martes, 26 de marzo de 2013

Homo Antecessor.


Homo antecessor es una especie extinguida perteneciente al género Homo, considerada la especie homínida más antigua de Europa y probable ancestro de la línea Homo heidelbergensis - Homo neanderthalensis. Vivió hace unos 800 000 años. Eran individuos altos, fuertes, con rostro de rasgos arcaicos y cerebro más pequeño que el del hombre actual, y con menos circunvoluciones cerebrales.
GRAN DOLINA. Es una cueva de más de 16 metros de altura con rellenos de sedimento correspondientes a 11 niveles estratigráficos. En la actualidad se excava en el nivel 10 (TD10), con una datación de más de 350.000 años, que muestra la existencia de un antiguo campamento de cazadores recolectores pertenecientes a la especie Homo heidelbergensis.
 En el tramo inferior destaca el nivel 6 (TD6) donde se han ido recuperando más de 150 restos que pertenecieron a un número mínimo de seis individuos que habitaron la Sierra hace 850.000 años. El estudio de estos restos dio origen a una nueva especie que conocemos con el nombre de Homo antecessor.

Homo Heidelbergensis.

Homo heidelbergensis es una especie extinguida del género Homo, que surgió hace más de 600 000 años y perduró al menos hasta hace 250 000 años . Eran individuos altos que tenían 1,80 m de estatura y muy fuertes (llegarían a 105 kg), de grandes cráneos que median 1350 cm³, muy aplanados con relación a los del hombre actual, con mandíbulas salientes y gran abertura nasal. 
SIMA DE LOS HUESOS. A casi 30 metros de profundidad se localiza una gatera de apenas 8 m2,en donde se han recuperado más de 6.000 restos humanos (Homo heidelbergensis) de una antigüedad de 500.000 años. Se han podido recuperar restos de todas las partes esqueléticas,  por lo que esta especie es una de las mejor conocidas en el mundo.
Hace aproximadamente medio millón de años se empezaron a gestar los rasgos morfológicos que en unos cientos de miles de años dieron origen al neandertal. Los pre-neandertales u Homo heidelbergensis mostraban una creciente corpulencia física, expresada en el aumento de la talla, 1,75 a 1,80 metros y cerca de 100 kg de peso (media masculina). Las mandíbulas también poseían una gran fuerza y robustez a causa del estrés al cual eran sometidas.
El conjunto de estos fósiles revelan un homínido con un cráneo más "inflado" que el de ningún H. erectus/H. ergaster, aunque todavía posee arcos supraciliares. La parte trasera del cráneo es más redondeada que en H. erectus/H. ergaster, y las mejillas son infladas, como en los neandertales, aunque la cara es más plana. Su capacidad neurocraneal no dista mucho de la del hombre moderno, rondaba los 1350 cm³. Otro parecido con el Homo sapiens actual era su aparato fonador. Esto dio a pensar que el lenguaje, entendido de una manera quizás diferente a la actual, ya estaba presente en estos grupos.

lunes, 25 de marzo de 2013

Museo


El Museo de la Evolución Humana de Burgos nace como una apuesta moderna y de excelencia de la Junta de Castilla y León, el Ayuntamiento de Burgos y el Equipo de Investigaciones de Atapuerca para crear una nueva infraestructura patrimonial, acorde con los resultados de los Yacimientos de la Sierra de Atapuerca.

Un fin primordial ha sido dotar a Burgos de un moderno centro museístico que da cabida, no sólo a los hallazgos de los yacimientos de Atapuerca, sino también a las disciplinas científicas que intervienen y las interpretaciones y teorías científicas que de ellos se extraen. Asimismo, se pretende ofrecer una visión holística de la presencia humana en la tierra y otorgar, en las nuevas teorías sobre la evolución humana, el lugar que le corresponde a estos extraordinarios yacimientos que se encuentran en la sierra burgalesa.

Pero el MEH no es sólo un lugar de exhibición, también es un centro divulgativo de primer orden, innovador y atractivo para todo tipo de público, por eso que se le dotó de una arquitectura espectacular y simbólica. Una museografía acorde con el siglo XXI, con el edificio que la acoge, adecuado a la Evolución Humana, y con un equipo humano preparado y capaz de transmitir y traducir estos conocimientos.

