona muy mayor, cuando sus músculos pierden tono con la edad. El glúteo mayor apenas le ayuda a caminar y pierde movilidad. Los glúteos mediano y menor no se tensan como cuando era joven. Es por ello que las personas de edad muy avanzada tienden a caerse. Necesitan el apoyo de un bastón, que cumple el mismo papel que los glúteos mediano y menor.

La única receta para retrasar ese problema es realizar ejercicio diario (caminar varios kilómetros, por ejemplo) y mantener el tono muscular de los glúteos. Así podemos retrasar lo inevitable si es que conseguimos llegar a vivir muchos años.

José María Bermúdez de Castro 

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La apasionante historia de Homo sapiens. Lo que nos queda por saber

 

Nuestra vida es tan corta que apenas percibimos cambios en nuestro medio natural. Todo parece inmutable, con patrones bien establecidos: el día y la noche, las estaciones del año, las especies que nos rodean, etc. Ni siquiera nos damos cuenta de que viajamos a bordo de la nave Tierra, que se mueve a una velocidad vertiginosa. En todo caso, estamos notando los efectos del calentamiento global por la influencia antrópica, en el que muchos no creen o les interesa creer. Pero nuestro planeta ha sufrido infinidad de cambios durante sus aproximadamente 4.570 millones de años de existencia. La inmensa mayoría de esos cambios habrían terminado con nuestra civilización. El origen del género Homo está íntimamente ligado al enfriamiento progresivo del planeta durante los últimos tres millones de años. La última gran expansión de nuestra especie desde su origen africano fue posible gracias a los cambios climáticos de los últimos 120.000 años de la historia de la Tierra. No se nos puede escapar que este período es una minucia en comparación con la larga historia del planeta. Si hacemos cuentas veremos que el origen y desarrollo de nuestra civilización solo representa el 0.0026% de la longevidad de la Tierra.

La semana pasada, la revista Nature nos presentó varias investigaciones impresionantes sobre determinados aspectos genéticos de esa relativamente breve historia de nuestra especie. Resulta prácticamente imposible asimilar tanta información, cuya complejidad metodológica y técnica queda solo para los expertos. De todas esas investigaciones quiero destacar en este blog el trabajo publicado por dos expertos en climatología y oceanografía, los profesores Axel Timmeramann y Tobias Friedrich de la Universidad de Hawaii. Para conocer el clima hay que saber mucho de astronomía, puesto que las oscilaciones climáticas mejor estudiados (las que corresponden a la historia de la genealogía humana) están determinadas por los movimientos de la Tierra en su relación con el sol y los demás planetas del sistema solar. El tema es muy complejo y no está resuelto, pero las consecuencias son siempre las mismas y tienen que ver con la cantidad de energía que recibe nuestro planeta de la estrella de la que depende. Así, durante las épocas glaciales el hemisferio norte recibió menos insolación, los veranos eran muy suaves y las capas de hielo terminaban por ocupar vastas regiones de América del Norte y Eurasia.

La distribución actual de las zonas desérticas, las regiones más verdes y frondosas, las sabanas, etc. es para nosotros como una foto fija, que cambia de manera imperceptible. Por ejemplo, el temible y grandioso desierto del Sahara, que se extiende hacia la península de Arabia, ha sido un verdadero vergel durante largos períodos de tiempo, desde que se originó hace unos tres millones de años. Podemos imaginar que las poblaciones humanas ocuparon este territorio cuando era fértil y casi lo abandonaron cuando las condiciones se tornaron imposibles para la vida.

La hipótesis del origen único de Homo sapiens en África y su posterior expansión por todo el planeta (Out of Africa) se propuso hace poco más de 30 años. El modelo inicial era muy sencillo, porque los datos eran escasos. Sin embargo, esta hipótesis ha promovido investigaciones en varios campos, que incluyen por supuesto a la genética pero también a la paleoclimatología o la paleogeografía. Timmermann y Friedrich han realizado un modelo matemático muy complejo con los datos que se conocen sobre las variaciones climáticas y su influencia en el paisaje, así como sobre las oscilaciones del nivel del mar durante los últimos 120.000 años. Ese modelo se ha contrastado con los datos arqueológicos y paleontológicos, para saber si es compatible con los hallazgos.

 

Estrecho de Bab-el-Mandeb, que en la actualidad separa África de la península de Arabia.

Estrecho de Bab-el-Mandeb, que en la actualidad separa África de la península de Arabia.

Por ejemplo, el estrecho de Bab el-Mandeb, que en la actualidad separa África de la península de Arabia y conecta el mar Rojo con el golfo de Adén, ha experimentado cambios drásticos durante los últimos 120.000 años. En este lugar la profundidad es de unos 26 metros y la mínima distancia entre los continentes apenas llega a los 4 kilómetros. Se sabe que hace entre 115.000 y unos 100.000 años y que hace entre 80.000 y 15.000 años el actual estrecho de Bab el-Mandeb fue una amplia franja de tierra seca, que unía el cuerno de África con la península de Arabia. Obviamente, el tránsito de las especies terrestres, incluida la nuestra, entre África y el suroeste de Asia pudo ocurrir con regularidad. Los hallazgos en la península de Arabia se ajustan perfectamente a esos datos.

Además, hay que tener presente los períodos en los que el desierto del Sahara y la península de Arabia tuvieron un clima mucho más húmedo. Con las estimaciones de su modelo, Timmermann y Friedrich sugieren que los grupos humanos de nuestra especie pudieron moverse entre África y el suroeste de Asia por amplios corredores en diferentes períodos de tiempo: 106.000-94.000; 89.000-73.000; 59.000-47.000 y 45.000-29.000 años.

Mapa de las posibles migraciones de Homo sapiens durante losúltimos 120.000 años. Fuente: Nature.

