evolución humana

Para entender la paleoantropología. 4ª parte: el arbusto evolutivo

Para entender la paleoantropología. 4ª parte: el arbusto evolutivo

     Última actualizacón: 26 febrero 2018 a las 18:56

Cuando nos enfrentamos al estudio de la evolución humana desde una posición no académica, es habitual sentirse perdido ante una maraña de nombres extraños que va creciendo y complicándose cada cierto tiempo. Los intentos de hacer más comprensible el panorama han tenido un éxito relativo para los «no iniciados», pero en cualquier caso me gustaría aportar mi pequeño grano de arena a la cuestión.

Ya hemos comentado la importancia de contar con suficientes fósiles para el estudio de la evolución humana, así como los esfuerzos llevados a cabo por distintos especialistas para arrojar luz en la complicada tarea de poner orden en lo que, en principio, no parece más que un conjunto de restos de huesos desperdigados por todo el planeta. Me propongo abordar ambas cuestiones juntas y ver qué podemos sacar en claro.

El primer concepto que tenemos que comprender es el de «hominino». En algún momento de la historia evolutiva de los hominoideos 1 se abrió un camino que condujo al ser humano de aspecto moderno: un hominino es un prehumano, un ser previo a nuestra especie (aunque nosotros, los seres humanos modernos, también somos homininos). La cuestión clave en este tema es que estos antepasados prehumanos deben parecerse más a nosotros que a los chimpancés (de quienes nos separamos hace aproximadamente 7 Ma). Son homininos, por tanto, los humanos actuales y nuestros antecesores tanto directos como colaterales ya desaparecidos que no lo son a su vez de los chimpancés.

Otros dos conceptos clave son el de género y especie. La paleoantropología sigue –en términos generales 2– una definición de «especie» basada en criterios morfológicos: dos o más poblaciones representan diferentes especies paleontológicas si la variación (morfológica) entre ellas es claramente mayor que la variación dentro de cada una. Por lo tanto, el ver en las muestras fósiles una o varias especies dependerá de dos factores. El primero es cuánta variabilidad morfológica debe permitirse dentro de una única especie (los esqueletos de dos seres humanos modernos de idéntica edad y sexo no tienen exactamente el mismo tamaño ni forma); y el segundo, cuánta de esta diferencia morfológica puede explicarse a causa de los dimorfismos sexuales (los esqueletos de machos y hembras de una misma especie presentan tamaños diferentes).

En cuanto al «género», seguiremos la tesis propuesta por Ernst Mayr. Mayr consideraba el género como indicativo de un tipo de ser adaptado a unas condiciones particulares. Todas las especies incluidas dentro de un género son aquellas que se adaptan a su ecosistema de una manera diferente a como lo pueden hacer las que pertenecen a otros géneros próximos. En el caso de los miembros de la tribu Hominini, vemos que éstos pueden encuadrarse dentro de las siguientes estrategias adaptativas:

  1. Los primeros seres que adoptan la postura bípeda cuando se desplazan por el suelo. Mantienen buena parte de los rasgos primitivos en la masticación.
  2. Los homininos que aprovechan la locomoción erguida para ir ocupando áreas de sabana abierta a medida que el clima africano se enfría y los bosques disminuyen de tamaño. Adaptan su dentición a las nuevas condiciones ambientales.
  3. Los homininos que, hace alrededor de 2,5–3,5 Ma, se especializan en una alimentación vegetal de sabana y desarrollan grandes aparatos masticatorios.
  4. Por último, los homininos que, en fechas cercanas a esos 2,5–3,5 Ma, mantienen aparatos masticatorios relativamente gráciles. En este género se incluyen también los sucesores dentro del linaje que, con el tiempo, desarrollaron grandes cerebros y fabricaron instrumentos de gran precisión.

Estas cuatro estrategias adaptativas permiten identificar cuatro géneros dentro de nuestro linaje. Pueden parecer pocos, pero se corresponden con los distintos procesos de diversificación que podemos establecer con pocas dudas: Ardipithecus, Australopithecus, Paranthropus y Homo. Dentro de ellos vamos a mencionar diferentes especies, las más aceptadas en términos generales, aunque algunas de ellas son objeto de discusión.

Resumiendo, dado que estamos tratando con restos fósiles –que son siempre fragmentarios– en la búsqueda de nuestros antepasados, debemos tratar de identificar al menos un carácter apomorfo, un carácter compartido por todos los miembros de un grupo (en nuestro caso la tribu Hominini) que haya sido heredado de su especie ancestral. Lo que buscamos son los rasgos derivados, aquellos rasgos compartidos por todos los homininos que hayan existido alguna vez. ¿Existe un rasgo así, un carácter que, si lo encontráramos en un fósil nos permitiera decir que ese ejemplar es un hominino?

La respuesta a esta pregunta también está sujeta a interpretaciones. Muchos especialistas consideran la lista de apomorfias recogidas por Sean Carroll 3 como una buena aproximación:

  • Forma del cuerpo y tórax.
  • Propiedades craneales (caja craneal y cara).
  • Tamaño relativo del cerebro.
  • Longitud relativa de las extremidades.
  • Larga ontogenia y tiempo de vida.
  • Caninos pequeños.
  • Cráneo equilibrado en lo alto de la columna vertebral.
  • Vello corporal reducido.
  • Pulgar alargado y dedos acortados.
  • Dimensiones de la pelvis.
  • Presencia de una barbilla.
  • Espina dorsal en forma de S.
  • Lenguaje
  • Construcción avanzada de herramientas.
  • Topología del cerebro.

El problema para la paleoantropología es que parte de estos caracteres son funcionales, como el lenguaje. Otros son anatómicos pero no dejan constancia en el registro fósil, como la ausencia de vello corporal o la topología del cerebro. Por lo tanto, la forma del cuerpo, el tamaño del cráneo, la longitud relativa de las extremidades o la situación del cráneo en posición vertical sobre la columna vertebral son rasgos que, en los humanos, alcanzan un tipo de expresión no conocida en ningún simio y que sí pueden ser analizadas en el registro fósil.

Los grados

En su momento hablamos de la cladística. Lo que hace la cladística es agrupar a las especies en «clados», que vienen a ser «un grupo, una rama del árbol filogenético», esto es, el grupo o taxón formado por una sola especie y todos sus descendientes. Bien, junto al de «clado», es necesario introducir un nuevo concepto: el «grado». Si los clados reflejan el «proceso» de la historia evolutiva, el concepto de grado se basa en tener en cuenta el «resultado» de esa historia evolutiva.

En este sentido, el concepto de «grado» es sinónimo de la idea de una «zona adaptativa». Los taxones que se incluyen en un mismo grado comen el mismo tipo de comida y comparten la misma postura o medio de locomoción; su inclusión en ellos no se hace en función de cómo llegaron a poseer estos comportamientos (el «proceso» de la historia evolutiva). Hay que señalar que establecer cómo tienen que ser de diferentes dos tipos de dietas o medios de locomoción para asignar un espécimen a un grado u otro aún es una decisión subjetiva (y de nuevo una fuente de controversia), pero hasta que podamos estar seguros de que estamos generando hipótesis fiables acerca de las relaciones entre los taxones de homininos, el concepto de grado ayuda a clasificar los clados en categorías funcionales más amplias.

Aceptaremos en este aspecto los grados propuestos por Bernard Wood: «ser humano anatómicamente moderno», «humano premoderno», «homininos de transición», «homininos arcaicos», «homininos arcaicos de dientes grandes» y «posibles homininos».

En las siguientes anotaciones vamos a analizar cada uno de estos grados y las especies habitualmente asociadas a los mismos. No vamos a extendernos en demasiados detalles porque lo que pretendemos es ofrecer una visión clara de esas especies. Así, para cada taxón incluiremos información sobre el nombre científico, el artículo especializado donde se describe por primera vez (con posibilidad de descarga en formato pdf en la mayoría de los casos), cuál es el holotipo, esto es, el fósil empleado para la descripción y designación de una nueva especie y por último, cuáles son sus características principales.

Empecemos a destejer el arbusto evolutivo:

Notas

  1. Un hominoideo pertenece a la superfamilia Hominoidea, compuesta por los simios menores, los grandes simios y los humanos. Sus miembros actuales se clasifican en dos familias: Hylobatidae (gibones) y Hominidae, constituida por la subfamilias Ponginae (que incluye el género Pongo, los orangutanes) y Homininae. Esta última está constituida por tres tribus: Gorillini (los gorilas), Panini (chimpancés y bonobos) y Hominini (Homo).
  2. Ya analizaremos otras perspectivas de este asunto más adelante.
  3. Carroll, S. B. (2003), «Genetics and the making of Homo sapiens«. Nature, vol. 422, núm. 6934, p. 849-857.
Publicado por José Luis Moreno en ANTROPOLOGÍA, 0 comentarios
¿Humanos en América hace 130.000 años? (y II)

¿Humanos en América hace 130.000 años? (y II)

     Última actualizacón: 11 marzo 2018 a las 14:53

En la primera parte de esta anotación hemos hecho una breve introducción al yacimiento de «Cerutti Mastodon» que según los investigadores encargados del yacimiento proporciona pruebas de presencia humana en el continente americano hace 130.000 años. Ahora vamos a someter a prueba esta hipótesis analizando los datos aportados en la investigación.

