Investigadores de Atapuerca proponen un nuevo modelo evolutivo basado en 4 diseños anatómicos

Foto: Juan Luis Arsuaga (segundo plano) en la Sima de los Huesos con otros miembros del equipo de Atapuerca.

Fuente: EL PAIS.com EL PAIS.com | Alicia Rivera | 1 de septiembre de 2015

Con 1,63 metros de estatura media y una masa corporal de unos 69 kilos, los humanos de la Sima de los Huesos (Atapuerca, Burgos), de hace unos 430.000 años, eran más corpulentos que los posteriores neandertales. Un hombre de esa colección de fósiles es especialmente grande, superando los 90 kilos. En general, eran de cuerpo notablemente ancho y musculoso. Sin embargo, su masa cerebral era inferior a la del neandertal, algo que tiene importantes implicaciones en la evolución de este órgano clave en la especie humana. Esa impresionante colección de restos de la Sima de los Huesos ha permitido a los científicos describir ahora, por primera vez con precisión, la morfología corporal de aquellos individuos, cuyos restos se acumularon en el fondo de una cueva burgalesa por causas aún por determinar, aunque los investigadores sospechan que pudo ser un acto intencionado de sus congéneres.

“Es la primera vez que describimos el esqueleto postcraneal de la muestra más grande de fósiles que existe en la historia de la paleontología”, destaca Juan Luis Arsuaga  (izquierda), director del Centro de Evolución y Comportamiento Humanos (Instituto de Salud Carlos III - Universidad Complutense) y primer autor del artículo que presenta hoy esta investigación en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) estadounidense.

Para el estudio, en el que ha participado una veintena de expertos de diferentes instituciones (casi todas españolas), los científicos han analizado más de 1.500 fósiles de los esqueletos postcraneales, es decir, de cuello para abajo. En total, en 2013, cuando arrancó esta investigación específica, los investigadores habían desenterrado ya más de 6.700 huesos humanos en la Sima, pertenecientes a 28 individuos como mínimo, de ambos sexos y edades variadas, incluidos 17 cráneos completos o parciales. Así, por ejemplo, la talla de 163 centímetros de estatura se refiere a la media de adultos teniendo en cuenta hombres y mujeres, y no hay en esta población tanta diferencia entre unos y otras como se pensaba. Estos individuos muestran ya algunos rasgos incipientes que luego estarán en los neandertales unos 200.000 años después.

“El hecho de que los humanos de la Sima de los Huesos tuvieran el cerebro más pequeño que los neandertales significa que en estos últimos ese órgano aumentó de tamaño paralelamente y de forma independiente al incremento que registró el cerebro de la especie humana actual, algo que se consideraba un rasgo exclusivo nuestro”, apunta Ignacio Martínez (derecha), profesor de paleontología de la Universidad de Alcalá de Henares y coautor del artículo de PNAS.

La extensa investigación, además, tiene un alcance ambicioso: Arsuaga y sus colegas proponen ahora un nuevo modelo de la evolución del cuerpo humano en cuatro grandes etapas a lo largo de más de cuatro millones de años.

“Las cuatro fases coexistirían en el tiempo, pero su orden de aparición es secuencial, una detrás de otra”, aclara Arsuaga. A la primera etapa corresponden los ardipitecos, de hace unos cuatro millones de años, que vivirían fundamentalmente en los árboles aunque tal vez tendrían alguna capacidad de desplazarse ocasionalmente sobre las dos extremidades inferiores. La segunda fase corresponde a los australopitecos, como la célebre Lucy de hace algo más de tres millones de años, que serían ya bípedos pero manteniendo algunas capacidades arbóreas. La tercera etapa es la del humano arcaico, a la que pertenece el Homo erectus de hace unos dos millones de años (el primero en salir del continente africano ancestral), pero también la población de la Sima de los Huesos, con cuerpo alto en comparación con los anteriores, ancho y robusto, y locomoción exclusivamente terrestre. Se acabaron los árboles como hábitat dominante para estas especies. Por último, el humano moderno es el cuarto grupo, de tipo alto, estrecho y de esqueleto grácil.

