Homo antecessor hombros

Los hombros de 'Homo antecessor' y de los humanos modernos son similares

Los hombros de 'Homo antecessor' y de los humanos modernos son similares

El CENIEH publica un artículo en la revista Scientific Reports en la que se concluye que Homo antecessor tuvo un desarrollo de los hombros análogo al de Homo sapiens, aunque su crecimiento era más rápido
Escápula de Homo antecessor/D. García Martínez et al

La forma de nuestros hombros ya estaba en el Pleistoceno inferior, según una investigación pionera que se publica hoy en la revista Scientific Reports, realizada por Daniel García Martínez y José María Bermúdez de Castro, paleoantropólogos del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), en colaboración con David Green de la Campbell University (EE. UU.).

El estudio del hombro, técnicamente denominado “cintura escapular”, proporciona información sobre aspectos relevantes de la evolución humana como la locomoción, la forma del cuerpo, la posibilidad de trepar con facilidad o la habilidad para lanzar objetos con notable precisión (piedras, jabalinas, etc.).

Los autores de este trabajo han podido estudiar por primera vez el crecimiento y desarrollo de los hombros de la especie Homo antecessor, datada en 850.000 años, utilizando herramientas de antropología virtual y morfometría geométrica 3D. Los resultados muestran que la trayectoria del desarrollo del hombro de esta especie ya era muy similar al de Homo sapiens, aunque el crecimiento pudo ser algo más rápido.

Hace casi un millón de años nuestra evolución ya había logrado casi por completo todas las capacidades biomecánicas que caracterizan al hombro de los humanos modernos y se había alejado definitivamente de las habilidades que aún conservaron las especies más arcaicas de la filogenia humana, como trepar con enorme agilidad.

Para averiguar los cambios experimentados por esta parte de nuestra anatomía es necesario contar con un hueso plano: el omóplato o escápula. Pero, como señalan los autores de esta investigación, “el registro fósil de nuestra filogenia apenas cuenta con un puñado de estos huesos fósiles tan delicados, lo que ha dificultado sobremanera el estudio del crecimiento y desarrollo de los hombros durante la evolución humana”.

Dos fósiles clave

Por fortuna, en el nivel TD6 del yacimiento de Gran Dolina, situado en la sierra de Atapuerca (Burgos), se han conservado dos escápulas: una de ellas perteneció a un individuo infantil y la otra a un individuo de edad equivalente a la de un adolescente actual. Estos fósiles se obtuvieron durante la excavación de la primera década del siglo XXI y pertenecieron a la especie Homo antecessor.

“En un estudio previo de estos dos fósiles se había observado que la morfología de las escápulas era muy similar a la nuestra. Pero hasta ahora faltaba conocer el modelo de crecimiento y desarrollo de los hombros, lo que nos ha permitido comprobar que los huesos de nuestra cintura escapular han experimentado modificaciones en consonancia con unas capacidades diferentes”, señala José María Bermúdez de Castro.

Estudio comparativo

Con la escasa información disponible se sabía que las escápulas de los australopitecos se parecían en cierto modo a las de los chimpancés o los gorilas y diferían de las nuestras. “Sabemos que el desarrollo de nuestros ancestros más arcaicos era muy similar al de los simios antropoideos y la morfología de sus hombros denota que aún conservaban la capacidad para trepar con facilidad. Nosotros, en cambio, hemos perdido esa habilidad”, explica Daniel García Martínez.

Reconstrucción virtual de escápulas de H. antecessor (rojo) y otras especies de homínidos fósiles (gris)/Daniel García et al

 

Para averiguar cuándo surgieron nuestras peculiaridades anatómicas, además de la antropología virtual y la morfometría geométrica 3D, los investigadores han utilizado métodos estadísticos complejos para estudiar el desarrollo de la cintura escapular de la especie Homo antecessor, en comparación con el de otras especies del Plioceno y del Pleistoceno Inferior, como Australopithecus sediba o Australopithecus afarensis. También se han empleado una muestra muy amplia de Homo sapiens y de chimpancés (Pan troglodytes).