Sometiendo a prueba la hipótesis

Dado que la entrada de nuestros antepasados en América es una cuestión sujeta a intensos debates (puedes leer más sobre este tema aquí), la comunidad científica ha apuntado cuatro características básicas para aceptar un yacimiento como válido (puntos que los propios investigadores del estudio que analizamos aceptan como correctos):

  1. Las pruebas deben encontrarse en un contexto geológico claramente definido y sin perturbar.
  2. La antigüedad tiene que establecerse mediante un proceso radiométrico fiable.
  3. Los resultados deben ser consistentes, es decir, han de aportarse varias líneas de evidencia mediante diferentes estudios interdisciplinares.
  4. Tienen que hallarse artefactos de indudable factura humana en un contexto primario.

Analicemos cada uno de ellos con algo más de detenimiento:

1. Contexto del yacimiento de «Cerutti Mastodon». ¿Hubo perturbación?

Ya hemos explicado al inicio que el descubrimiento de los huesos de mastodonte se hizo mientras se llevaban a cabo unas obras de construcción. Uno de los principales argumentos en contra de la afirmación de que las fracturas de estos fósiles tienen un origen antrópico (es decir, que fueron realizadas por el hombre de forma intencionada) es que las retroexcavadoras y otros equipos pesados pueden causar ese mismo tipo de daños. Es decir, los críticos sostienen que los patrones de fracturas que vemos en los fósiles de Cerutti fueron provocados por los trabajos de construcción y no por nuestros antepasados hace decenas de miles de años.

Excavadora empleada en las obras de la carretera.

Los autores responden que la maquinaria pesada produce un daño distintivo a los huesos que no se ve en estos restos. Además, insisten en que los trabajos de los paleontólogos para recuperar los huesos y las piedras implicaron excavar unos tres metros por debajo del área expuesta originalmente por los equipos pesados 1.

Sin embargo, esta afirmación no es del todo correcta si nos atenemos al propio artículo cuando se dice que:

The backhoe did not disturb all of Bed E in the northern grid units (B1, C1, D1, E1, B2, C2 and D2) and many fossils and the few cobbles in these units remained in situ.

La excavadora no distorsionó toda la capa E en las unidades más al norte (B1, C1, D1, E1, B2, C2 and D2) y muchos fósiles y los pocos cantos en estas unidades permanecieron en el mismo lugar.

Es decir, que la excavadora sí que perturbó la capa Bed E del yacimiento (aunque no en su totalidad), afectando las cuadrículas donde se hallaron precisamente los huesos del mastodonte y las piedras que ahora se consideran herramientas. Es más, refieren que esa zona fue procesada con más cuidado para retirar todos los fósiles y cantos rodados que habían sido desplazados por la máquina. Es significativo además el hecho de que la excavadora seccionó el colmillo que estaba incrustado verticalmente, lo que indica que ya había llegado al mismo nivel donde aparecieron los demás huesos.

A la izquierda vemos el colmillo seccionado por la excavadora. A la derecha, las cuadrículas del yacimiento afectadas por la maquinaria pesada de construcción (rayadas en rojo).

Otra cuestión es la posición que tienen los huesos y las piedras en el yacimiento.

De nuevo, los críticos indican que en esta región de California pudo haber cursos de agua que podrían haber desplazado los huesos del mastodonte junto con las piedras desde lugares distintos hasta el lugar donde finalmente fueron desenterrados. Ese traslado pudo causar los daños y fracturas que vemos en los huesos.

Los autores del estudio responden que los análisis de los sedimentos del yacimiento permiten concluir que no hubo desplazamiento de los huesos y las piedras por una corriente de agua:

Hay un contraste llamativo entre el contenido de la «capa E» y el de las capas superior e inferior («capas F» y «D» respectivamente) que únicamente albergaban conchas y dientes de roedor sin ningún tipo de herramienta de piedra. Los detallados análisis de los sedimentos realizados por los autores no apoyan el desplazamiento del material debido a la acción del agua, por el pisoteo de animales u otros procesos de enterramiento o fosilización que pudieran explicar las especiales características de la capa E.

2. La antigüedad del yacimiento

Para datar algunos de los huesos descubiertos en el yacimiento los investigadores han empleado un método conocido como «series del uranio». El uranio es un elemento radiactivo que podemos encontrar en la naturaleza y que está presente en forma de tres isótopos: 238U (que representa el 99,27 % del total), 235U (un 0,72 %) y 234U (el restante 0,005 %). Lo relevante para esta técnica de datación es que los isótopos son inestables, es decir, que con el paso del tiempo sufren una transmutación mediante la descomposición de sus neutrones en protones y electrones y la emisión de energía (es lo que conocemos como radiactividad).

El método de datación por desequilibrio de las series del uranio, también conocido como método de uranio-torio, utiliza dos de estas familias radiactivas, la del 238U y del 235U, que por desintegración dan lugar a una serie de elementos intermedios y finalizan en algún isotopo estable del plomo. Entre los elementos intermedios que se generan durante el proceso encontramos el 235U, el torio (230Th) y el protactinio (231Pa). La vida media del 238U y del 235U es muy elevada (4.510 y 713 millones de años respectivamente) por lo que no resultan de utilidad para datar yacimientos prehistóricos. Sin embargo, la vida media de varios de los productos intermedios, como el 234U, el 230Th y el 231Pa es mucho más corta y, por tanto, más útil para este propósito (250.000, 75.380 y 32.400 años respectivamente).

Veamos con un poco más de detalle cómo funciona este método. Debemos tener en cuenta que en un sistema natural que no haya sufrido perturbaciones durante un largo periodo de tiempo (más o menos 1 millón de años) se produce un equilibrio dinámico en el que los isótopos hijos se van formando al mismo ritmo que los elementos padres se van destruyendo, de forma que la relación entre unos y otros permanece constante. Si el sistema se ve perturbado, el balance de producción y destrucción se altera y las proporciones relativas entre los diferentes isótopos cambian. Si se mide la velocidad a la que el sistema alterado –que ha generado productos de desintegración– regresa de nuevo al equilibro, se puede saber el tiempo que ha pasado desde el inicio de la perturbación hasta el momento en que se hace la medida.

El método de las series del uranio se emplea desde hace décadas para conocer la edad de las rocas. El problema con el presente trabajo es que muy pocos especialistas en datación mediante series de uranio comparten la opinión de que un hueso pueda ser datado de forma fiable. El motivo es que el uranio se mueve dentro de los huesos, lo que impide obtener fechas fiables a menos que se utilice un modelo matemático de ese movimiento para compensar las cifras. Eso es exactamente lo que los autores de este trabajo han intentado hacer.

Cuando un hueso queda depositado en la tierra, el uranio es absorbido por la fase mineral del hueso y comienza la formación del torio, de forma que el cociente entre el uranio y el torio aumenta paulatinamente. El cociente de actividad del 230Th y el 234U proporciona la edad del fósil. En cualquier caso, es fundamental tener en cuenta el desequilibrio entre 234U y 238U que existe en el lugar del enterramiento para calcular la edad así como los posibles aportes de uranio de fuentes como el agua circundante (estas perturbaciones hacen que el hueso no se comporte como un sistema cerrado por completo y añaden incertidumbre a la datación definitiva).

En este punto es conveniente traer a colación los comentarios de un especialista sobre los datos expuestos en este trabajo.

En primer lugar, las concentraciones de uranio en los huesos deben mostrar un patrón en forma de U, es decir, ser más altas en los bordes e inferiores en el centro (según un patrón de absorción paulatino). En este sentido, en el primer diagrama de la imagen «a» publicada en el estudio, vemos que se cumple el patrón en los tres huesos sometidos a análisis, aunque el hueso etiquetado como CM-292 tiene una disminución hacia la parte derecha que podría indicar una inhomogeneidad. La comparación de la relación entre los isótopos hallados en las muestras con los previstos según el modelo matemático –segunda y tercera columnas de la imagen «c»– indica que el hueso CM-292 presenta el mejor ajuste, mientras que las otras dos muestras tienen distribuciones más irregulares. Por este motivo vemos diferentes valores en la incertidumbre de la antigüedad de cada hueso –primera columna de la imagen «c». La incertidumbre en los resultados es mayor en el primer y tercer hueso analizados y menor en el CM-292.