El MEH nace con vocación de ser un referente museístico y divulgativo a nivel nacional e internacional en el que se plantean los grandes temas que tienen que ver con nuestro pasado, nuestro presente y nuestro futuro como especie. Por ello, no es sólo un museo de nuestros antepasados, sino también de reflexión sobre el presente de nuestra especie Homo sapiens, dotada de capacidades que nos permiten modificar el mundo.

lunes, 4 de marzo de 2013


2. Resumen

Los primeros representantes del género Homo se caracterizan por tener un tamaño de cerebro mayor, y por lo tanto mayores capacidades cognitivas y una mayor inteligencia.
Los fósiles más antiguos del género Homo se pueden asignar a dos especies: Homo rudolfensis y Homo habilis. La primera de ellas (entre 1,9 y 1,6 millones de años de antigüedad) se caracteriza por un cerebro mayor y el esqueleto facial más grande y plano, eltorus está muy poco marcado, y la mandíbula y los dientes son mayores que en Homo habilis. La segunda especie (entre 2,4 y 1,8 millones de años) tiene un cerebro de menor tamaño, un aparato masticador menos desarrollado, y una forma craneal más similar a los humanos posteriores en el tiempo.
El cuerpo de Homo habilis no era muy diferente al de los autralopitecos. Sin embargo, ya había experimentado una expansión del cerebro (entre 500 y 750 cc) y se le atribuye la elaboración de las primeras industrias líticas de tipo Olduvayense o de Modo 1. Los primerosHomo son las primeras especies que no están ligadas a un medio forestal y habrían habitado paisajes con espacios más abiertos.
Homo ergaster abarca un rango cronológico entre 1,8 y 1,4 millones de años. Tiene capacidades cerebrales entre 800 y 900 cc y sus cráneos son alargados, bajos y con la base ancha. Los torus supraorbitarios están muy marcados, son menos prognatos y sus huesos nasales están proyectados fuera del resto de la cara. El esqueleto más completo de esta especie es el "niño del Turkana" o WT 15000, que pertenece a un individuo de unos 10-11 años de edad y tiene un tamaño y estructural corporal similar al de la humanidad actual. A esta especie se le atribuye la "invención" del Achelense o Modo 2.
El tamaño del cerebro es la característica más notable del género Homo. La mayor parte de miembros del género Homo tiene tamaños cerebrales superiores a los 600 cc, considerablemente mayores que los grandes antropoides, los de Australopithecus y los deParanthropus.
El grado de encefalización se calcula en términos relativos respecto al tamaño corporal. Pero la relación entre el tamaño del cuerpo y el del cerebro crece de forma alométrica, es decir que las proporciones entre los órganos cambian al aumentar el tamaño corporal. Para comparar el encéfalo de especies de tamaños diferentes calculamos el peso encefálico que debería tener según su peso corporal y comparamos ese valor con su peso encefálico real. El índice entre valor esperado y el valor real se conoce como índice de encefalización. Los humanos tenemos un encéfalo 2,9 veces superior al tamaño de encéfalo esperado para un primate haplorrino que tuviera nuestro peso corporal. En los primeros Homo se produce un aumento en el índice de encefalización y aparece una estructura cerebral similar a la de la humanidad actual: presentan asimetrías entre los hemisferios cerebrales y el lóbulo frontal se hace más complejo y de mayor tamaño.
La capacidad cerebral de los primeros Homo es mayor que en los australopitecinos y sus arcadas dentarias se encuentran situadas debajo de la cara al reducirse el prognatismo de los primeros Australopithecus. Y, aunque los dientes de los primeros humanos están cubiertos por una gruesa capa de esmalte, tienen una mandíbula y unos dientes de menor tamaño, especialmente los premolares y molares. Calculando el índice de megadoncia, los dientes de Homo habilis son proporcionalmente más pequeños que los de Australopithecus yParanthropus, y todavía son menores en Homo ergaster.
Es necesario un cambio en el tipo de alimentación para conseguir la energía que requiere un mayor tamaño del cerebro, unido a la reducción del tubo digestivo y del aparato masticador. Para ello se incorporan a la dieta alimentos de fácil asimilación y gran poder calorífico, como son las grasas y proteínas animales.
El ritmo de desarrollo de los primeros Homo es más lento y la erupción dental se retrasa respecto al chimpancé y a los primeros homínidos, proporcionando un largo periodo de aprendizaje donde se adquirieren las capacidades cognitivas de los humanos.
3. Desarrollo del Tema

Introducción
Los primeros estadios de evolución de nuestro género siguen en estado de confusión. No tenemos claro el papel de Australopithecus africanus, y todavía no conocemos cual es el papel de Australopithecus garhi. Además, las primeras especies de Homo aparecen en un corto espacio de tiempo, algunas de ellas son contemporáneas, y los antepasados y sus posibles descendientes están separados por un lapso temporal muy pequeño.
Tampoco es fácil identificar cuales son las características que definen al género Homo. En primer lugar, porque mucho de lo que distingue a los humanos son características de su comportamiento que no dejan evidencia fósil. En la mayoría de las ocasiones podemos recurrir a pruebas indirectas para saber si los primeros humanos tenían o no un lenguaje, cual era su comportamiento social, su dieta o su forma de captar alimentos...
La definición del género Homo ha estado siempre sujeta a la polémica, ya que consciente o inconscientemente, conlleva la definición de lo que consideramos "ser humano". Existe toda una serie de características que se encuentra en el género Homo: forma de locomoción, morfología dental, caracteres de la cara y el cráneo, etc. Pero lo que siempre se destaca de manera significativa en todas las definiciones es el mayor tamaño relativo del cerebro que presenta nuestro género frente a otras especies.
El género Homo se caracteriza por tener un tamaño de cerebro relativamente grande, y por lo tanto con mayores capacidades cognitivas y una mayor inteligencia. Otra de las características que se incluyen en la diagnosis de los humanos es el menor tamaño de la mandíbula y de los dientes. Aunque el esmalte dentario sigue siendo grueso, el tamaño de los dientes de Homo se reduce, especialmente los premolares y molares. También la erupción dental se retrasa respecto al chimpancé y a los primeros homínidos y el ritmo de desarrollo es más lento.