“Este estudio muestra que, aunque existían ligeras diferencias morfológicas entre las escápulas de Homo antecessor y Homo sapiens, estas eran mucho más similares a los humanos, a Homo erectus e incluso a Australopithecus que a los chimpancés”, comenta Daniel García Martínez.

En lo que se refiere al modo en que las escápulas crecían, también se observó que este era muy diferente del de los chimpancés, y comparable al de Homo. sapiens. “Bien es cierto que los datos parecen apuntar a que la velocidad del crecimiento era superior en Homo. antecessor, un aspecto apuntado por el equipo de investigación del CENIEH en base a evidencias dentales”, apunta José María Bermúdez de Castro.

Este artículo sienta las bases sobre el desarrollo de la cintura escapular en especies del Pleistoceno Inferior, y abre la puerta a nuevas investigaciones acerca del estudio del desarrollo del hombro en especies fósiles, ya que en el futuro se puede ampliar el marco temporal y estudiar el desarrollo de otras especies incluso del Plioceno, como los Australopithecus.

 

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Homo sapiens Arabia Elefante Nefud

Huellas humanas proporcionan la evidencia más antigua de 'Homo sapiens' en Arabia

Huellas humanas proporcionan la evidencia más antigua de 'Homo sapiens' en Arabia

El CENIEH participa en un artículo publicado  en la revista Science Advances que presenta el descubrimiento en el desierto arábigo de Nefud de 376 huellas humanas y animales, con 120.000 años de antiguedad
Homo sapiens Arabia Elefante Nefud
Investigador buscando huellas en los depósitos del paleolago/Palaeodeserts Project

Hoy se publica en la revista Science Advances un estudio liderado por Mathew Stewart, del Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, en Alemania, con participación del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), sobre el descubrimiento de 376 huellas humanas y animales en la parte suroeste del desierto de Nefud, que proporciona nueva información sobre la presencia de Homo sapiens en la Península arábiga durante el inicio del Pleistoceno superior.

Estas huellas, encontradas en depósitos asociados a un antiguo lago de agua dulce, han sido datadas de forma indirecta mediante el método de Luminiscencia (OSL) aplicado a granos de cuarzo, y tienen una antigüedad de 120.000 años, por lo que suponen la evidencia más antigua de presencia de Homo sapiens en Arabia. Una presencia breve, como sugieren la ausencia de herramientas líticas y las marcas de corte en los huesos fósiles.

“Hasta ahora teníamos evidencia de la presencia de nuestra especie en Oriente Próximo y en Asia hace más de 100.000 años, pero no teníamos ninguna evidencia en Arabia, a pesar de que se encuentre geográficamente en el medio, por lo que este trabajo llena un vacío significativo de conocimiento sobre el origen y la dispersión de nuestra especie”, declara el investigador del CENIEH Mathieu Duval, quien ha participado en la datación de los fósiles asociados a las huellas.

Siete huellas humanas

La región estaba habitada por una comunidad muy diversa de elefantes, camellos, órices, caballos, búfalos y humanos. De las 376 huellas descubiertas en estos parajes, aproximadamente la mitad podrían atribuirse a una especie determinada. Las huellas de elefante y camello son las más abundantes, además se han identificados algunas de búfalos y caballos. Siete de las huellas han sido identificadas como humanas y atribuidas a dos o tres personas que viajaban juntas.

“Estas huellas proporcionan una instantánea sin precedentes de las condiciones ambientales y ecológicas que existían hace 120.000 años, con lagos de agua dulce y una fauna muy diversa, distintas a las que se encuentran hoy en día en esa región.”, señala Mathieu Duval.

Este estudio realizado con el apoyo del Ministerio de Cultura de Arabia Saudita, es el resultado de una colaboración internacional que involucra a investigadores de varios países como Alemania, Arabia Saudita, Australia, Estados Unidos, España y Reino Unido.

Homo sapiens Arabia Elefante Nefud
Huellas de Elefante/Paul Breeze

Programa de Geocronología y Geología

El programa de Geocronología y Geología del CENIEH dispone de un conjunto único de laboratorios dedicados a la datación de yacimientos arqueológicos, paleontológicos, y paleoantropológicos mediante varios métodos (Luminiscencia, Núclidos Cosmogénicos, Paleomagnetismo, Resonancia Paramagéntica Electrónica (ESR), Series del Uranio).