En segundo lugar, y como ya hemos indicado, hay que tener en cuenta la cantidad de uranio que el agua subterránea aporta a las muestras. Los investigadores afirman que las proporciones de actividad inicial entre el 234U y el 238U calculadas para los huesos analizados presentan un rango (1.38-1.50) similar al rango de la medición moderna del agua del río Sweetwater, cercano al yacimiento (con un valor de 1.45-1.54). El punto clave aquí es que los autores no ofrecen ningún argumento que apoye que las mediciones en las aguas actuales sean comparables al valor que podían arrojar las aguas de hace 130.000 años con un ciclo glaciar completo.

Aunque en general los datos ofrecidos en este trabajo son bastante consistentes, hemos de remarcar que los métodos de datación científica no existen en el vacío. Las muestras provienen de un contexto estratigráfico concreto que proporcionan restricciones y controles a  las fechas obtenidas. Para comprobar los resultados sería útil tener una imagen más amplia del contexto estratigráfico que mostrase correlaciones con lugares cercanos y estimaciones de las edades de esos estratos. Por ese motivo es muy difícil poner en contexto una única fecha de alta calidad (la del hueso CM-292) que es la que tenemos en el estudio que estamos analizando.

Y esta afirmación hemos de ponerla en relación con el primer informe técnico del yacimiento publicado en 1995 y firmado por Thomas Deméré, Richard Cerutti y C. Paul Majors (los dos primeros, firmantes asimismo del artículo publicado en Nature). No he logrado acceder al contenido íntegro del mismo, pero sí podemos leer el resumen ejecutivo. En él se afirma que:

[…] la datación radiométrica del marfil y del carbonato de suelo del yacimiento ofreció fechas de 335 ± 35 Ka (miles de años antes del presente) y 196 ± 15 Ka respectivamente.

¿Cómo se obtuvieron estas dataciones? ¿Cuál fue el procedimiento empleado? Y quizás la pregunta más importante ¿por qué no se mencionan estos datos en el artículo publicado ahora?

Dado que estas fechas difieren mucho, no solo entre sí, sino también con las fechas atribuidas hoy en día al yacimiento de Cerutti, parece evidente que los autores deberían haberlas mencionado en este trabajo y explicar por qué estaban equivocadas para que podamos dar por fiable la nueva datación del yacimiento.

3. ¿Resultados consistentes?

Este punto implica que un hallazgo concreto no puede interpretarse de forma aislada, es decir, que no podemos dar verosimilitud a una única prueba que ponga en tela de juicio numerosos trabajos de investigación que apuntan en otra dirección. En este sentido, los críticos afirman que si tenemos en cuenta que las pruebas arqueológicas más antiguas de la presencia de nuestra especie en Asia (concretamente en el sur de China) son de una antigüedad menor de 100.000 años, es imposible que poblaciones de Homo sapiens fueran los autores de las supuestas fracturas de los huesos de mastodonde de Cerutti.

Por lo tanto, de seguir la hipótesis defendida por Holen y colaboradores, la autoría de esas herramientas habría que buscarla en alguna especie más antigua que estuviera presente en Asia en esa época. El problema es que no hay constancia de que especies como Homo erectus u otras llegaran tan al norte como para poder pasar a América hace tanto tiempo.

Del mismo modo, los estudios genéticos ofrecen una imagen diferente a la planteada en este trabajo.

4. ¿Artefactos de indudable factura humana?

Bajo mi punto de vista, este es el aspecto más discutible de todo lo que hemos comentado hasta ahora. Como ya hemos señalado, el yacimiento ofrece únicamente pruebas indirectas, es decir, presuntas herramientas de piedra con las que se pudieron romper los huesos para extraer la médula (de ahí se concluye la presencia humana en el yacimiento). Veamos por tanto con más detalle estos signos:

  • Las fracturas en los huesos

La tafonomía es la ciencia que analiza los numerosos procesos que intervienen sobre los restos enterrados. En lo referente a los huesos, los especialistas tratan de averiguar todo lo que les afecta tanto antes como después de su enterramiento: posibles fracturas y roturas, las marcas de haber sido manipulados antes de su consumo o los rasguños provocados por el carroñeo de otros animales.

Entre las huellas más comunes que podemos encontrar en un hueso están las marcas dejadas por los instrumentos de corte (herramientas de piedra fundamentalmente), así como las causadas por los animales. Entre estas últimas distinguimos las siguientes: puntures (agujeros de contorno redondeado provocados por el impacto directo de los caninos de los animales); pitting (pequeños orificios que denotan un masticado intensivo); scoring (ranuras transversales al eje del hueso que son consecuencia del arrastre de los dientes sobre él); y furrowing (ahuecado para extraer el tejido esponjoso de los extremos articulares de los huesos largos).

La investigación arqueológica considera esenciales las marcas de corte antrópico, es decir, las marcas provocadas por el hombre cuando utiliza herramientas para descuartizar los cadáveres de los animales y así consumir su carne. En este sentido, debemos tener presentes dos conceptos clave a la hora de analizar estas marcas: la fragmentación y la fracturación. La fragmentación de un hueso tiene un origen natural y depende de factores geológicos, hidrotérmicos y climáticos como la desecación y la deshidratación entre otros. La fracturación por el contrario es fruto de una acción biológica o antrópica. En el caso de la fracturación antrópica, la finalidad de romper el hueso –con el esfuerzo que ello implica– es acceder al nutritivo contenido medular.

Experimentos realizados con huesos de elefante.

Los especialistas son capaces de diferenciar los patrones generados tanto por la fragmentación como por la fracturación: los primeros se dan cuando el hueso está «seco»; mientras que la fracturación se produce cuando el hueso aún está «fresco».

Pensemos un momento en cómo podrían nuestros antepasados acceder a la médula del interior de un enorme hueso de mastodonte. Pongamos por caso que han cazado un mastodonte −o que lo han encontrado muerto− y se llevan varios de sus huesos como botín. Para romper el hueso es necesario disponer de una buena piedra y golpearlo con fuerza. Mientras los huesos están «frescos», la fuerza del impacto se distribuye entre el contenido orgánico del hueso que absorbe el golpe. En este sentido, tenemos que saber que la fuerza de los huesos proviene de los minerales que contiene (calcio y fósforo principalmente) y de su estructura, sustentada por una proteína llamada colágeno. Como decimos, la presencia de este contenido orgánico obliga a aplicar una fuerza suficiente para poder superar los límites de la resistencia del tejido óseo. Cuando se supera ese límite, el hueso comienza a romperse a partir de una microfractura que se propaga desde la zona de impacto hacia el exterior siguiendo las líneas de debilidad del hueso.

No obstante, desde el momento en que un animal muere, el hueso comienza a perder esa fuerza estructural al deteriorarse el colágeno. De esta manera, con el paso del tiempo el hueso se «seca» y se convierte en un objeto poco elástico y poco flexible (susceptible por tanto a sufrir daños por factores ambientales).

Los huesos fracturados en estado fresco presentan en el punto de rotura ángulos oblicuos, obtusos y agudos, frente a los ángulos rectos que vemos cuando un hueso seco se fragmenta. Por lo tanto, en estos últimos destaca un perfil diagonal, longitudinal o transversal de las líneas de fractura frente a las líneas curvas de los huesos frescos. Sin embargo, las fracturas helicoidales presentan una peculiaridad y es que pueden producirse tanto en huesos secos como frescos aunque en los secos la fractura tiene una superficie rugosa mientras que en el fresco está pulida y bruñida, con bordes suaves y alisados.

Paños y ángulos de fractura de los huesos.

Volviendo al artículo que estamos analizando, los investigadores no hacen un estudio detallado de las líneas de fractura o fracturación que presentan los huesos. Se limitan a indicar que algunos tienen fracturas espirales (helicoidales) y atribuyen estas marcas al uso de piedras basándose en unos experimentos donde utilizaron cantos rodados para golpear huesos de elefante. Después de realizar varias pruebas de este tipo se convencieron de que la única manera de producir el daño que habían observado en los huesos del yacimiento era mediante su aplastamiento con piedras.

Sin embargo, ya hemos visto que una rotura helicoidal también se puede producir cuando el hueso está «seco», por lo que los resultados de estos experimentos no permiten discriminar el origen de estas marcas. Además, pese a reconocer que algunos huesos sí que presentan grietas y roturas longitudinales –propias de una fragmentación «seca»– sostienen que éstas se produjeron después de que el hueso fuera fracturado intencionadamente por el hombre. Es decir, aun reconociendo que hay pruebas de fragmentación de los huesos debida a procesos geológicos naturales, mantienen que ésta se produjo después de que nuestros antepasados hubieran roto los huesos para acceder a la médula. ¿Ofrecen datos para apoyar esta afirmación? No.

