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.
Noticia CENIEH

Un estudio propone la baja diversidad genética de los neandertales como principal causa de su extinción

Nuevos datos apoyan la teoría de la baja diversidad genética de los neandertales como principal causa de su extinción

Vértebra con UTF (asterisco)

¿Qué provocó la desaparición de Homo neanderthalensis, una especie que, aparentemente, tenía tantas capacidades como Homo sapiens? Hay varias teorías que tratan de explicarlo: el clima, la competencia con Homo sapiens, la baja diversidad genética… Un estudio en el que participa la Universitat de València (UV) analiza la primera vértebra cervical de varios neandertales y confirma que la diversidad genética de la población era baja, lo que dificultó su capacidad de adaptación a posibles cambios del entorno y, por tanto, su supervivencia. La investigación ha sido publicada en Journal of Anatomy.

En el estudio ha participado el profesor Juan Alberto Sanchis Gimeno, del Departamento de Anatomía y Embriología Humana de la Facultat de Medicina i Odontologia de la Universitat de València; el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), y el Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH). Se han analizado tres vértebras del yacimiento de Krapina (Croacia) y revisado el material de otros yacimientos.

Los neandertales habitaron el continente europeo hasta hace apenas 30.000 años y su desaparición continúa siendo un misterio. Para conocer su diversidad genética se ha trabajado descifrando su genoma, pero también analizando diferentes caracteres anatómicos del registro fósil de la especie. “En este estudio nos hemos centrado en las variantes anatómicas de la primera vértebra cervical, conocida como atlas. Las variantes anatómicas de esta vértebra tienen una alta relación con la diversidad genética: cuanto mayor es la prevalencia de este tipo de variantes anatómicas, menor es la diversidad genética poblacional”, explica el investigador del MNCN, Carlos A. Palancar.

En Homo sapiens las variantes anatómicas del atlas han sido ampliamente estudiadas en los últimos años. En el caso de los humanos modernos, el atlas muestra alguna de las distintas variantes anatómicas en casi el 30% de los casos. “Sin embargo, probablemente debido a la mala preservación que tiene esta vértebra cervical y el poco material recuperado en el registro fósil, los atlas de neandertales apenas se han observado bajo esta lupa”, aclara el investigador de la Universidad de Valencia Juan Alberto Sanchis Gimeno.

Recientemente, investigadores del Grupo de Paleonantropología del MNCN determinaron la presencia de diferentes variantes anatómicas en los atlas de los neandertales del yacimiento de El Sidrón (Asturias). Con el objetivo de confirmar la alta prevalencia de las variantes anatómicas de esta especie analizaron exhaustivamente los atlas fósiles de los neandertales del yacimiento de Krapina (Croacia). “Krapina es un yacimiento de alrededor de 130.000 años de antigüedad, frente a los cerca de 50.000 que tiene El Sidrón. Es el yacimiento del que se ha recuperado un mayor número de restos neandertales, lo que lo convierte en una muestra de especial interés en el análisis de la diversidad genética de esta especie ya que potencialmente todos los individuos pertenecían a una misma población”, apunta Daniel García-Martínez, investigador del CENIEH.

El estudio de la anatomía de los tres atlas recuperados en este yacimiento ha revelado la presencia de variantes anatómicas en dos de ellos (66%). Una de ellas, conocida como Unclosed Transverse Foramen, UTF, tiene una prevalencia de tan sólo un 10% en humanos modernos. “Comprobar la presencia de estas variantes anatómicas en Krapina, junto con la revisión de otros atlas presentados a la comunidad científica que hasta ahora no se han analizado bajo esta perspectiva y que arroja datos similares (más del 50%), sugieren que la cantidad de variantes en los neandertales es significativamente mayor que la de humanos actuales”, afirma Palancar. “Estos datos apoyan la teoría de que su diversidad genética era muy baja y confirma que esta pudo ser una de las causas de su desaparición”, concluye el investigador del MNCN Markus Bastir.