3.1 Definición del género Homo
El promedio del cerebro de la humanidad actual está en torno a los 1250-1350 cc de capacidad, aunque con un amplio rango de valores desde los 1000 cc hasta los 2000 cc. Pero en la evolución humana )cuál es el tamaño mínimo de un cerebro para considerarlo humano?. Antes de 1964, la opinión era que ese "Rubicón cerebral" oscilaba entre 700 cc y 800 cc. A finales de los años 40 el antropólogo británico sir Arthur Keith propuso la cifra de 750 cc, una cifra a medio camino entre los tamaños de cerebro de los grandes antropoideos y los cerebros humanos. Esta propuesta fue aceptada de forma mayoritaria. Pero en 1964, Louis Leakey, Phillip Tobias y John Napier anunciaron el descubrimiento de una nueva especie de Homo, el Homo habilis, y propusieron un nuevo rubicón cerebral de tan sólo 600 cc. Estos autores presentaron varios fósiles de esta nueva especie procedentes de la garganta de Olduvai con una antigüedad de alrededor de 1,8 millones de años, y entre ellos un cráneo fósil con una capacidad de tan solo 680 cc, una cifra inferior a la propuesta por Keith. La nueva especie, Homo habilis, era el miembro más antiguo de nuestro género y Leakey la consideraba antepasada directa de Homo sapiens asumiendo que Homo erectusera una rama lateral. La dentición posterior de Homo habilis, aunque grande, era más estrecha que en otros homínidos.
Aunque Homo habilis fue recibido inicialmente con muchas objeciones, dado el gran parecido morfológico que presentaban con Australopithecus africanus, la mayoría de los antropólogos aceptaron la nueva especie y consideraron una línea evolutiva continua desde Homo habilis, pasando por Homo erectus, a Homo sapiens. Esta visión lineal de la evolución humana está siendo abandonada en la actualidad por modelos evolutivos de tipo ramificado, donde se incluyen numerosas especies de Homo (H. neanderthalensisH. rudolfensisH. ergasterH. antecessor), algunas de ellas extintas y otras que no son antepasadas directas de nuestra especie, sino líneas evolutivas laterales.
Entre estos primeros restos de la Garganta de Olduvai, atribuidas a Homo habilis, se incluían los restos de una mano y un pie. Según John Napier este humano ya tenía capacidad para fabricar y utilizar herramientas líticas, además éstos fósiles se encontraron asociados a numerosos restos de industria lítica de tipo Olduvayense. Algunos autores opinan que, dada la estructura primitiva de algunas partes del esqueleto de Homo habilis, esta especie mantenía la capacidad de trepar a los árboles.
3.2 El registro fósil de los primeros humanos
Existe una serie de fósiles muy fragmentarios de entre hace 2,5 y 2 millones de años que han sido atribuidos al género Homo: el temporal de Chemeron (BCI), la mandíbula de Malawi (UR 501), dientes aislados del valle del río Omo. Sin embargo, en todos estos casos la asignación taxonómica o su cronología no está clara.
Los fósiles más antiguos, que pueden ser atribuidos con toda seguridad a nuestro género, proceden de Hadar (Etiopía). En esta región, el equipo de D. Johanson encontró un maxilar muy completo (A.L. 666-1) que tiene una antigüedad de alrededor de 2.4 millones de años. Aproximadamente, de la misma época, son las industrias líticas más antiguas reconocidas. De hecho, el maxilar de Hadar es el fósil más antiguo asociado con una veintena de utensilios de piedra. Este hecho refuerza la idea de que Homo es el autor de las primeras industrias.
A este respecto, recientemente T. White ha publicado una nueva especie de homínidoAustralopithecus garhi asociada con huesos fracturados intencionalmente y que presentan marcas de corte en su superficie. Sin embargo, junto a los fósiles de homínido no se ha hallado ningún utensilio lítico y la asociación con los huesos puede ser casual y los huesos ser producto de las actividades de otra especie de homínido.
Los fósiles de Homo con menos de 2 millones de años de antigüedad son mucho más abundantes, y hasta hace poco se atribuían a dos especies: Homo habilis los más antiguos y Homo erectus los más recientes. Actualmente, y según el estudio de Bermond Wood, pueden distinguir tres especies entre los fósiles humanos más antiguos de África: Homo habilisHomo rudolfensis y Homo ergaster. Las dos primeras especies se reparten los fósiles que antes se consideraban de Homo habilis, y todos los fósiles africanos antes atribuidos a Homo erectus (excepto el cráneo OH 9) son ahora asignados a Homo ergaster.Homo rudolfensis se distingue de Homo habilis por tener un cerebro mayor en combinación con una dentición de gran tamaño y en muchos aspectos similar a la de Paranthropus. En cambio, Homo habilis tiene un cerebro mayor que Australopithecus y Paranthropus, pero menor que Homo rudolfensis, su aparato masticador es más pequeño y presenta un toro supraorbital separado de la escama frontal por un leve surco.
3.2.1 Homo habilis/Homo rudolfensis
Todos los fósiles atribuidos a Homo rudolfensis proceden de las orillas del lago Turkana y tienen un rango cronológico entre 1,9 y 1,6 millones de años. En el año 1972, Richard Leakey encontró en el margen oriental del lago Turkana el cráneo más completo asignado aHomo rudolfensis, que se denomina KNM-ER 1470 y que tíene una antigüedad de 1,9 millones años. Para algunos este cráneo pertenece a la especie Homo habilis, pero para otros las diferencias de tamaño y de forma indican que pertenece a Homo rudolfensis. Sin embargo, si el dimorfismo sexual de los primeros Homo fuera similar al de los australopitecos y parántropos las diferencias que presentan Homo rudolfensis y Homo habilispodrían deberse a las diferencias entre los dos sexos. Pero las diferencias entre KNM-ER 1470 y los demás de Homo habilis no residen tan sólo en el tamaño, sino también en la forma. Las características craneales de Homo rudolfensis son: mayor cerebro y esqueleto facial más grande ancho y plano, el torus está muy poco marcado, y la mandíbula y los dientes son mayores que en Homo habilis.