Otro de los argumentos que se emplean para defender un origen antrópico de estas marcas es que estos patrones de rotura no se observaron en otros esqueletos encontrados en el yacimiento: un caballo, un lobo gigante y un ciervo.

Sin embargo, a nadie se le escapa que para poder comparar el proceso tafonómico de los enterramientos de los cuatro esqueletos deberíamos tener información precisa de la localidad 3677 (donde se encontró el esqueleto parcial del caballo) y de la localidad 3698 (donde se hallaron los otros dos). Esta información no se ofrece en el artículo (posiblemente porque no se dispone de ella) por lo que no sabemos a qué distancia estaban unos de otros ni a qué procesos geológicos pudieron verse sometidos. Por lo tanto, es imposible contrastar esta suposición.

Por último, los autores descartan otras hipótesis alternativas: una modificación de los huesos por carnívoros, por aplastamiento o que el desgaste se deba a procesos naturales. En concreto, niegan la posibilidad de que un carnívoro del Pleistoceno fuera capaz de romper un fémur fresco o de producir una marca de impacto profunda. Sin embargo, lo cierto es que sí tenemos un posible candidato. Ruth Blasco, experta en procesos de fosilización del Centro Nacional de Investigación sobre Evolución Humana, ha comentado que «los animales que producen este tipo de fracturación necesitan un potente aparato masticatorio, como los carnívoros durófagos, y uno de estos carnívoros al que no hay que perderle la pista en el continente americano es el lobo gigante». ¿Es casualidad que se haya encontrado un esqueleto de lobo gigante junto al de un ciervo y un caballo cerca del yacimiento de Cerutti?

  • Las herramientas de piedra

En cuanto a las presuntas herramientas de piedra, vuelve a ser necesario que nos familiaricemos con la terminología. En inglés, los cantos rodados reciben el nombre de peeble tool o cobble. Si la piedra se trabaja sobre una cara se llama chopper (en castellano protobifaz) o chopping tool si se actúa sobre las dos (bifaz o hacha de mano). Las lascas o esquirlas que se obtienen cuando se rompe un núcleo se denominan flakes. Por último, también se han catalogado como herramientas los cantos rodados que no tienen un filo cortante pero que presentan señales evidentes de haberse utilizado para golpear otras piedras: es lo que conocemos como martillos (hammer o hammerstone en inglés).

En el yacimiento de Cerutti los investigadores refieren la presencia de dos tipos de herramientas líticas: martillos y yunques (anvil en inglés) 2. Ya hemos indicado que los cantos catalogados como CM-281 y CM-114 se interpretan como yunques, mientras que los identificados como CM-423, CM-7 y CM-383 se interpretan como martillos.

En cuanto a sus características físicas, el yunque CM-281 tiene marcas dentadas, iniciaciones hertzianas, rastros de abrasión y estrías que los autores consideran pruebas de golpes realizados con martillos. Por otro lado, el yunque CM-114 no presenta marcas y tiene una superficie suave producida por abrasión (es decir, por fricción con un elemento más duro). Una roca de pegmatita (CM-423) y dos de andesita (CM-7 y CM-383) han sido catalogadas como martillos en función de las marcas de desgaste y de impacto. Además, los autores del estudio señalan que todas las pretendidas herramientas del yacimiento presentan en mayor o menor medida rastros de golpes de piedra contra piedra, que atribuyen a golpes perdidos al golpear contra un yunque.

La tafonomía también se encarga de analizar la industria lítica presente en un yacimiento para determinar si es el resultado de una manipulación por el hombre. Sabemos que distintos procesos naturales (llamados procesos geomórficos) pueden alterar los cantos rodados de forma que parezcan artefactos o herramientas, por lo que un análisis detenido de estos elementos se hace esencial.

En 1896, el físico H. Hertz llevó a cabo los primeros experimentos científicos para entender cómo se podía fabricar una herramienta de piedra sin emplear metal. Así, se centró en saber qué pasaba cuando dos rocas eran golpeadas entre sí. Observó que cuando un cuerpo esférico golpea la superficie plana de un sólido frágil isotrópico, en éste se producía una fractura en forma de cono (que hoy conocemos como cono hertziano). En cambio, cuando se desprende una lasca no se forma un cono completo, sino un cono parcial.

Por su parte, Caleb Vance Haynes –un reputado arqueólogo norteamericano– estudió estos y otros mecanismos y acuñó el término geofact para referirse a las rocas que habiendo estado sometidas a procesos naturales, parecían artefactos hechos por el hombre.

Entre los  procesos geológicos que pueden alterar una roca podemos mencionar los movimientos del suelo, las glaciaciones, fuertes corrientes de agua, cambios rápidos de temperatura, presión interna etc. Los procesos de baja energía (por ejemplo, procesos eólicos, fluviales y de solifluxión) pueden dar lugar a estrías, picoteo, desprendimiento de bordes o trituración. Los procesos glaciales son particularmente eficientes en la modificación de las rocas ya que durante el transporte glacial se ven sometidas a empuje, cizallamiento y estrés de carga.

Llegados a este punto debemos saber que numerosos yacimientos están hoy en día bajo discusión porque se ha defendido la presencia humana en ellos contando únicamente con presuntas herramientas líticas.

Por ese motivo, desde hace tiempo la arqueología plantea un enfoque sistemático para abordar este problema. Para asignar un estatus cultural a un conjunto de rocas o sus desechos (lo que llamamos debitage) no basta con demostrar que no existieron en el pasado procesos geomórficos que pudieran haber alterado las piedras. Es preciso analizar cada pretendida herramienta y puntuar sus características según una lista que varía en extensión, pero que comprende 18 atributos en los estudios más modernos. Los investigadores han demostrado que la presencia de un único atributo (por ejemplo, marcas de estrías en los bordes o marcas dentadas) es insuficiente para diferenciar entre artefactos y geofactos, además de que algunos atributos son más subjetivos que otros, es decir, que su apreciación depende de la interpretación que haga cada arqueólogo. Así que, una vez analizados todos y cada uno de los elementos del yacimiento y puntuados en función de la presencia o ausencia de esos atributos, se aplica una prueba chi-cuadrado como método de análisis estadístico. Es importante señalar que esta técnica no proporciona información sobre artefactos individuales sino que se utiliza para comparar poblaciones de muestra. Por eso se debe contar con tablas de referencia de rocas modificadas por el hombre y restos de rocas sometidas a procesos geomórficos para llegar a una conclusión.

Leyendo el estudio de las pretendidas herramientas líticas del yacimiento de Cerutti vemos que no se ha seguido este método de análisis. Los investigadores se han limitado a señalar algunas características en las rocas que ellos atribuyen a una intervención del hombre, sin tener en cuenta que esas mismas marcas pueden haberse producido por muy diversos procesos naturales.

En definitiva, lo que tratamos de decir es que no es posible establecer el estatus arqueológico de un objeto o herramienta siguiendo únicamente criterios subjetivos y apelando a la experiencia del analista. La arqueología hace tiempo que aplica métodos científicos y procesos explicativos con la intención de que sean replicables.

Conclusiones

Si analizamos el yacimiento en su conjunto y la información de contexto que hemos tratado de exponer, vemos que hay varios aspectos que no son «coherentes»:

–Dado que no hay marcas de corte en los huesos, los autores afirman que nuestros antepasados se llevaron parte del esqueleto del mastodonte en una actividad de carroñeo. Es decir, ellos no cazaron el animal y no se alimentaron de su carne, sino que únicamente trataron de obtener la médula de sus huesos.

Siguiendo esta argumentación, las marcas que vemos en los huesos bien pudieron producirlas los animales que sí se alimentaron de la carne; mientras que su fragmentación puede deberse a procesos geomórficos y no a la intervención del hombre.

–Las pretendidas herramientas de piedra son muy «básicas», es decir, no han sido trabajadas en absoluto. Esto descartaría a Homo sapiens como el autor de las mismas ya que éstos tenían una cultura lítica mucho más desarrollada.

Pero la alternativa no es más creíble. Si atribuimos su fabricación a parientes más lejanos como Homo erectus, tenemos el problema de atribuirles unos conocimientos avanzados de navegación así como la capacidad de superar temperaturas extremas con la confección de ropa de abrigo, que no casarían con unas habilidades tan básicas en la fabricación y utilización de herramientas. ¿Cómo pudieron ser capaces de construir embarcaciones resistentes para recorrer miles de kilómetros de costa y no disponer siquiera de un cuchillo de piedra?