 

Noticia Asociación RUVID Fuente: UV

Un estudio propone la baja diversidad genética de los neandertales como principal causa de su extinción

EL CENIEH participa en un artículo publicado en la revista Journal of Anatomy sobre la primera vértebra cervical, atlas, de varios neandertales de yacimiento de Krapina (Croacia), que confirman que la diversidad genética de estas poblaciones era menor

neandertales extinción
Atlas (Kr.98) recuperado del yacimiento de Krapina. Credits: Carlos A. Palancar et al

¿Qué provocó la desaparición de Homo neanderthalensis, una especie que, aparentemente, tenía tantas capacidades como Homo sapiens? Hay varias teorías que tratan de explicarlo: el clima, la competencia, la baja diversidad genética… Daniel Garcia Martínez, investigador el Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) participa en un estudio, publicado en la revista Journal of Anatomy, sobre la primera vértebra cervical de varios neandertales que confirma que la diversidad genética de la población era baja, lo que dificultó su capacidad de adaptación a posibles cambios del entorno y, por tanto, su supervivencia.

Los neandertales habitaron el continente europeo hasta hace apenas 30.000 años y su desaparición continúa siendo un misterio. Para conocer su diversidad genética se ha trabajado descifrando su genoma pero también analizando diferentes caracteres anatómicos del registro fósil de la especie.

“Nos hemos centrado en las variantes anatómicas de la primera vértebra cervical, conocida como atlas. Las variantes anatómicas de esta vértebra, tienen una alta relación con la diversidad genética: cuanto mayor es la prevalencia de este tipo de variantes anatómicas, menor es la diversidad genética poblacional”, explica el investigador del MNCN, Carlos A. Palancar.

En H. sapiens las variantes anatómicas del atlas han sido ampliamente estudiadas en los últimos años. En el caso de los humanos modernos, el atlas muestra alguna de las distintas variantes anatómicas en casi el 30% de los casos.

El Sidrón

En este estudio en la que también han participado investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales de Madrid (MNCN-CSIC) y la Universidad de Valencia se han analizado tres vértebras del yacimiento de Krapina (Croacia) y revisado el material de otros yacimientos como El Sidrón (Asturias).

Recientemente, investigadores del Grupo de Paleonantropología del MNCN, determinaron la presencia de diferentes variantes anatómicas en los atlas de los neandertales de El Sidrón, Con el objetivo de confirmar la alta prevalencia de estas variantes anatómicas de esta especie analizaron exhaustivamente los atlas fósiles de los neandertales del yacimiento de Krapina.

“Krapina es un yacimiento de alrededor de 130.000 años de antigüedad, frente a los cerca de 50.000 que tiene El Sidrón. Es el yacimiento del que se ha recuperado un mayor número de restos neandertales, lo que lo convierte en una muestra de especial interés en el análisis de la diversidad genética de esta especie ya que potencialmente todos los individuos pertenecían a una misma población”, apunta Daniel García-Martínez.

Diversidad genética

El estudio de la anatomía de los tres atlas recuperados en este yacimiento ha revelado la presencia de variantes anatómicas en dos de ellos (66%). Una de ellas, conocida como Unclosed Transverse Foramen, UTF, tiene una prevalencia de tan sólo un 10% en humanos modernos.

“Comprobar la presencia de estas variantes anatómicas en Krapina, junto con la revisión de otros atlas presentados a la comunidad científica que hasta ahora no se han analizado bajo esta perspectiva y que arroja datos similares (más del 50%), sugieren que la cantidad de variantes en los neandertales es significativamente mayor que la de humanos actuales”, afirma Palancar.

“Estos datos apoyan la teoría de que su diversidad genética era muy baja y confirma que esta pudo ser una de las causas de su desaparición”, concluye el investigador del MNCN Markus Bastir.

Palancar C.A., García-Martínez D., Radovčić D., et al. (2020) Krapina atlases suggest a high prevalence of anatomical variations in the first cervical vertebra of Neanderthals. Journal of Anatomy DOI: https://doi.org/10.1111/joa.13215
Noticia CENIEH

Un estudio genómico en muestras de neandertales y en humanos actuales indica la disminución de las variantes genéticas asociadas al TDAH

Un estudio genómico en muestras de neandertales y en humanos actuales indica la disminución de las variantes genéticas asociadas al TDAH

Tal como apuntan los autores, la elevada prevalencia actual del TDAH podría ser consecuencia de una selección favorable que se habría producido en el pasado

La frecuencia de variantes genéticas asociadas al trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) ha disminuido de forma progresiva en el linaje evolutivo humano desde el Paleolítico hasta la actualidad, según un artículo publicado en la revista Scientific Reports.

