Cuatro cráneos diferentes de australopitecos encontrados en las cuevas de Sterkfontein (Sudáfrica). El relleno de la cueva de Sterkfontein, que contiene este y otros fósiles de australopitecos, tiene entre 3,4 y 3,6 millones de años. FOTO: JASON HEATON AND RONALD CLARKE, EN COOPERACIÓN CON EL MUSEO DITSONG DE HISTORIA NATURAL CREATIVE COMMONS.

Los fósiles encontrados en la llamada 'Cuna de la Humanidad', en Sudáfrica, podrían ser más de un millón de años más antiguos de lo que se creía, según publican los investigadores en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Durante décadas, los científicos han estudiado estos fósiles de los primeros ancestros humanos y sus parientes perdidos hace tiempo.

Ahora, mediante un método de datación desarrollado por un geólogo de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, se acaba de hacer retroceder la edad de algunos de estos fósiles encontrados en el yacimiento de las cuevas de Sterkfontein más de un millón de años. Esto los haría más antiguos que Dinkinesh, también llamada Lucy, el fósil de Australopithecus afarensis más famoso del mundo.

La 'Cuna de la Humanidad' es un lugar sudafricano declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO que comprende diversos yacimientos de cuevas con fósiles, entre ellos las cuevas de Sterkfontein. El complejo de cuevas de Sterkfontein se hizo famoso por el descubrimiento del primer Australopithecus africanus adulto, un antiguo homínido, en 1936.

Los homínidos incluyen a los humanos y a nuestros parientes ancestrales, pero no a los demás grandes simios. Desde entonces, se han encontrado allí cientos de fósiles de Australopithecus, entre ellos la conocida 'señora Ples', y el esqueleto casi completo conocido como Little Foot (Pie pequeño, derecha). Los paleoantropólogos y otros científicos llevan décadas estudiando Sterkfontein y otros yacimientos cavernícolas de la 'Cuna de la Humanidad' para arrojar luz sobre la evolución humana y medioambiental de los últimos 4 millones de años.

Darryl Granger (izquierda), profesor de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Purdue (Indiana, EE.UU), es un o de esos científicos que trabaja en un equipo internacional. Granger está especializado en la datación de depósitos geológicos, incluidos los de las cuevas.

Como estudiante de doctorado, ideó un método para datar sedimentos enterrados en cuevas que ahora utilizan investigadores de todo el mundo. Su trabajo anterior en Sterkfontein databa el esqueleto de 'Little Foot' en unos 3,7 millones de años, pero los científicos siguen debatiendo la antigüedad de otros fósiles del yacimiento.

ENTRE 3,4 Y 3,7 MILLONES DE AÑOS

Granger y un equipo de científicos, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Witwatersrand (Sudáfrica) y de la Universidad Toulouse Jean Jaurès (Francia), han descubierto que no solo Little Foot, sino todos los sedimentos de la cueva que contienen restos de Australopithecus, tienen una antigüedad de entre 3,4 y 3,7 millones de años, en lugar de entre 2 y 2,5 millones de años, como se pensaba anteriormente. Esa edad sitúa estos fósiles hacia el principio de la era de los Australopithecus, en lugar de cerca del final. Lucy, que procede de Etiopía, tiene 3,2 millones de años, y su especie, Australopithecus afarensis, se remonta a unos 3,9 millones de años.

Sterkfontein es un sistema de cuevas profundo y complejo que conserva una larga historia de ocupación de la zona por parte de los homínidos. Comprender las fechas de los fósiles aquí puede ser complicado, ya que las rocas y los huesos cayeron al fondo de un profundo agujero en el suelo, y hay pocas formas de datar los sedimentos de las cuevas.

En el este de África, donde se han encontrado muchos fósiles de homínidos, los volcanes del Gran Valle del Rift depositan capas de ceniza que pueden datarse. Los investigadores utilizan esas capas para estimar la antigüedad de un fósil. En Sudáfrica, especialmente en una cueva, los científicos no pueden permitirse ese lujo. Suelen utilizar otros fósiles de animales encontrados alrededor de los huesos para estimar su antigüedad o la piedra de flujo de calcita depositada en la cueva. Pero los huesos pueden desplazarse en la cueva y la piedra caliza joven puede depositarse en sedimentos viejos, lo que hace que estos procedimientos sean potencialmente incorrectos.

Mapa y sección transversal de Sterkfontein. (A) El mapa muestra la extensión de los depósitos superficiales y las excavaciones superpuestas al sistema de cuevas. Las ubicaciones de muestra que se informan aquí se presentan con círculos verdes; los fósiles de homínidos seleccionados se muestran con estrellas rojas y las muestras con fecha U-Pb con círculos amarillos. Se presentan las coordenadas universales transversales de Mercator (UTM). (B) Sección transversal de los depósitos superficiales a lo largo de la línea roja este-oeste en A. Las ubicaciones de las muestras cosmogénicas están en círculos verdes, y la muestra de piedra variable se muestra como un círculo amarillo. El lecho medido muestra que la colada se ubica estratigráficamente entre las muestras cosmogénicas, aunque al igual que otras coladas, en la sección de Sterkfontein denominada Miembro 4, es probable que sea intrusiva y más joven que la brecha. Topografía de sección transversal basada en detección y alcance de luz (LiDAR) recopilada en la superficie y bajo tierra. 