–Por último, la datación tampoco es un dato que ofrezca demasiada seguridad. Hemos visto que el yacimiento cuenta ahora con tres dataciones muy diferentes, sin que los investigadores hayan explicado los motivos de las discrepancias entre ellas.

En definitiva, creo que con la publicación de este trabajo, y sobre todo con las conclusiones que se exponen, se ha perseguido únicamente obtener un impacto mediático (algo que sin duda han conseguido).

Con esto no pretendo negar la posibilidad de que nuestros antepasados hayan llegado al continente americano con anterioridad a las fechas que manejan de forma mayoritaria los especialistas. Lo que digo es que las pruebas descritas en el estudio que estamos analizando no son suficientes para afirmar que los humanos llegaron a América hace 130.000 años.

 

Referencias

  • Holen, S. R., et al. (2017), «A 130,000-year-old archaeological site in southern California, USA». Nature, vol. 544, núm. 7651, p. 479-483. Descarga el artículo aquí.
  • Información suplementaria del artículo. Descarga el archivo aquí.

 

Más información

Bibliografía para la datación

Bibliografía para la fractura de los huesos

  • García, V., et al. (2006), “Determinación de procesos de fractura sobre huesos frescos: un sistema de análisis de los ángulos de los planos de fracturación como discriminador de agentes bióticos”. Trabajos de prehistoria, vol. 63, núm. 1, p. 37-45.
  • Johnson, E. V.; Parmenter, P. C. R. y Outram, A. K. (2016), «A new approach to profiling taphonomic history through bone fracture analysis, with an example application to the Linearbandkeramik site of Ludwinowo 7». Journal of Archaeological Science: Reports, vol. 9, p. 623-629.
  • Outram, A. K. (2001), «A new approach to identifying bone marrow and grease exploitation: why the “indeterminate” fragments should not be Ignored». Journal of Archaeological Science, vol. 28, núm. 4, p. 401-410.
  • Pickering, T. R. y Egeland, C. P. (2006), «Experimental patterns of hammerstone percussion damage on bones: implications for inferences of carcass processing by humans». Journal of Archaeological Science, vol. 33, núm. 4, p. 459-469.

Bibliografía para el estudio de las herramientas líticas

  • Andrefsky, W. (2005), Lithics: macroscopic approaches to analysis. Cambridge; New York: Cambridge University Press, xxiv, 301 p.
  • Gillespie, J. D.; Tupakka, S. y Cluney, C. (2004), «Distinguishing between naturally and culturally flaked cobbles: A test case from Alberta, Canada». Geoarchaeology, vol. 19, núm. 7, p. 615-633.
  • Haynes, V. (1973), «The Calico Site: artifacts or geofacts?». Science, vol. 181, núm. 4097, p. 305-310.
  • Johnson, L. L., et al. (1978), «A history of flint-knapping experimentation, 1838-1976 [and Comments and Reply]». Current Anthropology, vol. 19, núm. 2, p. 337-372.
  • Lubinski, P. M.; Terry, K. y McCutcheon, P. T. (2014), «Comparative methods for distinguishing flakes from geofacts: a case study from the Wenas Creek Mammoth site». Journal of Archaeological Science, vol. 52, p. 308-320.

Notas

  1. Eventually the back wall of the excavation was up to 3 m high between the base of Bed E and the top of the sound-berm.
  2. El yunque no es más que una roca, de mayor tamaño que el resto y generalmente plana, sobre la que se apoyan los elementos a golpear.
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¿Humanos en América hace 130.000 años? (I)

¿Humanos en América hace 130.000 años? (I)

     Última actualizacón: 11 marzo 2018 a las 14:47

Hace varias semanas se publicó un trabajo en la revista Nature que ha causado un enorme revuelo. Se trata de un nuevo análisis (el primero data de 1995) del yacimiento conocido como «Cerutti Mastodon» por parte de un equipo de investigadores de EE.UU. y Australia. Aseguran haber encontrado pruebas que avalarían la presencia humana en América hace alrededor de 130.000 años. Hasta ahora, tanto las pruebas arqueológicas como genéticas apuntaban a que los primeros colonos del continente americano habrían llegado hace entre 15.000 y 25.000 años. La controversia por tanto está servida.

Dada la relevancia y la trascendencia mediática que ha tenido este asunto, en esta anotación quiero analizar críticamente el artículo y tratar de ponerlo en su contexto para, al final, ofrecer mi punto de vista de la cuestión. Por lo tanto, aún a riesgo de extenderme un poco, voy a ofrecer la información necesaria para que el lector tenga a su disposición los datos relevantes para comprender el estudio y así pueda extraer sus propias conclusiones.

El yacimiento de «Cerutti Mastodon»

En 1992, mientras se llevaban a cabo unas obras para ampliar la autopista del Condado de San Diego (California), el operario de una retroexcavadora desenterró unos huesos enormes. Las obras se paralizaron y se avisó a los paleontólogos del Museo de Historia Natural de San Diego para que se hicieran cargo de documentar el hallazgo antes de retomar los trabajos.

Levantamiento planimétrico del yacimiento.

La estratigrafía del yacimiento de Cerutti (llamado así en honor de Richard Cerutti, el paleontólogo que se encargó de su estudio inicial) nos muestra sedimentos del Pleistoceno 1 depositados por una corriente de agua. En una de esas capas de depósitos, llamada Bed E –de entre 20 y 30 centímetros de espesor– se encontraron los restos de un mastodonte macho adulto y otros fósiles de roedores, aves, reptiles y otros invertebrados terrestres.

Los investigadores detallan que el esqueleto parcial del mastodonte apareció desarticulado y en un área aproximada de 50 m2. No han aparecido todos los huesos, pero destacan los dos colmillos (uno de ellos incrustado verticalmente en el sedimento, lo que probaría según los autores del trabajo su colocación intencionada), tres molares y más de 300 fragmentos de otros huesos. Los fémures estaban rotos, con la cabeza femoral separada del resto del hueso, y presentaban fracturas en espiral hechas al parecer mientras los huesos estaban frescos. Por el contrario, algunas vértebras y costillas, más frágiles, no presentaban fractura alguna. Curiosamente, un molar superior también se halló fracturado en tres partes por percusión.

Como hemos apuntado, los huesos largos, los molares y los colmillos se encontraron muy fragmentados y presentaban marcas que los investigadores afirman son similares a las producidas por un martilleo repetido con herramientas de piedra. Del mismo modo, las partes distales de algunos huesos aparecieron separadas, lo que hace presumir que se extrajo la nutritiva médula de su interior. Los autores insisten además en que la distribución de estos huesos en el yacimiento era inusual si tenemos en cuenta la forma en que se descompone un animal después de morir ya sea por causas naturales o accidentales. Es decir, que la posición de los huesos está alterada.

Para completar el cuadro, junto a los huesos de este animal se encontraron lo que ha sido interpretado como herramientas de piedra: cantos rodados sin trabajar que habrían servido como «martillos» para golpear, y como «yunques» sobre los que se apoyarían los huesos para su fractura. Por ejemplo, los cantos catalogados como CM-281 y CM-114 se interpretan como yunques a partir de las marcas de desgaste y su ubicación dentro del yacimiento. Por otro lado, los cantos identificados como CM-423, CM-7 y CM-383 se interpretan como martillos.

Los múltiples fragmentos de huesos y molares, que muestran signos de percusión, junto con las marcas de los golpes y varias lascas de piedra, apoyan la hipótesis –según los autores del estudio– de que esas fracturas han sido realizadas por el hombre.

Cantos rodados hallados en el yacimiento. a Yunque identificado como CM-281. e-f Martillo de piedra identificado como CM-383.

Por otro lado, el patrón de enterramiento de estos huesos también es diferente al de otros esqueletos hallados en el mismo yacimiento: un caballo y un lobo gigante. Estos esqueletos están más completos, no muestran fracturas en espiral o impactos de percusión y, además, tampoco aparecen cantos rodados junto a ellos.

En definitiva, no se han encontrado pruebas directas de la presencia humana, sino que la conclusión de los investigadores se basa en pruebas indirectas: el descubrimiento de restos óseos de un mastodonte con evidencias de haber sido manipulados con unas herramientas de piedra que han aparecido junto a los mismos.

Datación

La fecha que se adjudica al yacimiento ha sido el detonante de toda la controversia. Los investigadores han aplicado sobre los huesos un método de datación basado en la descomposición de átomos de uranio que ha arrojado una antigüedad de 130.700 años con un margen de error de más o menos 9.400 años. Esa época coincide con el comienzo del último periodo interglaciar, un tiempo cálido y húmedo. Se plantea por tanto que el clima habría facilitado los asentamientos de nuestros antepasados en la región.

¿Quiénes fueron, según los investigadores, los primeros colonizadores de América?