El nuevo estudio genómico compara diversas variantes genéticas asociadas con el TDAH descritas en poblaciones europeas actuales para evaluar su evolución en muestras de la especie humana modernas y antiguas (Homo sapiens) y en muestras arcaicas de neandertales (Homo neanderthalensis). Según las conclusiones, la tendencia a la baja que se observa en poblaciones europeas no se podría explicar ni por la mezcla genética con poblaciones africanas ni por la introgresión de segmentos genómicos neandertales en nuestro genoma.

La investigación está dirigida por Bru Cormand, catedrático de la Facultad de Biología y miembro del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), el Instituto de Investigación Sant Joan de Déu (IRSJD) y el CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER), y por el investigador Òscar Lao, del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), integrado en el Centro de Regulación Genómica (CRG). En el trabajo, cuya primera autora es la investigadora del CNAG-CRG Paula Esteller —actualmente estudiante de doctorado en el Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-UPF)— también participan grupos de investigación de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) y de la Universidad Estatal de Medicina de Nueva York, en Estados Unidos.

TDAH neandertales
Los expertos Paula Esteller, Bru Cormand y Òscar Lao

El TDAH: ¿un valor adaptativo en el linaje evolutivo de los humanos?

El trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) es una alteración del neurodesarrollo que puede tener un gran impacto en la vida de los afectados. Caracterizado por la hiperactividad, la impulsividad y el déficit de atención, es muy frecuente en las poblaciones actuales —tiene una prevalencia del 5 % en niños y adolescentes— y se puede alargar hasta la edad adulta.

Desde un punto de vista evolutivo, se esperaría que algo que es perjudicial tienda a desaparecer. Para explicar que no haya sido así, se han propuesto varias hipótesis naturales, especialmente centradas en el contexto de la transición del Paleolítico al Neolítico, como la llamada teoría del desajuste (mismatch theory).

«Según esta teoría, los cambios culturales y tecnológicos que se han producido durante los últimos miles de años nos habrían permitido modificar el entorno para adecuarlo a corto plazo a nuestras necesidades fisiológicas. Ahora bien, a largo plazo, estos cambios habrían propiciado un desajuste respecto al entorno en que nuestros ancestros cazadores-recolectores evolucionaron», apuntan los autores.

Así pues, determinados rasgos como la hiperactividad o la impulsividad —que son característicos de personas con TDAH— podrían haber sido selectivamente favorecidos en ambientes ancestrales dominados por un estilo de vida principalmente nómada. En cambio, los mismos rasgos podrían haber devenido no adaptativos en otros entornos asociados a los tiempos más recientes (es decir, mayoritariamente sedentarios).

¿Por qué es uno de los trastornos psiquiátricos más comunes en la infancia y adolescencia?

El nuevo trabajo, basado en el estudio de 20.000 personas afectadas por TDAH y 35.000 controles, revela que las variantes genéticas o alelos asociados al TDAH tienden a encontrarse en genes intolerantes a las mutaciones que ocasionan pérdidas de función, lo que indica la existencia de una presión selectiva sobre este fenotipo.

Tal como apuntan los autores, la elevada prevalencia actual del TDAH podría ser consecuencia de una selección favorable que se habría producido en el pasado. A pesar de ser un fenotipo desventajoso en el nuevo contexto ambiental, la prevalencia seguiría siendo elevada porque no ha habido suficiente tiempo para que disminuya. Sin embargo, debido a la ausencia de datos genómicos disponibles para el TDAH, ninguna de las hipótesis ha podido contrastarse empíricamente hasta ahora.

«Así pues, los análisis que hemos realizado avalan la presencia de presiones selectivas que habrían estado actuando desde hace mucho tiempo en contra de las variantes asociadas al TDAH. Estos resultados son compatibles con la teoría del desajuste, pero sugieren que las presiones selectivas negativas habrían comenzado mucho antes de la transición entre el Paleolítico y el Neolítico, hace unos 10.000 años», concluyen los autores.

 

Artículo de referencia:

 Esteller-Cucala, P.; Maceda, I.; Børglum, A. D.; Demontis, D.; Faraone, S. V.; Cormand, B.; Lao, O. «Genomic analysis of the natural history of attention-deficit/hyperactivity disorder using Neanderthal and ancient Homo sapiens samples»Scientific Reports, mayo de 2020. Doi: 10.1038/s41598-020-65322-4

Noticia Universidad de Barcelona