Figura 5.1.1 Comparación entre Homo rudolfensis (KNM-ER 1470) y Homo habilis (KNM-ER 1813).
Como hemos visto anteriormente, la especie Homo habilis fue propuesta en 1964 a partir de restos procedentes de la Garganta de Olduvai (Tanzania). Con posterioridad, más fósiles de Olduvai han ampliado el registro de esta especie abarcando un rango cronológico entre hace 1,8 y 1,6 millones de años. Entre ellos, los cráneos más completos son OH 24 y OH 13.
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Figura 5.1.2 Cráneo de Homo habilis OH 24 procedente de la garganta de Olduvai (Tanzania).
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La forma corporal de Homo habilis la conocemos gracias al esqueleto parcial OH 62 hallado por D. Johanson y T. White en 1986, en Olduvai. Los más de 300 fragmentos pertenecían a una hembra adulta de tan solo un metro de estatura y tienen 1,8 millones de años de antigüedad. La dentición y el paladar de este individuo permite atribuirlo al género Homo. El tamaño corporal de este esqueleto nos hace pensar que los primeros representantes de nuestro género tenían un dimorfismo sexual similar al que presentaba Australopithecus afarensis. Además, el esqueleto postcraneal de este fósil muestra características muy primitivas. Se puede estimar la longitud total de sus miembros a partir de los fragmentos de diáfisis. La relación entre la longitud de brazos y piernas en OH 62 es primitiva (el húmero es el 95% la longitud del fémur), es decir, sus brazos son relativamente largos, una proporción más parecida a la de los chimpancés que la que presenta el mismo Australopithecus afarensis (85%).
De las orillas del lago Turkana (Kooki Fora, Kenya) procede el cráneo KNM-ER 1813 y el esqueleto parcial KNM-ER 3735, muy similares a los fósiles de Olduvai. También se han encontrado restos de Homo, muy probablemente de la especie Homo habilis, en el yacimiento sudáfricano de Sterkfontein con una antigüedad de 1,8 millones de años (STW 53). En general, los cráneos de Homo habilis presentan un mayor tamaño del cráneo pero un esqueleto que conserva su forma primitiva.
Figura 5.1.3 Cráneo de Homo habilis KNM-ER 1813 procedentes de la orilla oriental del lago Turkana (Kenia).
3.2.2 Homo ergaster
Entre hace 1,8 millones de años y 1,4 millones de años aparecen fósiles en África pertenecientes a una nueva especie de HomoHomo ergaster. Muchos autores consideran que los fósiles atribuidos a esta especie deben ser incluidos en la especie Homo erectus. Pero en la actualidad se prefiere reservar el término Homo erectus exclusivamente para designar a los fósiles que desde el Pleistoceno inferior evolucionaron de forma local en Asia hasta su desaparición en el Pleistoceno superior. Homo ergaster presenta un claro aumento en el tamaño del cerebro y el tamaño y la estructura corporal con muy similares a los de la humanidad actual.
Los fósiles más antiguos de Homo ergaster proceden de yacimientos situados en la orilla este del lago Turkana (Kenia). El cráneo KNM-ER 3733 fue descubierto en 1975 en la región de Koobi Fora, está datado entre 1,5 (toba Okote) y 1,82 millones de años (toba KBS) y tiene una capacidad cerebral de 850 cc. El segundo cráneo más completo de esta especie es el KNM-ER 3883, procedente de la zona de Ileret, tiene una capacidad cerebral de unos 800 cc y tiene alrededor de 1,6 millones años. También se han encontrado restos mandibulares, dentales y un cráneo parcial (SK 847) de Homo ergaster en el yacimiento sudáfricano de Swartkrans.
Figura 5.1.4 Los dos cráneos más completos de Homo ergaster KNM-ER 3883 (izquierda) y KNM-ER 3733 (derecha)procedentes de la orilla oriental del lago Turkana (Kenia).
Estos cráneos muestran un aumento del tamaño del cerebro, son bajos y con la base del cráneo ancho; presentan un torus supraorbitario bien desarrollado e independizado del resto del hueso frontal por un surco bien marcado; los huesos nasales sobresalen del resto de la cara; el esqueleto facial es menos prognato; y los molares son relativamente más pequeños.
Figura 5.1.5 El cráneo más completo de Homo ergaster KNM-ER 3733, procede de la orilla oriental del lago Turkana (Kenia). Tiene una capacidad cerebral de 850 cc.
El fósil más completo de Homo ergaster es el esqueleto WT 15000, hallado en 1984 por el equipo de Richard Leakey al oeste del lago Turkana, en el yacimiento Nariokotome III (Kenia). Las formaciones volcánicas próximas al lugar del descubrimiento permiten datar este fósil en cerca de 1,5 millones de años. Pertenece a un adolescente de unos 11-12 años y la morfología de la pelvis permite asignarlo al sexo masculino, por lo que se le conoce familiarmente como el "niño del Turkana". Este esqueleto conserva casi todas las partes del esqueleto, a excepción de los huesos de las manos y de los pies. La estatura estimada al morir de este individuo era de unos 160 cm y se calcula que podría haber alcanzado una estatura de unos 180 cm cuando llegase a adulto, aunque debido a una patología en sus vértebras quizás no hubiese alcanzado esa estatura. Por primera vez en la evolución humana nos encontramos con un tamaño corporal similar al de la humanidad actual. Este esqueleto también tiene una estructura corporal muy parecida a la nuestra. La proporción entre la longitud del húmero y el fémur es muy similar a la que tienen los humanos actuales (74%), y contrasta con la hallada para el fósil de Homo habilis, OH 62 (95%).