De ser correcta esta hipótesis, es posible que los denisovanos o los neandertales pudieran haber sido los primeros colonizadores de América ya que esas dos especies estaban presentes hace unos 130.000 años. Lo que sería imposible es que Homo sapiens haya tenido algo que ver, ya que su primera salida de África está datada aproximadamente en ese mismo momento.

En cualquier caso, varias especies de homininos deambulaban por Eurasia hace 130.000 años, aunque no hayan desarrollado necesariamente los mismos comportamientos tecnológicos. Además de los mencionados, otro posible candidato para ser el artífice de estas herramientas es Homo erectus.

En cuanto a la forma en que se produjo la entrada al continente, los autores proponen una entrada por la costa utilizando canoas u otro tipo de embarcaciones. A pesar del aumento del nivel del mar durante el último interglaciar, la distancia a América por mar podría estar dentro de las capacidades de las poblaciones humanas en esa época.

En apoyo de esta hipótesis se argumenta que diversos análisis genéticos emparentan a los actuales nativos de la cuenca del Amazonas con las poblaciones indígenas de Asia y Australia quienes, a su vez, están relacionadas con los denisovanos. Por otro lado, estas relaciones genéticas son más débiles o inexistentes con los nativos de centro y norte América. Esto apuntaría a que América fue colonizada en varias oleadas diferentes.

Por último, los datos arqueológicos que sustentarían la versión de una entrada temprana en las Américas provienen de los yacimientos de «Calico Hills» en California, «Pedra Furada» en Brasil y «Old Crow» en el territorio del Yukón. Sin embargo, los investigadores reconocen que las conclusiones publicadas acerca de estos yacimientos están sujetas a importantes críticas, tanto en lo relativo a su datación como a su ocupación efectiva por nuestros antepasados.

 

Continúa…

  1. Esta época geológica va desde hace 2 millones de años hasta hace 10.000 años. La secuencia del yacimiento tiene 12 metros de espesor en total
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¿Cuántas pruebas han encontrado los científicos acerca de la evolución humana?

¿Cuántas pruebas han encontrado los científicos acerca de la evolución humana?

Hay tantos fósiles que nadie sabe el número total. Y esto es sólo el comienzo.

No sé cuántos fósiles de homininos hay en el mundo. No hay una tabulación. El ritmo de los descubrimientos ahora es demasiado rápido para seguirlo. Cada año de la última década, los antropólogos han desenterrado cientos de fósiles de especies y poblaciones extintas de homininos.

En 2012, el conjunto de homininos de la Sima de los Huesos, cerca de Burgos, España, ascendía a más de 6.500 ejemplares de al menos 28 individuos. En cada campaña se recuperan muchos más fósiles. En Sudáfrica, la muestra de homininos de [la cueva] Rising Star asciende hoy a más de 2.000 especímenes de al menos 18 individuos. Este depósito de fósiles de homininos era completamente desconocido hasta 2013. Sólo en dos cuevas, hay cerca de 9.000 ejemplares de homininos fósiles.

Hay muchos otros yacimientos con cientos de especímenes cada uno. Uno de mis favoritos es Krapina, Croacia, que conserva los restos de más de 30 neandertales que vivieron hace unos 120.000 años. Hadar, Etiopía, es una gran área de sedimentos depositados por antiguos ríos y lagos hace entre 2,3 y 3,6 millones de años. Los paleoantropólogos han desenterrado allí cientos de ejemplares de fósiles de hominino durante los últimos 45 años, incluyendo el famoso esqueleto de «Lucy». Sterkfontein es un sistema de cuevas de Sudáfrica con varios depósitos que contienen homininos fósiles, junto con otras criaturas. Hasta la fecha, se han encontrado más de 600 especímenes en las cuevas de Sterkfontein. Los antiguos depósitos de fósiles alrededor del lago Turkana, Kenia, que incluye áreas conocidas como Koobi Fora, Ileret, Nariokotome, Lomekwi y Kanapoi, también han generado cientos de ejemplares de homininos fósiles.

El Museo Nacional de Historia Natural [de EE.UU.] informa que el registro de fósiles de homininos incluye los restos de más de 6.000 individuos. Contando sólo los esqueletos de humanos modernos con una antigüedad mayor de 10.000 años, creo que ese número es conservadoramente bajo.

Por supuesto, el número total de fósiles depende de cómo los contemos. Los esqueletos parciales hacen que este desafío sea especialmente claro. Los fósiles de homininos de la garganta de Olduvai se han numerado por individuos, hasta «Olduvai Hominid 82». Algunos de esos individuos se conocen únicamente por un diente aislado. Otros son esqueletos parciales compuestos por decenas de fragmentos, como OH 62.

Algunos yacimientos, como las localidades fósiles de la región de Omo Shungura en el sur de Etiopía, presentan fragmentos de un gran número de individuos homininos que vivieron durante muchos miles de años, sin esqueletos parciales. Casi cada fósil diminuto o un puñado de dientes conforma otro individuo. Puede que no sepamos mucho sobre cada uno, pero podemos entender algo acerca de cómo varían.

Esqueletos MH2 y MH1 de Malapa, Sudáfrica. Créditos: Lee Berger

Otros yacimientos son conocidos por sus esqueletos parciales. Malapa tiene dos, con más individuos representados por huesos que todavía están en la roca. Los grandes yacimientos de neandertales de Francia, Bélgica, España, Italia y Alemania: La Ferrassie, La Chapelle-aux-Saints, Spy, Le Moustier, Sima de las Palomas, Altamura, cueva Feldhofer, Monte Circeo. Los yacimientos del Cercano Oriente: Skhūl, Tabun, Kebara, Amud, Qafzeh, Dederiyeh, Shanidar. La lista sigue y sigue, y cada yacimiento cuenta con esqueletos parciales de individuos de poblaciones que ya no existen. Los esqueletos son esenciales para entender cómo diferentes partes del cuerpo estaban sujetas a diferentes historias adaptativas y no adaptativas. Cuando nos fijamos en períodos anteriores a hace un millón de años, los yacimientos fósiles con esqueletos se vuelven mucho más excepcionales, pero quedan algunos: Malapa, Nariokotome, Aramis, Dmanisi, Sterkfontein, Hadar, Woranso-Mille, la garganta de Olduvai y Koobi Fora. Su importancia es evidente, da igual cómo contemos las piezas.

Los antropólogos han tenido durante mucho tiempo una fijación con el cráneo. Hay más de 200 cráneos relativamente completos de homininos distintos de los humanos modernos. Algunos yacimientos, como Sangiran y Ngandong en Indonesia, y Zhoukoudian, China, son conocidos principalmente por su conjunto de cráneos, contando cerca de una docena en cada uno de ellos, aunque otros huesos del esqueleto también se han encontrado en estos lugares. Un esqueleto parcial se asocia con los restos de uno de los cráneos humanos más antiguos de África; para otros yacimientos como Jebel Irhoud, Marruecos, Laetoli, Tanzania y Herto, Etiopía, los cráneos han sido el foco principal.

Una vez que te das cuenta de cuántas pruebas de la evolución provienen de los humanos modernos, casi no hay fin. Las colecciones de investigación de esqueletos de humanos modernos suman cientos de miles de individuos en todo el mundo. Cada zanja que se abre en una carretera o para poner los cimientos de  un edificio presenta la ocasión de tropezar con restos humanos antiguos. Cuando esto sucede, muchos de estos restos arqueológicos son estudiados por científicos y conservados en colecciones.

Moldes de cráneos de homininos exhibidos en el Museo Nacional de Historia Natural. Créditos Lenny Flank (CC)

Los grandes museos de historia natural del mundo, muchos de ellos fundados a finales del siglo XIX, tenían la misión de documentar las pruebas de la variación humana en todo el mundo. En aquellos días, expediciones y excavaciones recolectaron decenas de miles de cráneos contemporáneos de todo el mundo. Charles Darwin sólo tocó un fósil de neandertal, pero él y otros antropólogos de su tiempo sabían mucho acerca de la variación entre los seres humanos de todo el mundo, permitiendo que Darwin planteara algunas hipótesis sobre la evolución humana que todavía aceptamos hoy, y otras que la evidencia fósil ha rechazado. Muchas de esas enormes colecciones de huesos humanos todavía existen y hoy, científicos como yo, los estudiamos para documentar la evolución reciente de las poblaciones humanas. He estudiado miles en mi trabajo.

Los cambios que vemos en los esqueletos de las poblaciones de los últimos 10.000 años fueron algunos de los descubrimientos científicos más antiguos de la antropología. Estos resultados han sido rejuvenecidos por el estudio del ADN antiguo recuperado de los huesos, lo que ha confirmado algunos cambios evolutivos muy rápidos en ese lapso de tiempo relativamente corto.