Desde la inauguración del Centro en 2009, el Programa ha participado en la datación de varios yacimientos importantes en España (p. ej. Gran Dolina (Atapuerca, Burgos), Fuente Nueva 3 (Orce, Granada), Cuesta de la Bajada (Teruel), Porto Maior (Pontevedra)) como fuera (p. ej. Ain Boucherit (Argelia), Lunery y La Noira (Francia)).

También ha participado en la datación directa de varios fósiles humanos como Homo antecessor del nivel TD6 de Gran Dolina, el peculiar Homo naledi en Sudáfrica, Homo sapiens de la Cueva de Misliya (Israel), el más antiguo fuera de África, o la falange fósil humana de Al Wusta (Arabia Saudita).

Referencia del artículo:
Stewart M., Clark-Wilson R., Breeze P.S., Janulis K., Candy I., Armitage S.J., Ryves D.B., Louys J., Duval M., Price G.J., Cuthbertson P., Bernal M.A., Drake N.A., Alsharekh A.M., Zahrani B., Al-Omari A., Roberts P., Groucutt, H.S., Petraglia M.D. (2020). Human footprints provide snapshot of last interglacial ecology in the Arabian interior. Science Advances.
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Nuevo estudio sobre la regulación del tamaño de los molares en homínidos

Nuevo estudio sobre la regulación del tamaño de los molares en homínidos

El Grupo de Antropología Dental del CENIEH ha testado el modelo de cascada inhibitoria para explicar la relación de tamaño así como las diferencias de forma entre las distintas clases de dientes, en la muestra de molares de los individuos identificados en el yacimiento de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca.
tamaño molares homínidos
Mandíbula AT-1 de la Sima de los Huesos. Credits: Mario Modesto

La relación de tamaño de los molares es una de las características peculiares de las diferentes especies de homínidos y se han propuesto diferentes teorías para explicar esa relación de tamaño, así como las diferencias de forma entre las distintas clases de dientes (incisivos, caninos, premolares y molares). La última teoría, denominada modelo de cascada inhibitoria ha surgido de la experimentación en embriones de ratones, y en 2016 se aplicó de manera teórica a los homínidos fósiles, con resultados satisfactorios.

En apariencia, todos los homínidos cumplen el modelo de cascada inhibitoria. En un artículo del Grupo de Antropología Dental del Centro Nacional de Investigación sobre la evolución Humana (CENIEH), publicado recientemente en la revista Journal of Anatomy, se ha testado este modelo en la muestra de molares de los individuos identificados en el yacimiento de la Sima de los Huesos, situado en la sierra de Atapuerca (Burgos).

Los resultados coinciden de manera extraordinaria con el modelo generado en ratones, por lo que se confirma una vez más su utilidad. “No obstante, nuestras conclusiones han notado una anomalía del modelo, cuando se aplica a las especies más antiguas del género Homo”, puntualiza José María Bermúdez de Castro, coordinador del Programa de Paleobiología del CENIEH y autor principal de este trabajo.

Serie creciente y decreciente

En los géneros Ardipithecus, Australopithecus y Paranthropus, así como en Homo habilis, la serie molar es creciente y cumple perfectamente los presupuestos del modelo de cascada inhibitoria. Lo mismo sucede con Homo sapiens, pero con la diferencia de que la serie molar es decreciente, siendo el primer molar más grande que el segundo y este más grande que el tercero (muela del juicio).

La aplicación del modelo de cascada inhibitoria asumía que el cambio de la serie creciente a la decreciente habría sucedido hace poco menos de dos millones de años, quizá coincidiendo con la transición entre los géneros Australopithecus y Homo. “Sin embargo, en nuestro trabajo notamos que ese cambio pudo tardar al menos un millón de años en producirse”, señala Bermúdez de Castro.

Los homininos de la Sima de los Huesos, con unos 430.000 años de antigüedad, representan un buen ejemplo de esa transición, mientras que la mayoría de especímenes de Homo ergaster, Homo erectus, Homo antecessor y Homo heidelbergensis, entre otras especies, no cumplen el modelo de cascada inhibitoria. “Nuestra idea es seguir con las investigaciones para averiguar qué mecanismos genéticos están detrás de esta anomalía en el modelo”, declara Bermúdez de Castro.