La principal novedad de este esquema es que, al incorporar a los neandertales en la tercera etapa, desmonta el modelo, generalmente aceptado por los científicos, “en el que los neandertales son producto de una adaptación específica a las condiciones climáticas frías del continente europeo, mientras que el hombre moderno, la especie actual, sería del modelo clásico, el del Homo erectus africano”, explica Arsuaga. “No es así. Nosotros creemos que nuestra especie es la revolución. Son los neandertales, aunque con particularidades de adaptación, los que tienen el modelo arcaico”, afirma. Según este nuevo esquema, que seguramente será controvertido en la comunidad científica internacional, la novedad del humano actual se origina en África a la vez que los neandertales se adaptaban a vivir en las latitudes frías del continente europeo. Y los individuos de la Sima de los Huesos muestran los primeros pasos de una evolución que acabaría dando lugar a los neandertales de hace unos 200.000 años.

Foto: Diferentes restos óseos de la Sima de los Huesos presentados como elementos de análisis en el trabajo recién publicado en PNAS.

Arsuaga apunta que la novedad que supone el cuerpo de nuestra especie es “toda una revolución”, destacando el esqueleto grácil, la columna vertebral menos rígida que en otras especies, el particular y eficaz desplazamiento del centro de gravedad del cuerpo al caminar, las caderas estrechas, etcétera. “Es un prodigio de biomecánica, óptimo para caminar con gran eficiencia energética… ¿Usain Bolt? Sí, es la perfección, pero el mejor ejemplo de la especialidad del humano moderno es un corredor de maratón, capaz de recorrer grandes distancias con un mínimo consumo energético”, resume el paleontólogo.

Sin embargo, esta investigación de Atapuerca indica que en algo no somos tan exclusivos como se pensaba: el aumento notable del tamaño del cerebro en el último tramo de la evolución humana. “La gran aceleración de la encefalización se consideraba un rasgo distintivo de nuestra especie, algo único”, explica Martínez. Pero resulta que también en los neandertales se produjo ese proceso casi a la vez y de forma independiente, a la vista de la masa cerebral de sus ancestros remotos que son los humanos de la Sima de los Huesos.

“Los neandertales realmente son muy inteligentes, no son superchimpancés, como se pensaba hace años”, continúa Martínez. “Hablaban, se adornaban y ahora sabemos que tuvieron encefalización”. Este último rasgo, además, abre una nueva perspectiva para investigar la especie humana actual. “En ciencia es muy difícil avanzar con un caso único, necesitas hacer investigación comparativa y nuestra especie es difícil de abordar si es única. Ahora, con los neandertales, tenemos una especie espejo, otra especie inteligente que se originó independientemente de la nuestra, y esto nos ayuda a estudiarnos a nosotros mismos”, comenta este especialista.

¿El peinado como mensaje?

A la hora de hacer la ilustración técnica del hombre de la Sima de los Huesos, teniendo en cuenta todos los detalles anatómicos que los fósiles aportan, los científicos han tenido que afrontar una gran incógnita, y precisamente en una parte tan notoria del cuerpo como es la cabeza, porque del cabello no tienen datos. El pelo no fosiliza, no deja rastros y no se sabe cuándo apareció en la evolución humana el mismo, es decir, el pelo de la cabeza y la barba que crece ininterrumpidamente, y que, si no se corta, alcanza hasta el suelo y se arrastra, comenta Juan Luis Arsuaga. “Lo que está claro es que el resto de los primates y los mamíferos en general no comparten esta característica que es exclusivamente humana”, afirma. Parece lógico suponer, continúa, que estarán implicados en esto unos genes que se activan específicamente en los humanos por lo que, si se logra identificarlos, se podrán comparar con el genoma de los neandertales y determinar así si esos remotos europeos, por ejemplo, podían llevar cabellos y barbas largas.

