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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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

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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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