 

Bermúdez de Castro et al. 2020. Testing the inhibitory cascade model in the Middle Pleistocene Sima de los Huesos (Sierra de Atapuerca, Spain) hominin sample. Journal of Anatomy. DOI: 10.1111/joa.13292

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Los molares de Sima de los Huesos comparten características del tejido dental con Homo antecessor y los neandertales

Los molares de Sima de los Huesos comparten características del tejido dental con Homo antecessor y los neandertales

El Grupo de Antropología Dental del CENIEH publica un artículo en PLOS ONE en el que se analizan mediante microscopía y microtomografía computarizada los tejidos dentales de los molares de los individuos del Pleistoceno medio europeo hallados en este yacimiento de Atapuerca, y se comparan con especies del registro fósil y con humanos modernos
molares Sima Huesos
Distribución del grosor del esmalte en un molar superior de Sima de los Huesos comparado con H. antecessor, neandertal y humano moderno. Credits: Martín-Francés et al.

El Grupo de Antropología Dental del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) ha publicado esta semana en la revista PLOS ONE un artículo que supone otro paso adelante en la caracterización de los individuos del yacimiento de Sima de los Huesos (Atapuerca, Burgos) y su relación con neandertales y Homo antecessor, y contribuye a esclarecer los pasos evolutivos que resultaron en la dentición característica de los homininos del Pleistoceno Superior.

En este artículo, liderado por la investigadora Laura Martín-Francés (CENIEH y PACEA-Universidad de Burdeos), se han analizado los tejidos dentales de los molares de los individuos del Pleistoceno medio europeo, hallados en Sima de los Huesos, y se comparan con especies del registro fósil y con humanos modernos.

Para llevar a cabo este estudio comparativo, se ha examinado mediante microtomografía computarizada (mCT) e imágenes de alta resolución la estructura interna de 72 molares superiores e inferiores de este yacimiento de Atapuerca, que se contrastaron con más de 500 molares pertenecientes a especies del género Homo, extintas y actuales, de África, Asia y Europa.

De todo el registro fósil analizado, sólo los neandertales presentan un patrón estructural único de tejidos molares (grosor de esmalte, porcentaje de tejidos y su distribución en la corona) que, además, no comparte con ninguna otra especie. “En comparación con dicho registro y con los humanos modernos, los neandertales poseían un esmalte fino, con una proporción mayor de dentina y un patrón de la distribución más disperso”, afirma Laura Martín-Francés.

Se ha podido determinar que los molares de los individuos de Sima de los Huesos poseían un esmalte grueso y, que, por tanto, no comparte con los neandertales este rasgo. Sin embargo, sí que comparte con ellos el patrón de distribución de los tejidos.

“Los resultados sugieren que, aunque el complejo de rasgos típicamente neandertal apareció más tarde, ciertos aspectos de la estructura de los molares en los neandertales estaban ya presentes en los homininos de Sima de los Huesos. Anteriormente habíamos identificado este mismo patrón en Homo antecessor, otra de las especies recuperadas en Atapuerca”, añade Laura Martín Francés.

La población de Sima de los Huesos, relacionada genéticamente con los neandertales, representa una oportunidad única para el estudio de la aparición del patrón estructural de los tejidos molares “típico” neandertal.

molars Sima de los Huesos
Distribución del grosor del esmalte en un molar inferior de Sima de los Huesos comparado con H. antecessor, espécimen de Tighenif y humano moderno. Credits: Martín-Francés et al.
Martín-Francés, L., Martinón-Torres, M., Martínez de Pinillos, M., García-Campos, C., Zanolli, C., Bayle, P., Modesto-Mata, M., Arsuaga, J. L., & Bermúdez de Castro, J. M. (2020). Crown tissue proportions and enamel thickness distribution in the Middle Pleistocene hominin molars from Sima de los Huesos (SH) population (Atapuerca, Spain). PLoS ONE, 15(6), e0233281. doi: 10.1371/journal.pone.0233281.
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