“Mi hipótesis”, continúa Arsuaga –y retoma el asunto del peinado de la ilustración del atapuerquino- “es que el cabello de crecimiento continuo es un instrumento de comunicación que indica características de quien lo luce, como rango, jerarquía, pertenencia a un grupo específico… igual que en sociedades humanas actuales el peinado de los sijes, por ejemplo, o la identificación de mujeres casadas o solteras. Es un mensaje a los demás”.

La sugerencia de que el cabello podría ser útil tal vez como protección frente a la insolación excesiva no vale, porque para eso no hace falta que crezca el pelo ininterrumpidamente durante toda la vida.

De los neandertales hay múltiples muestras de comportamiento simbólico expresado a través de objetos, de enterramientos…. recuerda Arsuaga. ¿Por qué no, entonces, en los individuos de la Sima de los Huesos? Aún sin pruebas científicas que sustenten o descarten la idea, los científicos de Atapuerca decidieron concederse una licencia en la ilustración del hombre de la Sima de los Huesos y ponerle un peinado más o menos elaborado y una luenga barba.

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Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el septiembre 2, 2015 a las 1:38am

Una de las cuestiones interesantes relativas al cabello humano, y sobre la que no nos ofrece Juan Luis Arsuaga al menos una interpretación especulativa, es en qué momento se produjo la calvicie en algunos de los varones y a qué motivos evolutivos respondió dicha carencia de pelo. 

Arsuaga, en la explicación que presenta, tal parece que parte de la base de que todos los varones de la Sima de los Huesos ostentaban siempre pelo en sus cabezas. Si el cabello era una característica de comunicación ante los demás (por la forma de llevarlo, por su largura, etc.) , ¿por qué entonces dejó de crecer permanentemente en ciertos varones volviéndolos calvos? La explicación, por tanto, que nos proporciona Arsuaga se queda ampliamente coja (por cierto, una gran melena -sea larga o enrollada- es susceptible de albergar parásitos de todo tipo, y más en aquellos tiempos prehistóricos). Téngase en cuenta que la calvicie se da también en varones de edad muy joven, por lo cual no sirve argumentar que esta falta de pelo sólo se produciría a edades avanzadas a las que la mayoría de los individuos no llegarían.

En fin, todavía está por demostrar muchas de las incógnitas relativas a la pérdida del cabello y vello corporal. 

Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el septiembre 5, 2015 a las 4:32pm

El último bombazo de Atapuerca visto desde dentro

Fuente: quo.es | 3 de septiembre de 2015

El yacimiento de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca es un verdadero tesoro para comprender muchos aspectos de la evolución humana. Sus casi 7.000 restos fósiles de un mínimo de 28 individuos, muy probablemente de la misma población, si no del mismo grupo, representan un caso excepcional. La conservación de los fósiles es admirable y sorprendente. Han permanecido durante más de 400.000 años en unas condiciones ideales, embutidos en una arcilla de grano muy fino, a temperatura y humedad constantes. Una parte de su ADN también ha resistido el paso del tiempo. Es la guinda de un yacimiento de lujo para la paleontología, como otros muchos que nos han ilustrado sobre la historia de la vida en nuestro planeta.

La revista “Proceedings of the National Academy of USA” (más conocida como PNAS) acaba de publicar una magnífica síntesis de cuanto se conoce sobre la morfología del esqueleto postcraneal de los humanos encontrados en la Sima de los Huesos. Por supuesto, la biblioteca de trabajos científicos del proyecto sobre Atapuerca cuenta con varias tesis doctorales y no pocos artículos en revistas especializadas, que tratan con todo lujo de detalles los diferentes huesos del tronco y de las extremidades encontrados desde 1984 en este yacimiento tan peculiar. Y aún quedan muchos aspectos por estudiar y publicar, conforme se produzcan innovaciones metodológicas y la tecnología permita realizar investigaciones imposibles con los medios actuales. Por el momento, este trabajo en PNAS cierra un nuevo capítulo de la Sima de los Huesos, a la espera del siguiente; quizá aún más apasionante que los anteriores.