Homo ergaster tiene una estructura y un tamaño corporal muy parecido al de los humanos posteriores en el tiempo. Posee un gran cerebro y asociado a él aparece en el registro fósil una nueva forma más compleja de fabricar los utensilios de piedra, el Achelense o Modo 2. Los primeros bifaces, que caracterizan este Modo técnico, aparecen en el registro fósil hace 1,4 millones de años de antigüedad y proceden del yacimiento de Konso (Etiopía) donde aparecen junto a una mandíbula de Homo ergaster.
En 1961 apareció en la Garganta de Olduvai el cráneo OH 9 en la parte superior del lecho II. Este cráneo tiene una antigüedad de 1,2 millones de años, se le estima un capacidad craneal en torno a los 1000 cc y su morfología parece intermedia entre los Homo ergasterafricanos y los Homo erectus asiáticos. Todavía no está claro cual es el lugar que este fósil ocupa en la evolución humana , porque los fósiles más antiguos de Asia parecen superar esa edad.
En el año 1998 se ha publicado el hallazgo de un cráneo muy completo, procedente de la depresión de Danakil en Eritrea, que parece pertenecer a la especie Homo ergaster y que tiene una antigüedad de 1 millón de años. Esto extendería el rango cronológico de esta especie hasta esa fecha tan reciente, no obstante la datación de este fósil es todavía incierta.
3.3 El desarrollo del cerebro
Uno de los mayores problemas en el estudio de los primeros homínidos y primeros Homo es valorar el grado de desarrollo del cerebro y su tamaño, ya que guarda relación con las capacidades cognitivas y la inteligencia de nuestro género. Dos son los aspectos a analizar en el desarrollo del cerebro:
  • Cuantificar el aumento de tamaño del encéfalo a lo largo de la evolución de los homínidos, es decir el proceso de encefalización.
  • El análisis de los cambios en la estructura y la morfología del cerebro.