Un método más preciso consiste en datar las rocas en las que se encontraron los fósiles. El material que Granger y su equipo analizan es la matriz de hormigón que recubre el fósil, llamada brecha. "Sterkfontein tiene más fósiles de 'Australopithecus' que cualquier otro lugar del mundo, pero es difícil datarlos bien. Los especialistas han datado los fósiles de animales encontrados cerca de ellos y ha comparado las edades de los elementos de la cueva, como las piedras de flujo, y ha obtenido una serie de dataciones diferentes. Nuestros datos resuelven estas controversias. Demuestran que estos fósiles son antiguos, mucho más antiguos de lo que pensábamos en un principio", explica Granger.

En su trabajo de datación el equipo de investigación utilizó la espectrometría de masas con acelerador para medir los nucleidos radiactivos de las rocas, así como la cartografía geológica y un profundo conocimiento de cómo se acumulan los sedimentos de las cuevas para determinar la edad de los sedimentos que contienen restos de Australopithecus en Sterkfontein.

Granger y el grupo de investigación del Laboratorio de Medición de Isótopos Raros de Purdue (PRIME Lab) estudian los denominados nucleidos cosmogénicos y lo que pueden revelar sobre la historia de los fósiles, las características geológicas y las rocas. Los nucleidos cosmogénicos son isótopos extremadamente raros producidos por los rayos cósmicos, partículas de alta energía que bombardean constantemente la Tierra.

Panorámica de las cuevas de Sterkfontein (Sudáfrica), en el enclave denominado 'Cuna de la Humanidad'.

ENERGÍA PARA PROVOCAR REACCIONES NUCLEARES EN EL INTERIOR DE LAS ROCAS

Estos rayos cósmicos tienen suficiente energía para provocar reacciones nucleares en el interior de las rocas en la superficie del suelo, creando nuevos isótopos radiactivos dentro de los cristales minerales. Un ejemplo es el aluminio-26: aluminio al que le falta un neutrón y que decae lentamente para convertirse en magnesio a lo largo de millones de años.

Dado que el aluminio-26 se forma cuando una roca queda expuesta en la superficie, pero no después de haber estado profundamente enterrada en una cueva, los investigadores del laboratorio PRIME pueden datar los sedimentos de las cuevas (y los fósiles que contienen) midiendo los niveles de aluminio-26 junto con otro nucleido cosmogénico, el berilio-10.

Además de las nuevas dataciones en Sterkfontein basadas en los nucleidos cosmogénicos, el equipo de investigación realizó cuidadosos mapas de los depósitos de la cueva y mostró cómo fósiles de animales de diferente antigüedad se habrían mezclado durante las excavaciones de los años 30 y 40, lo que llevó a décadas de confusión con las dataciones anteriores.

Las cuevas de Sterkfontein contienen más restos de Australopithecus que cualquier otro lugar de la Tierra. Son parte de un importante yacimiento de fósiles en Sudáfrica conocido como la "Cuna de la humanidad".

"Lo que espero es que los especialistas se convenzan de que este método de datación proporciona resultados fiables. Mediante la utilización de este método podemos situar con mayor precisión a los antiguos humanos y a sus parientes en los periodos de tiempo correctos, tanto en África como en otros lugares del mundo", afirma Granger.

La antigüedad de los fósiles es importante porque influye en la comprensión de los científicos del paisaje vital de la época. Cómo y dónde evolucionaron los humanos, cómo encajaron en el ecosistema, y quiénes son y fueron sus parientes más cercanos, son preguntas apremiantes y complejas. Situar los fósiles de Sterkfontein en su contexto adecuado es un paso para resolver todo el rompecabezas.

"La reevaluación de la edad de los fósiles de Australopithecus en Sterkfontein tiene implicaciones importantes para el papel de Sudáfrica en la evolución", señala Dominic Stratford (izquierda). "Los homininos [subtribu de los homínidos caracterizados por la postura erguida] más jóvenes, incluidos los 'Paranthropus' y nuestro género 'Homo', aparecen entre hace entre 2,8 y 2 millones de años; según las fechas sugeridas anteriormente, las especies sudafricanas de 'Australopithecus' eran demasiado novedosas para ser sus antepasados, por lo que se ha considerado más probable que las otras especies evolucionasen en África oriental", explica Stratford.

Fuentes: deia.eus | eurekalert.org | elmundo.es | 27 de junio de 2022