El ADN antiguo ha transformado la cantidad de las pruebas de algunos yacimientos fósiles. Un yacimiento con escasísimos y fragmentarios restos esqueléticos, la cueva de Denisova en Rusia, conserva el ADN antiguo con una fidelidad superior a cualquier otro yacimiento de esa antigüedad, que se extiende desde 30.000 a 100.000 años atrás. En 2014, Matthias Meyer y sus colegas recuperaron datos de ADN de un pequeño fragmento de hueso de un dedo conocido como «Denisova 3». Contar estas pruebas es como contar las hojas de un millón de árboles.

Los descubrimientos transformadores del ADN demuestran que la prueba de nuestra evolución no está sólo en buscar fósiles, sino que nos obliga a mirar dentro y más allá de los fósiles. Ahora los científicos están buscando no sólo pruebas en el ADN, sino también en las proteínas antiguas, la epigenética y otros rastros bioquímicos. Para  someter a prueba hipótesis con tales evidencias, debemos conocer tanto o más acerca de la biología de los seres humanos vivos como de la de nuestros parientes primates. Hoy en día, algunas preguntas acerca de los parientes antiguos de los humanos no están limitadas por los fósiles, sino que están limitadas por lo poco que sabemos sobre el funcionamiento de la biología humana.

Así que ya ve, no hay una respuesta simple acerca de cuántas pruebas hemos encontrado sobre la evolución humana. Hay muchísimas, en cierto sentido más de las que podemos contar. La última vez que los científicos intentaron generar un compendio con información básica sobre los restos fósiles de los yacimientos importantes, llegó a cuatro volúmenes que abarcaban más de 1.800 páginas. Eso fue hace más de diez años.

Algunos antropólogos dicen que no necesitamos más pruebas, sino mejores formas de usar las evidencias que hemos encontrado. Yo digo que si eso fuera cierto, entonces los descubrimientos fósiles de la última década deberían habernos dado más de las mismas cosas que ya habíamos visto.

En vez de eso, la exploración científica sigue generando descubrimientos verdaderamente inesperados. Hemos encontrado nuevas poblaciones antiguas, tanto con nuevos descubrimientos fósiles como con genomas. Hemos encontrado rizos de nuestra ascendencia genética en lugares inesperados, y homininos fósiles con formas que nunca imaginamos. El pasado no es el mundo cómodo con el que crecí leyendo los libros de Time-Life en los años setenta. Es extraño y nuevo, y cambiante.

Debemos seguir explorando para conseguir más.

 

Traducción autorizada de la anotación publicada por John Hawks en Medium bajo el título How much evidence have scientists found for human evolution?

 

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Evolución del tamaño de los dientes y el cerebro en nuestros antepasados

Evolución del tamaño de los dientes y el cerebro en nuestros antepasados

     Última actualizacón: 27 febrero 2018 a las 16:36

Dentro de la paleoantropología, como en cualquier disciplina científica, hay algunas hipótesis que han mantenido su vigencia durante décadas. Algunas pueden verse enriquecidas con las aportaciones de las nuevas investigaciones, ganar en detalles por los descubrimientos de nuevos fósiles, o sufrir ligeras modificaciones por estudios más minuciosos, pero es raro encontrar casos en los que los científicos tengan que dar un giro sustancial en sus ideas –algo, por otra parte, que genera no pocas confrontaciones.

En alguna ocasión he comentado que si preguntásemos a un público amplio acerca de cuál es el rasgo «más humano», cuál es la característica que nos define como especie, muchas de las respuestas tendrían como denominador común el tamaño de nuestro cerebro –diríamos mejor el tamaño de nuestro encéfalo–. Y lo cierto es que asociados en mayor o menor medida a la capacidad craneal encontramos algunos de los rasgos definitorios del género humano: el desarrollo de un lenguaje articulado; la estética, el arte y otras manifestaciones culturales; y quizás por encima de todos ellos, deberíamos citar la fabricación y el uso habitual de herramientas complejas (no fue casual en este sentido la elección del término habilis como el nombre específico del primer miembro del género humano que fue descubierto).

Cuando descendemos a los yacimientos y desenterramos los fósiles que luego analizamos para apoyar o descartar este tipo de hipótesis, comprobamos que el volumen cerebral, reflejado por el tamaño del cráneo, supone una diferencia muy marcada entre los humanos y los restantes simios. Por ejemplo, la capacidad craneal que es de 1.350 cm3 de promedio en los humanos modernos desciende a unos 450 cm3 en un simio de tamaño comparable al nuestro como es el chimpancé. Por lo tanto, la idea de que el aumento de la capacidad craneal es un rasgo distintivo de nuestra especie tiene una larga tradición que se ha visto reforzada cada vez que nuevos cráneos salían a la luz.

Parejo a este progresivo aumento del cráneo, el registro fósil ha mostrado una paulatina reducción de los dientes laterales 1. Darwin ya especuló que la reducción progresiva de los grandes caninos de los simios hasta llegar al tamaño que presentan los nuestros fue una consecuencia de la cultura que nos caracteriza: a fuerza del uso de herramientas y de armas y, por tanto, del desuso de los colmillos, éstos disminuyeron. Esto provocó al mismo tiempo una reducción de los músculos necesarios para mover las mandíbulas, con lo que el cráneo tuvo más espacio para crecer y, de paso, también aumentó el cerebro y las facultades mentales que servirían para mejorar la cultura. Podemos leer este argumento expuesto con claridad en «El origen del hombre y la selección en relación al sexo»:

El libre uso de brazos y manos, que parcialmente es causa y parcialmente resultado de la posición erguida del hombre, parece haber llevado indirectamente a otras modificaciones de estructura. Los primitivos antecesores del sexo masculino que tuvo el hombre probablemente se hallaban dotados […] con grandes dientes caninos; pero como gradualmente adquirieron el hábito de emplear piedras, estacas y armas para pelear con sus enemigos y rivales, usaron cada día menos las quijadas y los dientes. Siendo este el caso, las mandíbulas y los dientes se redujeron en tamaño […]. Cuando las distintas facultades mentales iban desarrollándose, también se desarrolló, adquiriendo mayor tamaño, el cerebro.

Tras leer estos argumentos, sería fácil acusar al padre de la teoría evolutiva de mantener un modelo de herencia lamarckiano, ya que el uso –o desuso en nuestro caso– de los dientes que conllevan la aparición de la cultura y la fabricación de herramientas supondría que la función crea el órgano y viceversa. Sin embargo, algunos defienden que no es imprescindible un modelo lamarckiano para sostener la explicación de Darwin de este proceso evolutivo sino que bastaría explicarlo mediante un círculo de retroalimentación cerrado:

La explicación es la siguiente: la cultura exige la bipedia, pero a su vez la apoya. La reducción de los caninos es una consecuencia del empleo de armas, pero esa disminución también favorece el crecimiento cerebral mediante la reestructuración del cráneo. Ese desarrollo mental permite idear, fabricar y utilizar mejores herramientas. El nuevo empuje cerebral facilita tanto un equilibro bípedo mejorado como, a su vez, el desarrollo del lenguaje. Este último ayuda a transmitir la cultura y a llevar a cabo estrategias conjuntas de caza en las que la capacidad comunicativa es una ventaja importante.

Por lo tanto, como se representa en la imagen superior, se trata de un modelo de retroalimentación donde cada factor se apoya en los demás y, a la vez, los promueve. Juan Luis Arsuaga lo ha explicado 2 muy gráficamente: « No tenemos la dentadura de un depredador como un lobo, pero en nosotros esas capacidades no hay que verlas en los huesos, hay que verlas en los utensilios de piedra. Tampoco tenemos alas, pero tenemos aviones. Lo hacemos con la tecnología.»

¿Por qué los dientes son tan importantes evolutivamente hablando?

Se dice que Georges Cuvier, el gran naturalista francés del s. XIX, afirmó lo siguiente: «Enséñame tus dientes y te diré quién eres». Y desde luego, el padre de la anatomía comparada y de la paleontología moderna estaba muy en lo cierto si tenemos presente que los dientes constituyen la parte más dura de nuestro cuerpo, de ahí que perduren y que representen alrededor del 90% del registro fósil de los homininos recuperados en todo el mundo.

Daniel Lieberman da un giro de tuerca a este razonamiento al afirmar que «eres como comes». Llevarse la comida a la boca y masticarla antes de tragar son aspectos de suma importancia de la función craneal que poseen marcadas consecuencias selectivas. Por ejemplo, un chimpancé dedica normalmente alrededor de medio día a alimentarse, lo que significa que también se pasa casi medio día masticando. Si pensamos en nuestra última comida, lo más probable es que no nos haya costado demasiado obtenerla (en términos de esfuerzo), ni tampoco comerla. A diferencia de nuestra forma de alimentarnos, la comida de los simios es mucho menos nutritiva y más difícil de masticar, por lo que deben comer más cantidad y deben masticar más veces con más fuerza para desmenuzar cada bocado antes de tragarlo.

