Esta imagen esquematiza la diferencia entre el modelo humano y el de los chimpancés de los músculos del pulgar, y que los investigadores utilizaron para estudiar la evolución de la destreza del pulgar. Crédito: Profesora Katerina Harvati, Dr. Alexandros Karakostis y Dr. Daniel Haeufle.

A pesar de las antiguas ideas sobre la importancia de la evolución del pulgar en el uso y desarrollo de herramientas, todavía quedan dudas sobre cuándo surgieron exactamente la destreza manual similar a la humana y el uso eficiente del pulgar, y qué especie de homínido fue el primero en tener esta habilidad. 

Ahora, los investigadores que han analizado la biomecánica y la eficiencia del pulgar en diferentes especies humanas fósiles mediante el modelado de músculos virtuales tienen una nueva perspectiva más clara sobre cuándo surgieron estas habilidades y lo que han significado para el desarrollo de una cultura humana más compleja. Los resultados de la investigación, que aparecen en la revista Current Biology, sugieren que un aspecto fundamental de la oposición del pulgar humano apareció por primera vez hace aproximadamente 2 millones de años y no se encontró en los primeros fabricantes de herramientas de piedra propuestos.

"El aumento de la destreza manual en forma de  oposición eficaz del pulgar fue una de las primeras características definitorias de nuestro linaje, que proporcionó una formidable ventaja de adaptación a nuestros antepasados", dijo Katerina Harvati (izquierda), de la Universidad Eberhard Karls de Tübingen. "Es probable que sea un elemento crucial que subyace al desarrollo de la cultura compleja durante los últimos 2 millones de años, dando forma a nuestra evolución biocultural".

Los intentos anteriores de estudiar la evolución de la destreza del pulgar se habían basado en comparaciones entre la anatomía esquelética de los humanos modernos y las especies de homínidos anteriores. La suposición era que las similitudes en los restos óseos con la forma humana podrían tomarse como evidencia de destreza. En el nuevo estudio, el equipo dirigido por Harvati adoptó un enfoque nuevo y más completo.

"Nuestra metodología integra el modelado de músculos virtuales de vanguardia con un análisis tridimensional de la forma y el tamaño de los huesos", explica el primer autor y experto en biomecánica manual Alexandros Karakostis (derecha). 

"Este proceso incluye el estudio preciso en 3D de las áreas de los huesos donde los músculos se unen en vida. Es importante destacar que pudimos validar las predicciones de nuestros modelos al confirmar que las diferencias observadas entre los taxones vivos (chimpancés y humanos modernos) reflejan los informes de estudios experimentales anteriores", añade.

Al aplicar este nuevo enfoque para responder a la pregunta, los investigadores demostraron que la eficiencia y la destreza del pulgar habían aumentado de manera significativa en los homínidos que vivieron hace 2 millones de años en Sudáfrica. Al mismo tiempo, encontraron que el grado de esta destreza era consistentemente más bajo en las primeras especies propuestas para la fabricación de herramientas, los Australopitecinos. Eso incluye la especie Australopithecus sediba, que también data de hace aproximadamente 2 millones de años. Esto es notable porque los investigadores habían sugerido anteriormente que las proporciones del pulgar humano del Australopithecus sediba reflejaban las capacidades de fabricación de herramientas.

La Dra. Katerina Harvati y el Dr. Alexandros Karakostis desarrollaron un método innovador para calcular la destreza manual de diferentes especies humanas.

"Una de las mayores sorpresas fue encontrar que los fósiles de manos de homínidos del sitio de Swartkrans en Sudáfrica, que datan de hace unos 2 millones de años y se atribuyen a los primeros especímenes 'Homo' o a la rama lateral extinta de homínidos Paranthropus robustus, podrían lograr una destreza en el uso del pulgar similar a la de los humanos modernos", dijo Karakostis.

Los nuevos hallazgos muestran además que las especies que surgen más tarde, que pertenecen a nuestro propio género Homo, incluidos los neandertales, así como los primeros y recientes Homo sapiens, comparten grados igualmente altos de destreza manual. Esos hallazgos se aplicaron también a la especie de cerebro pequeño Homo naledi, a pesar de que esta especie aún no se ha encontrado en asociación con herramientas de piedra.

"Estos niveles de destreza consistentemente altos en especies del género 'Homo' son indicativos del gran valor adaptativo de la oposición del pulgar para la evolución biocultural humana", dice Harvati.

Aunque los modelos empleados se basan en la función de un solo músculo y su articulación, la colocación del pulgar asociado constituye un paso fundamental para cualquier tipo de agarre de precisión durante el uso de herramientas humanas así como para muchos tipos de manipulación de alimentos de los chimpancés. Además se considera ampliamente que el músculo oponens pollicis (oponente del pulgar) ha jugado un papel central en la evolución de la destreza humana.

Los investigadores señalan que la implicación más importante de sus nuevos hallazgos es que un aumento temprano de la destreza del pulgar hace aproximadamente 2 millones de años puede haber sido la base para el desarrollo gradual de una cultura compleja. En este sentido, destacan que este período de tiempo incluye importantes desarrollos bioculturales como la aparición del linaje de Homo erectus con un cerebro grande y amplia dispersión fuera de África. Casi al mismo tiempo, los seres humanos comenzaron gradualmente a explotar los recursos animales y a depender más de las tecnologías de herramientas de piedra.

Los investigadores ahora planean mirar aún más de cerca a grupos específicos, como los neandertales, para dilucidar aún más los detalles de su destreza manual y cómo pueden haber diferido de la de los humanos modernos. También investigarán más de cerca las actividades manuales habituales de los primeros homínidos para arrojar más luz sobre los comportamientos que marcaron la transición a la producción y uso sistemáticos de herramientas entre nuestros ancestros lejanos.

Fuentes: phys.org | une-tuebingen.de | 28 de enero de 2021