Mapa de las posibles migraciones de Homo sapiens durante los últimos 120.000 años. Fuente: Nature.

Los grupos de Homo sapiens tenían dos posibilidades para expandirse fuera de África: el Corredor Levantino y Bab el-Mandeb. El primer paso ya estaba ocupado por los neandertales, que no permitieron el movimiento de las poblaciones de Homo sapiens hasta hace unos 45.000 años. Como el estudio sistemático de los yacimientos de la península de Arabia, la India o el sur de China se han realizado en tiempos recientes, es lógico que la hipótesis del “Out of Africa” asumiera hace 30 años que la colonización del planeta por nuestra especie había ocurrido hace tan solo unos 40.000 años.

Pero la información proporcionada por numerosos yacimientos de Eurasia ha crecido de manera constante. Recordemos la publicación de 2015 en la revista Nature, en la que participamos la Dra. María Martinón y quién escribe estas líneas, donde se describían 43 dientes de Homo sapiens asociados a un nivel de cueva (cueva de Fuyan, sur de China) cuya cronología mínima es de 80.000 años. Este y otros muchos datos sobre la presencia de Homo sapiens fuera de África, así como la posibilidad de hibridación entre los miembros de nuestra especie y los humanos residentes en los territorios que fuimos ocupando han matizado de manara notable la hipótesis del “Out of Africa”. Estamos en un punto crucial y apasionante de las investigaciones sobre la historia de nuestra especie. ¡Nos queda tanto por saber! El estudio de los yacimientos seguirá siendo fundamental para contrastar los modelos. Pero la arqueología y la paleoantropología cuentan con la alianza de ámbitos de la ciencia que crecen de manera exponencial.

José María Bermúdez de Castro

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Los papiones y la expansión de Homo sapiens fuera de África

 

Hembra y macho (notable dimorfismo sexual) de la especie Papio hamadryas.

Hembra y macho (notable dimorfismo sexual) de la especie Papio hamadryas.

Los papiones o babuinos hamadryas (Papio hamadryas) pertenecen a la familia de los cercopitécidos. Esta especie de primate habita en zonas semidesérticas, sabanas y áreas rocosas del cuerno de África, en los territorios actualmente ocupados por Djibouti, Eritrea, Etiopía, Somalia, Sudán, así como en las zonas más orientales de la península arábiga. Los papiones fueron domesticados en el antiguo Egipto, donde llegaron a ser adorados como un dios menor (Babi) y conocidos como los “babuinos sagrados”. Quizá por este motivo, siempre se ha considerado que la presencia de los papiones al otro lado del mar Rojo es relativamente reciente y debida a su traslado por seres humanos.

La investigadora Gisela Kopp (Instituto para la Investigación de Primates de Leibniz) ha liderado a un equipo interesado en realizar un estudio sobre las relaciones genéticas entre los papiones que viven a un lado y al otro del mar Rojo. La hipótesis de partida contempla la posibilidad de una introducción tardía de los papiones en la península arábiga. Si la hipótesis fuera correcta no se detectarían diferencias genéticas apreciables entre las dos poblaciones, considerado que el tiempo transcurrido desde su domesticación es prácticamente despreciable. Podemos preguntarnos sobre el interés de este trabajo para las investigaciones en evolución humana. En principio, la investigación pudo carecer de trascendencia para nosotros, pero los resultados fueron sorprendentes. Tanto es así que han merecido su publicación en la revista Journal of Human Evolution, quizá una de las más importantes en nuestro ámbito científico.

Distribución actual de de la especie Papio hamadryas y otras especies del género Papio, según  Gisela H. Kopp y sus colegas (Journal of Human Evolution 76, 154-164 (2014).

Distribución actual de de la especie Papio hamadryas y otras especies del género Papio, según Gisela H. Kopp y sus colegas (Journal of Human Evolution 76, 154-164 (2014).

Los resultados sugieren que la especie Papio hamadryas colonizó la península arábiga hace entre 130.000 y 12.000 años. Además, algunos ejemplares de la población de Arabia regresaron a su lugar de origen en África. Estos resultados señalan un paso franco por el estrecho de Bab el-Mandeb entre los actuales estados de Djibouti y Yemen. Es evidente que los babuinos no se habrían aventurado a cruzar una franja marina de no haber habido un puente continental para ello. Los descensos del nivel del mar durante las épocas glaciales habrían permitido ese paso franco, lo mismo que pudo suceder con las poblaciones de nuestra especie.

En efecto, en la última década se ha debatido sobre la posibilidad de que nuestra especie hubiese dejado África mucho antes de lo que se había postulado a partir de las fechas obtenidas en yacimientos europeos. Los neandertales fueron una barrera demográfica muy potente en el Corredor Levantino, donde se ha podido detectar la presencia de miembros de nuestra especie en el yacimiento de Qafzeh, con una antigüedad de más de 100.000 años años. Sin embargo, la llegada de Homo sapiens a Europa no sucedió hasta hace poco más de 40.000 años.

En la península arábiga existen evidencias arqueológicas (yacimiento de Jebel Faya, en Omán) de la posible presencia de nuestra especie hace más de 100.000 años, mientras que el yacimiento de Zhirendong, en el sur China propone la presencia de Homo sapiens hace 110.000 años. Los datos se acumulan y van reforzando la hipótesis de la colonización de Eurasia por nuestra especie a través de Bab el-Mandeb, quizá a través de tierra firme en momentos concretos de finales del Pleistoceno Medio. Aunque de momento no existen fósiles humanos en yacimientos del sur de la península arábiga, de manera inesperada los papiones parecen ofrecer respuestas a nuestras preguntas sobre la primera expansión de nuestra especie por todo el planeta.

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