Para comer, los humanos utilizamos primero la incisión, donde usamos los dientes frontales –incisivos y caninos– y la masticación, donde entran en juego los dientes laterales. La incisión sirve para introducir la cantidad adecuada de comida en la boca; mientras que la masticación sirve para romper mecánicamente los alimentos en partes más pequeñas (se trata de un movimiento repetitivo y rítmico). En este sentido, los dientes rompen la comida muy eficazmente porque el esmalte dental es más duro y más resistente que nada de lo que comemos normalmente.

Como decíamos, una de las características distintivas de los humanos es nuestra dentición. Nuestros caninos son muy pequeños en relación con nuestros molares, nuestro esmalte dental es grueso y nuestra arcada dental es ancha y tiene una característica forma parabólica. Por el contrario, los caninos de los chimpancés, por ejemplo, son tan grandes que necesitan que haya un espacio –llamado diastema– entre éstos y los incisivos para que tanto los dientes superiores como los inferiores puedan encajar cuando la boca se cierra. Además su arcada dental es mucho más alargada y tiene una morfología rectangular.

Maxilar y mandíbula de chimpancé. Se destaca la forma rectangular de la arcada dental y la existencia de diastema.

Maxilar y mandíbula de Homo sapiens.

Para nuestros antepasados, que vivieron antes de poder cocinar y procesar los alimentos, perder los dientes podía ser una sentencia de muerte. Por eso la selección natural actúa con fuerza sobre ellos, porque «la forma y estructura de cada uno de ellos determina en buena medida la capacidad de un animal para romper la comida en partículas más pequeñas que pueda digerir después para extraer los nutrientes y la energía».

Además debemos tener en cuenta otro factor, la musculatura. El músculo temporal –que permite la masticación, tiene forma de abanico y se extiende a cada lado de la cabeza– era tan grande en muchos australopitecinos que necesitaba unas crestas óseas en la parte superior del cráneo para permitir su inserción (de ahí que constituyera un importante impedimento para la encefalización, una musculatura temporal hipertrofiada impide el desarrollo de la bóveda craneana).

Cuando masticamos generamos fuerzas de masticación bastante grandes, haciendo que los huesos de la mandíbula y la cara se deformen ligeramente y sufran daños microscópicos. Esto es normal, los huesos se reparan y la tensión provoca que se hagan más gruesos. Además, es la explicación de que las especies que generan grandes fuerzas de masticación tengan unos maxilares y unas mandíbulas más gruesos, altos y anchos, que reducen las tensiones provocadas por cada mordisco.

En definitiva, en paleoantropología se acepta comúnmente que la evolución hacia un cerebro más grande se produjo de forma pareja a la reducción de los dientes. Como hemos apuntado más arriba, la hipótesis clásica de esta coevolución sostiene que los cambios de comportamiento asociados a un aumento del tamaño cerebral permitieron una subsiguiente reducción dental.

Esta correlación negativa se ve claramente cuando comparamos los miembros más antiguos del género (por ejemplo Homo habilis) con los que vinieron después (Homo neanderthalensis y Homo sapiens). Sin embargo, varios estudios recientes han mostrado discrepancias en esta tendencia en algunas especies de homininos ya que, por ejemplo, no se observa entre los australopitecinos.

También se han propuesto otros factores para esta coevolución como por ejemplo los cambios en la dieta. El argumento parte de aceptar que disponer de unos molares bien desarrollados sería menos necesario gracias al procesado de la comida antes de ingerirla (con el uso de herramientas y el empleo del fuego). Esto hubiera permitido a los primeros miembros del género Homo ocupar un nicho hasta entonces no explotado por los australopitecinos u otros primates, como sería el poder consumir las carcasas o restos de otros animales obtenidos mediante carroñeo. Este cambio en la dieta habría permitido una nueva fuente de presiones selectivas para el aumento del tamaño cerebral, y por este camino seguiría el proceso de retroalimentación.

El nuevo estudio

Aida Gómez-Robles, de la Universidad George Washington, encabeza el equipo que ha llevado a cabo la investigación recientemente publicada en PNAS, cuyas conclusiones vienen a corregir en parte las teorías clásicas acerca de la evolución del tamaño del cerebro y los dientes en nuestros antepasados: no existe un vínculo entre la evolución del tamaño y la forma del cerebro y la evolución del tamaño de los dientes en los homininos.

La investigación se ha centrado en el estudio de las tasas evolutivas de ocho especies de homininos. Para analizar la forma del cerebro se emplearon ocho variables lineales medidas sobre modelos endocraneales 3. Por otro lado, la forma de los dientes se analizó mediante morfometría geométrica.

Mediciones tomadas en los dientes y endocráneos. Imagen procedente de Gómez-Robles, A., et al. (2017).

Los datos reflejan que las proporciones y la geometría de los dientes muestran unas tasas de variación similares, lo que significa que han seguido un patrón de evolución neutro y no direccional que comienza antes del género Homo y continúa hasta nuestra especie. Por contra, el tamaño del cerebro sí muestra diferentes tasas de cambio, por lo que la hipótesis que hemos analizado al comienzo de esta anotación que sostenía una correlación recíproca e inversa no es compatible. Así, mientras el tamaño y la forma del cerebro evolucionaron a diferente velocidad en el género Homo, los dientes laterales han evolucionado a una tasa relativamente constante (lo que hace sospechar que han intervenido factores independientes a nivel ambiental o genético).

Estos resultados son consistentes con otros estudios. Por ejemplo, sabemos que el aumento del tamaño del cerebro en los primeros especímenes del género Homo se produjo mucho antes de la reducción del tamaño de los dientes. Por otro lado, entre los neandertales se ha comprobado una enorme reducción dental antes del incremento del tamaño del cerebro que vemos en los últimos miembros de ese grupo.

Además, la existencia de herramientas de piedra con una antigüedad de 3,3 Ma –anteriores por tanto a la aparición del género Homo– apunta a que homininos con un tamaño cerebral reducido fueron capaces de fabricarlas.

Conclusiones

Debemos llamar la atención que en el trabajo del que estamos hablando se han analizado especies cuyas relaciones evolutivas están claras y son aceptadas por la mayoría de la comunidad científica. Es decir, los investigadores han dejado fuera de su análisis aquellas especies cuya posición filogenética es controvertida como Homo ergaster, Homo antecesor y Homo heidelbergensis. En este sentido, según reconocen, la inclusión de nuevos fósiles podría modificar algunas de sus conclusiones.

Por último, el estudio se limita a poner de manifiesto la inexistencia de la pretendida correlación entre el aumento del encéfalo y la reducción de los dientes, y no entra a valorar los posibles motivos que expliquen estos cambios. Sin embargo, se apuntan como posibles explicaciones la «gracilización» general que se observa en el trayecto que desemboca en Homo sapiens, es decir, en la progresiva reducción general del tamaño de la cara y cráneo; o los cambios en la longitud de la gestación que hacen que los bebés humanos sean extremadamente dependientes del cuidado parental al nacer y que tengan un cerebro muy poco desarrollado. «La interacción de todos estos cambios biológicos, sociales y culturales puede estar asociada con el incremento del tamaño cerebral muy rápido que observamos antes de la divergencia de Homo erectus, neandertales y Homo sapiens».

Como sucede habitualmente, serán necesarias más investigaciones para tratar de aclarar una cuestión tan interesante como esta.

Artículo principal:

Gómez-Robles, A., et al. (2017), «Brain enlargement and dental reduction were not linked in hominin evolution«. Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 114, núm. 3, p. 468-473.

Referencias

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Jiménez Arenas, J. M., et al. (2014), «On the relationships of postcanine tooth size with dietary quality and brain volume in Primates: implications for Hominin evolution». BioMed Research International, vol. 2014, p. 406-507.

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Notas

  1. En nuestra boca distinguimos dos huesos, el maxilar (parte superior) y la mandíbula (parte inferior). Y en ellos, encontramos los dientes frontales y laterales: los dientes frontales son los incisivos y los caninos; mientras que los laterales están formados por los premolares y los molares.
  2. Puedes leer más detalles en la noticia publicada en Voz Populi.
  3. En este sentido debemos ser cautos: el estudio se basa en mediciones lineales simples y refleja sólo la apariencia externa de la anatomía endocraneal. Además, no se han medido los fósiles originales.
Publicado por José Luis Moreno en ANTROPOLOGÍA, 2 comentarios