3.3.1 La encefalización
El tamaño absoluto del encéfalo no es una buena medida de la inteligencia, ya que su volumen depende del tamaño del cuerpo. Los humanos tenemos un peso del cerebro en torno a los 1250-1350 gramos. Pero no somos los mamíferos con el mayor encéfalo, nos superan los grandes mamíferos como elefante africano (alrededor de 5.600 g de encéfalo) o las ballenas (6.800 g). El encéfalo cumple otras misiones, como la coordinación del funcionamiento resto del cuerpo, y por lo tanto debe ser grande en especies de gran tamaño corporal.
Para corregir este fenómeno y conocer el tamaño relativo del encéfalo, podemos elaborar un índice entre el tamaño del cuerpo y el encéfalo. Sin embargo, el resultado de este índice nos da resultados mayores para los mamíferos más pequeños, como los ratones o musarañas. Esto sucede porque el tamaño del cuerpo y el del cerebro crecen de forma alométrica, es decir que las proporciones entre los órganos cambian al aumentar el tamaño corporal. Así, en los mamíferos el tamaño del encéfalo crece más despacio que el tamaño del cuerpo, y el encéfalo se va haciendo proporcionalmente menor al aumentar el tamaño del cuerpo.
El único método para comparar el encéfalo de especies de tamaños diferentes es la de calcular el peso encefálico que debería tener según su peso corporal (valor esperado) y comparar dicho peso con su peso encefálico real (valor encontrado). El índice entre valor esperado y el valor real se conoce como índice de encefalización. Si el índice es igual a 1, esa especie tiene el tamaño de encéfalo que le corresponde a su tamaño corporal. Si el valor es superior a 1 los encéfalos son mayores de lo esperado. El punto crucial en la elaboración de estos índices de encefalización es la elección del grupo con el que se hayan los valores esperados.
La relación existente entre el peso del encéfalo y el peso corporal, en los mamíferos, puede resumirse en la siguiente función:
Peso encefálico = 0'12 x (Peso corporal)0'667
Pero cuando se quieren comparar especies de mamíferos que están muy próximas entre sí, como es el caso de los antropomorfos y los homínidos, es preferible calcular el peso encefálico esperado referido al grupo al que pertenece la especie problema. Robert Martin ha propuesto para los primates haplorrinos (grupo al que pertenecen tanto los antropomorfos como los homínidos) una variación en la fórmula usando el exponente 0'75.
De esta forma los humanos tienen un tamaño del encéfalo superior a 7 veces la de un mamífero de su tamaño, pero respecto a los primates haplorrinos es sólo unas 3,2 veces superior.
3.3.2 La encefalización de los primeros humanos
El tamaño del encéfalo puede ser calculado en los fósiles midiendo el espacio que aloja la cavidad craneal y que contiene tres órganos: el cerebro, el cerebelo y el bulbo raquídeo. Esta capacidad craneal es casi equivalente al peso del encéfalo (a una capacidad de 1000 cc le corresponde un peso de 971 g).
La estimación del peso corporal en las especies fósiles es más problemática porque no existe ninguna medida esquelética que lo refleje directamente. Debemos estimar el peso a partir de las medidas de algunas partes del esqueleto que estén correlacionadas con él, como son el tamaño de las articulaciones o epífisis por donde se trasmite gran parte del peso del cuerpo (las articulaciones de fémures y tibias, o las vértebras lumbares y sacras en el caso de los bípedos). Utilizando los datos de pesos corporales y el tamaño de las articulaciones en primates vivos podemos hallar la relación matemática entre ellos. En el caso de los homínidos, dado que todos ellos tienen un tipo de locomoción bípeda, la relación que existe en los humanos actuales es la más apropiada para hallar el peso de los fósiles. Pero en el registro fósil son muy escasos los esqueletos asociados a cráneos, donde se pueda calcular en un mismo individuo el peso corporal y la capacidad craneal. El primero de ellos, como hemos visto, es el esqueleto de un joven de Homo ergaster (KNM WT 15000) con 1,6 millones de antigüedad. En muchos de los casos la asignación taxonómica es dudosa y no estamos seguros de la especie a la que pertenecen algunos fósiles. Así, en los primeros homínidos y primeros Homo tenemos que recurrir a los pesos corporales y tamaños de encéfalo calculados sobre diferentes individuos y utilizando diferentes partes del cuerpo. Los promedios de pesos encefálicos y los índices de encefalización calculados para las primeras especies de homínidos son:

Peso promedio del encéfalo
Índice de encefalización
Australopithecus afarensis
426 g
1,23
Australopithecus africanus
436 g
1,3
Paranthropus robustus
523 g
1,54
Paranthropus boisei
508 g
1,34
Homo habilis / Homo rudolfensis
619 g
1,67
Homo ergaster
805 g
1,72
Podemos observar que Australopithecus y Paranthropus tienen una encefalización mayor que los chimpancés (1,2) pero inferior a los primeros Homo. Entre Homo habilis y Homo ergasterhubo un aumento importante en el tamaño absoluto del cerebro pero que está compensado por el crecimiento del cuerpo, y resulta un valor de encefalización similar. Es decir, el crecimiento del cerebro está vinculado a los primeros representantes del género Homo, que tienen índices de encefalización un 50% mayores que los chimpancés y que representan casi dos tercios del valor de la humanidad actual (3,1). En cambio, entre Homo habilis yHomo ergaster el cambio más importante que se produjo fue el cambio del tamaño y estructura del esqueleto.
3.3.3 La estructura del cerebro
El cerebro humano tiene una estructura distinta a la de otros primates y en la superficie cerebral podemos localizar regiones que participan de forma especializada en diferentes actividades físicas o cognitivas. Debido a la especialización de las diferentes regiones del cerebro podemos observar grandes diferencias morfológicas en la estructura del cerebro de los humanos y los chimpancés.
En los fósiles, la estructura del cerebro puede ser estudiada a través de las impresiones que deja en las paredes internas del cráneo los surcos, circumvoluciones, cisuras y venas meníngeas. En muchos casos stas impresiones son muy tenues y limitan nuestro estudio únicamente a la superficie del cerebro.
En los Australopithecus y Paranthropus existe disparidad de opiniones sobre el grado de reorganización cerebral que tienen respecto de los antropomorfos. Sin embargo, todos los autores están de acuerdo en que Homo habilis y Homo ergaster ya tienen una morfología cerebral similar a la de humanos modernos y presentan las siguientes características:
1) Asimetría entre los hemisferios.
2) Desarrollo y complejidad del lóbulo frontal.
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3.3.3.1 Asimetría entre los hemisferios.
El cerebro humano actual es muy asimétrico. La asimetría entre ambos hemisferios cerebrales esta relacionada con la lateralización cerebral, es decir, la especialización de cada una de las regiones cerebrales en distintas funciones. En los cráneos de los primerosHomo ya puede observarse esta asimetría cerebral.
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3.3.3.2 Desarrollo del lóbulo frontal.
El lóbulo frontal es responsable de algunas capacidades cognitivas exclusivas de los humanos o que en éstos están mucho más desarrolladas. Entre las funciones del lóbulo frontal se encuentran la de establecer la secuencia de movimientos del aparato fonador, el control de las emociones, la concentración, la planificación y anticipación, el control de la memoria...
A lo largo de la evolución humana, el lóbulo frontal ha crecido en tamaño absoluto y en relación al resto del cerebro. Además, su superficie se ha hecho más compleja aumentando el número de sulcos en su superficie.
Algunos autores relacionan el aumento del tamaño cerebral de los primeros humanos con las ventajas que les proporcionaría para desenvolverse socialmente dentro de un grupo, porque el tamaño del neocórtex respecto al resto del encéfalo está en función directa al tamaño del grupo social. También el mayor tamaño del cerebro se relaciona con el desarrollo de las capacidades lingüísticas en los primeros Homo, necesario para tener una mayor complejidad social.