Este trabajo, liderado por Juan Luís Arsuaga y nuestro gran especialista en esqueleto postcraneal, el profesor José Miguel Carretero, aprovecha los conocimientos de la Sima de los Huesos para analizar la evolución de la forma del cuerpo a lo largo de los últimos seis millones de años. En ese tiempo, durante el cual prosperaron quizá docenas de especies del linaje humano, el cuerpo se fue modificando de acuerdo al medio en el que vivíamos. Puesto que nuestro último antepasado común con la genealogía de los chimpancés evolucionó en un medio de bosque cerrado, las especies humanas primigenias tuvieron un cuerpo perfectamente preparado para vivir en este ambiente. Estas especies se adaptaron a caminar en posición erguida. Pero su cuerpo, pequeño y grácil, podía moverse con extrema facilidad tanto por el suelo como por las ramas de los árboles. El esqueleto del ejemplar apodado “Ardi” (los conocidos ardipitecos) parece tener poco que ver con nosotros. Este esqueleto representa toda una época de nuestra evolución durante el Plioceno.

La progresiva aridificación de África, favorecida por el enfriamiento global del planeta desde hace cinco millones de años, dibujó un escenario muy diferente. Los homininos se adaptaron a vivir en medios mucho más abiertos y su cuerpo fue cambiando. No obstante, su estatura quedó siempre muy por debajo de los 150 centímetros, con diferencias de peso y estatura todavía significativas entre machos y hembras. No se perdieron las posibilidades anatómicas que permitían trepar con facilidad y los brazos todavía eran proporcionalmente más largos que en la actualidad. Los australopitecos y los parántropos tuvieron un cuerpo en el que ya nos podemos reconocer, pero todavía quedaba mucho por evolucionar.

Hace en torno a los dos millones de años sucedió un cambio espectacular en el cuerpo de los homininos, favorecido sin duda por un estilo de vida mucho más alejado de los bosques. La marcha bípeda se impuso sobre la posibilidad de disfrutar del amparo de la frondosidad de los árboles y los humanos de entonces consiguieron un aspecto muy similar al nuestro. El yacimiento de Dmanisi (República de Georgia, 1,8 millones de años) o el ejemplar del lago Turkana KNM-WT 15000 (1,6 millones de años) reflejan ya un incremento significativo de la estatura y unas proporciones corporales prácticamente idénticas a las de Homo sapiens. Quedaba tiempo suficiente para conseguir un cuerpo más robusto. Todos los humanos del Pleistoceno lo lograron (con la notable excepción de Homo floresiensis). Entre ellos, los individuos de la Sima de los Huesos representan la mejor opción para investigar las características del cuerpo de nuestros ancestros del Pleistoceno Medio. Su estudio indica un cuerpo ancho y robusto, musculado en extremo, de reacción explosiva, perfectamente adaptado a una vida llena de peligros. En posts anteriores reflexioné acerca de las relativas facilidades para el parto en estas especies, gracias a la anchura de su pelvis y a un cerebro del recién nacido algo más pequeño que el de Homo sapiens. La parte negativa (si es que había alguna) podría estar ligada a un gasto energético muy elevado en cada esfuerzo y la necesidad de conseguir muchas calorías en cada jornada (hasta 5.000 Kcal/día, según los expertos).

Finalmente llegamos nosotros, mucho tiempo después, con un cuerpo similar pero más esbelto. El alumbramiento de las crías se hizo más complicado, no solo por el hecho de que la pelvis y el canal del parto fueran más estrechos, sino porque se incrementó el tamaño de la cabeza del recién nacido (y de los adultos, por supuesto). Pero a cambio conseguimos ahorrar mucha energía en los desplazamientos. Los expertos estiman que los humanos como los hallados en la Sima de los Huesos o los propios neandertales consumían hasta un 25% más de calorías para su metabolismo basal en relación a lo que gasta un individuo de nuestra especie. Un logro muy conveniente, porque podemos sobrevivir con muchas menos calorías y repartirlas entre grupos más numerosos. Me pregunto si esta circunstancia fue importante y tal vez decisiva en nuestro predominio final sobre las demás especies de homininos.

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