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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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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El georradar desvela las partes desconocidas de las cavidades de la Sierra de Atapuerca

El georradar desvela las partes desconocidas de las cavidades de la Sierra de Atapuerca

EL CENIEH participa en un estudio liderado por Lucía Bermejo, en el que se ha utilizado este método geofísico para definir la parte inferior de las cuevas de los yacimientos de la Trinchera del Ferrocarril
georradar Sierra de Atapuerca Trinchera del Ferrocarril
Trabajos de GPR en la Trinchera del Ferrocarril (Atapuerca). Credits: Miguel Ángel Martín

Un equipo internacional de investigadores del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) y la Universidad de Denver ha conseguido definir la parte inferior de las cuevas de los yacimientos de la Trinchera del Ferrocarril (Cueva Peluda, Sima del Elefante, Galería y Gran Dolina), mediante el uso del georradar, desvelando las partes desconocidas de estas cavidades de la Sierra de Atapuerca (Burgos).

Este método geofísico no invasivo, muy empleado en arqueología gracias a su rápida y fácil aplicación, permite descubrir estructuras enterradas a distintas profundidades. Sin embargo, suele descartarse en el estudio de cavidades porque los sedimentos arcillosos que las rellenan, al ser muy conductivos, atenúan la señal del radar limitando su capacidad de penetración.

“No obstante, esta característica nos ha servido para estudiar la parte inferior de estas cuevas, ya que hemos podido diferenciar, con claridad, las paredes de los conductos, de los sedimentos que las rellenan”, afirma Lucía Bermejo, autora principal de este estudio que se ha publicado recientemente en la revista Geomorphology.

La profundidad de las cuevas se ha podido delimitar mediante dos sondeos mecánicos con recuperación de testigo, que han identificado hasta 17 metros de rellenos terrígenos, como en el caso del yacimiento de Galería. Además, se han conseguido distinguir diferentes tipos de sedimentos, gracias a lo cual se ha registrado un posible conducto relleno de sedimentos fluviales que conectaría el nivel inferior de Cueva Peluda con la parte inferior de Sima del Elefante.

Actividad minera

Por otro lado, con la información aportada por el georradar y las fotografías históricas, ha sido posible establecer la extensión del impacto de la actividad minera que tuvo lugar en la Trinchera hasta los años 70 del siglo XX.

Esta actividad fue especialmente intensa entre la Cueva del Compresor, situada frente a Galería, y Gran Dolina y generó unos rellenos de escombros que alcanzan hasta 4 metros de potencia en las áreas de mayor impacto.

“Todos estos datos ayudarán planificar de manera óptima las estrategias de futuras excavaciones, ya que con este estudio se han podido identificar las zonas mejor conservadas”, concluye Lucía Bermejo.

Las cavidades de la Trinchera del Ferrocarril (Atapuerca). Credits: L. Bermejo et al
Bermejo, L., Ortega, A. I., Parés, J. M., Campaña, I., Bermúdez de Castro, J. M., Carbonell, E., & Conyers, L. B. (2020). Karst features interpretation using ground-penetrating radar: A case study from the Sierra de Atapuerca, Spain. Geomorphology (0), 107311. doi: 10.1016/j.geomorph.2020.107311
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La dentición permite estimar el sexo de los individuos más jóvenes de Sima de los Huesos

La dentición permite estimar el sexo de los individuos más jóvenes de Sima de los Huesos

En un nuevo estudio sobre dimorfismo sexual realizado por el Grupo de Antropología Dental del CENIEH, en el que se han analizado un total 32 piezas dentales, se ha podido determinar el sexo de los especímenes inmaduros hallados en este yacimiento situado en la Sierra de Atapuerca

dentición Sima de los Huesos dimorfismo sexual
Caninos de Sima de los Huesos. Credits: Cecilia García Campos

La revista Journal of Human Evolution publica hoy un estudio sobre dimorfismo sexual liderado por Cecilia García Campos, investigadora del Grupo de Antropología Dental del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), en el que, gracias al análisis de 32 piezas dentales mediante microtomografía computarizada, se ha podido abordar con éxito el desafío de estimar el sexo de al menos 15 individuos de la población del yacimiento de Sima de los Huesos en la Sierra de Atapuerca (Burgos).

La extraordinaria colección fósil recuperada en este yacimiento del Pleistoceno Medio ofrece una oportunidad única para la realización de estudios demográficos sobre las poblaciones que habitaron en Europa durante este periodo. Sin embargo, la mayor parte de los individuos de la población de Sima de los Huesos son sub-adultos o adultos jóvenes que no han finalizado su desarrollo, por lo que no presentan rasgos sexuales secundarios claros en su esqueleto que ayuden a determinar su sexo.

Por el contrario, estos rasgos sí que pueden apreciarse en su dentición, tal y como explica la autora principal de este trabajo: “los dientes se forman pronto, permitiendo sugerir una asignación sexual incluso en aquellos individuos que no han superado la adolescencia, por lo que la antropología dental resulta una herramienta muy útil cuando se pretende estudiar poblaciones del pasado con estructuras demográficas similares a la de Sima de los Huesos”.

Histología dental

Gracias al estudio de la dentición de poblaciones actuales, el Grupo de Antropología Dental del CENIEH fue capaz de identificar en 2018 un patrón histológico característico para diferenciar los caninos pertenecientes a individuos masculinos de los caninos de individuos femeninos que presentaba una eficacia del 92,3%.

La aplicación de dicho patrón en Sima de los Huesos ha permitido no solo ratificar las estimaciones sexuales propuestas en estudios previos, sino además sugerir una asignación sexual para los individuos más jóvenes de la muestra, lo que no había sido posible en trabajos anteriores. Todo ello, por tanto, ha puesto de manifiesto la utilidad de la histología dental para la evaluación del dimorfismo sexual y la estimación del sexo de las poblaciones humanas modernas y del pasado.

“En concreto, esta herramienta resulta especialmente útil en contextos paleoantropológicos, en los cuales el resto de estructuras óseas suelen aparecer fragmentadas, o están ausentes, y sobre todo en aquellos en los que su estructura demográfica presente una mayor representación de individuos sub-adultos”, señala Cecilia García Campos.

 

 

García-Campos, C., Modesto-Mata, M., Martinón-Torres, M., Martínez de Pinillos, M., Martín-Francés, L., Arsuaga, J.L., Bermúdez de Castro, J. M. 2020. Sexual dimorphism of the enamel and dentine dimensions of the permanent canines of the Middle Pleistocene hominins from Sima de los Huesos (Burgos, Spain). Journal of Human Evolution

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