lunes, 25 de febrero de 2013

¿Es cierto que poseemos ADN neandertal?

Los neandertales vivieron en Europa durante centenares de miles de años pero desaparecieron en mucho menos tiempo ante el avance de una nueva especie de homínido que salió de África, la única que existe ahora, la nuestra. Siempre nos hemos preguntado cómo se comportarían, qué capacidades tenían aquellos primos evolutivos, extinguidos antes de que se pintara la cueva de Altamira.
¿Eran capaces los neandertales de pensar simbólicamente, de fabricar adornos y amuletos, como piensan algunos expertos, o simplemente imitaban lo que veían en los invasores, como sugieren otros? Pero, sobre todo, nos preguntábamos si alguna vez los neandertales, que seguro que se aparearon con los recién llegados, con los que convivían a corta distancia en algunos lugares al menos, llegaron a tener descendencia no estéril. Hasta ahora, todo indicaba que no prolongaron su estirpe, pero la genética aporta ahora al conocimiento de los neandertales y de nosotros mismos un panorama distinto y más sugerente.
El Homo sapiens, la especie vencedora en la historia evolutiva de los humanos, se hibridó con los neandertales que encontró cuando empezó a salir de África hace unos 80.000 años, aunque lo hizo probablemente durante poco tiempo. Esto es lo que cree el equipo internacional que ha conseguido secuenciar el genoma completo del neandertal, un gran proyecto que empezó hace cuatro años y cuyos resultados publicó la revista Science.
Este logro no ha servido sólo para conocer cómo era la rama lateral de homínidos extinguida que habitó Europa hasta hace sólo 30.000 años, sino, sobre todo, para saber qué nos hace humanos. "Es genial saber que algunos de nosotros tenemos un poco de ADN del hombre de Neandertal, pero, para mí, la oportunidad de buscar evidencia de la selección positiva que ocurrió poco después de que las dos especies se separaran es probablemente el aspecto más fascinante de este proyecto", dice Svante Pääbo, el más reconocido experto en ADN fósil y director del trabajo.
Los investigadores, entre ellos varios españoles, compararon el genoma del neandertal con los de cinco humanos de los cinco continentes de la época actual. Los resultados revelan que 78 genes (83 según otro método), de los más de 23.000 existentes, son probablemente distintos funcionalmente en los humanos y los neandertales, y que entre un 1% y un 4% del material genético humano moderno procede de la especie extinguida, lo que indica que sí hubo mestizaje.
"Los neandertales son más parecidos a los humanos de otros continentes diferentes de África que a los africanos", explica Pääbo, del Instituto Max-Planck de Antropología Evolutiva (en Alemania). "Esto indica que la hibridación se produjo después de que el Homo sapiens empezara a salir de África, seguramente en Oriente Próximo y durante poco tiempo, antes de que evolucionaran las distintas ramas euroasiáticas".
Se basa en que los modelos de población indican que cuando una población colonizadora se topa con una población residente, aún una pequeña cantidad de hibridación puede quedar ampliamente reflejada en el genoma de las poblaciones colonizadoras si esa población se expande entonces de manera significativa. De este modo, el porcentaje relativamente bajo de ADN de neandertal en el genoma del humano moderno sugiere que el mestizaje fue bastante limitado.
Para el genoma completo, del que ahora se publica el primer borrador de un 60% del ADN, los científicos se han basado en tres pequeñas muestras, procedentes de tres huesos distintos, de entre 38.000 y 44.000 años de antigüedad, todos ellos del yacimiento de Vindija en Croacia.
El borrador se complementó con la secuenciación parcial de otros tres neandertales, procedentes de la cueva del Sidrón (Asturias) -cuyo equipo participa en el proyecto-, Mezmaiskaya (Rusia) y Feldhofer (Alemania). Ha constituido un gran desafío técnico, debido al considerable peligro de contaminación de las muestras con el ADN del humano moderno, que es muy parecido al del neandertal, y a la gran cantidad de ADN de las bacterias y hongos que colonizaron los huesos fósiles y que ha habido que separar. La tecnología la ha puesto la empresa estadounidense 454 Life Sciences, del grupo Roche.
"El flujo génico descubierto únicamente puede detectarse de neandertales a humanos modernos, por la dinámica expansiva de las poblaciones humanas modernas, pero no es descartable que fuera bidireccional. Por el contrario, no hay rastros de que hubiera flujo génico después, cuando nuestros antepasados entraron en Europa hace 40.000 años", explica Antonio Rosas, paleobiólogo del CSIC y miembro del equipo.
El genoma neandertal presenta, además, otras regiones cromosómicas que podrían derivar de cruzamientos con homínidos más arcaicos, como Homo erectus u Homo antecessor, la especie más antigua de Atapuerca.
El paleogenetista Carles Lalueza-Fox, también miembro del equipo junto a Marco de la Rasilla, Javier Fortea y Tomas Marques-Bonet, afirma: "Esta teoría es totalmente novedosa, y no se ajusta a ninguno de los dos modelos extremos tradicionalmente planteados y conocidos como hipótesis fuera de África e hipótesis multirregional. El primero postula una salida reciente fuera de África sin cruzamientos con otras especies humanas más arcaicas, mientras que el segundo postula una evolución local en cada continente a partir de una migración muy antigua, cercana a los dos millones de años. El nuevo modelo planteado por el genoma neandertal podría definirse como fuera de África con hibridación con neandertales en la salida".
Entre los genes diferentes entre ambas especies están unos pocos que se propagaron rápidamente en la nuestra (mediante la llamada selección positiva) después de que los humanos y neandertales se separaran de un ancestro común, hace medio millón de años. Incluyen genes relacionados con el metabolismo, el desarrollo cognitivo y el del cráneo, la clavícula y la caja torácica. Hay otros relacionados con el autismo, la esquizofrenia y con el síndrome de Down.
Los investigadores también usaron el genoma del neandertal para producir la primera versión de un catálogo de variaciones genéticas que existen en todos los humanos modernos pero que no se encuentran en los neandertales o en los simios. Aseguran que este catálogo será valioso para los científicos que estudian qué es lo que separa a los humanos de otros organismos.
"Estas variaciones indican que son buenas mutaciones, beneficiosas de alguna forma en la evolución. Esto ilumina nuestra historia evolutiva, al identificar regiones del ADN candidatas a explorar para comprender lo que cambió en los humanos modernos desde que se separaron evolutivamente y por qué", resume Richard E. Green, de la Universidad de California, primer firmante del artículo que publica Science.