sábado, 19 de marzo de 2016

Cambios climáticos a finales del Mioceno y principios del Plioceno

Sarah J. Feakins et al (2013) han estudiado la aparición de las praderas en el Valle del Rift y la evolución de los pastos en los últimos 12 Ma. Identificaron un aumento de la biomasa C 4 entre 11-9 Ma. El aumento de biomasa C 4 no estuvo asociado a una expansión de pastizales, lo cual es un indicio de pastos C 3. Esto da lugar a uno modelo de un ecosistema de árboles estacionalmente secos y pastizales sustituido por pastos C 4. En los últimos 12 Ma, no existieron grandes bosques en el este de África.
Según Kevin T. Uno et al (2016) las hierbas C4 aparecen hace 10 Ma y su presencia va aumentando progresivamente. La respuesta de los mamíferos herbívoros a esta aparición, fue inmediata, como se evidencia a partir de los análisis isotópicos del esmalte dental.
Hace 8,5 Ma quedó restringida la circulación de agua entre Atlántico y Mediterráneo y cerrada definitivamente la conexión entre Mediterráneo e Índico. El Mediterráneo se fue convirtiendo en lagos de salmuera. El nivel del mar alcanzó su nivel más bajo entre 5,8–5,5 Ma.
Hace 8 Ma la meseta tibetana se elevó sustancialmente, dando como resultado un monzón que llevaba lluvia del Índico hacia África del Norte. En el apogeo de la crisis de salinidad del Mediterráneo, África del Noreste y las tierras que rodeaban el Mediterráneo se hallaban sumidas en humedad. El Sahara absorbía el agua en cuatro enormes cuencas que crearon vastos lagos internos, que vaciaban en la cuenca oriental del Mediterráneo.
Entre 7-3 Ma, África Central fue una región encrucijada marcada por los intercambios faunísticos con el norte y el este de África.
En el Chad, las evidencias demuestran una alternancia de periodos húmedos (con un gran lago) y áridos. Sahelanthropus tchadensis está asociado a una vegetación perilacustre, a un mosaico de lago y desierto, por ello su hábitat es incierto, si bien Brunet el al (2005) consideran que fue el bosque.

Nordeste de África entre 7-4,6 Ma. Griffin 1996.

Los datos paleontológicos disponibles actualmente, apuntan a la presencia entre 7-4,4 Ma de al menos cuatro especies candidatas a Hominini temprano: Sahelanthropus tchadensis, Orrorin tugenensis, Ardipithecus kaddaba y Ardipithecus ramidus. Aunque el consenso no es total, la mayoría está de acuerdo en incluirlas en el clado Hominini en base a una serie de rasgos derivados compartidos que sugieren modificaciones conductuales significativas: reducción de tamaño y otros cambios en la morfología de los caninos, insinúan cambios en la dieta; la localización y orientación del foramen magnum y varios huesos postcranelaes, en la postura y la forma de desplazamiento. Al mismo tiempo, muchos rasgos de los pies, extremidades superiores, pelvis, capacidad craneal, etc, no muestran innovación o muy poca. Esta mezcla de rasgos derivados y retenciones parece estar relacionada con la experimentación de formas híbridas de locomoción, quizá alternado la bipedación con la cuadripedia o quizá una bipedación por encima de las ramas de los árboles, en el momento de la separación con el linaje de los chimpancés. El área biogeográfica donde aparecen estas especies cubre desde el Rift hasta el Sur de África, si bien tchadensis fue encontrado 2.500 km al oeste del Valle del Rift. Los datos recogidos de los carbonatos del suelo, isótopos de carbono n-alcanos en sedimentos marinos, dientes fosilizados de mamíferos y simulaciones matemáticas, establecen una tendencia a la aridez a largo plazo en el este de África, modulada por periodos de alta variabilidad climática y cortos periodos de relativa estabilidad. La aridez fue debida a un calentamiento global que comenzó al final del Paleoceno y la variabilidad climática a la acción intermitente de los ciclos de Milankovitch y la progresiva separación y levantamiento tectónico del Este de África, que fue taponando las corrientes de aire seco y caliente procedentes del Océano Atlántico. Estos cambios climáticos y ambientales transformaron el este y el sur de Africa en una región heterogénea con altas montañas y un mosaico de hábitats desde bosques húmedos y cerrados a praderas y desiertos. Las nuevas adaptaciones de los Hominini tempranos parecen asociadas directamente con un contexto inestable y fluctuante y presiones selectivas relacionadas con el incremento de la extensión de los hábitats abiertos (Parravicini y Pievani, 2016).


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Patrones ecológicos en la evolución humana

Andrea Parravicini y Telmo Pievani utilizan el enfoque multinivel para la evolución propuesto por Niles Eldredge como instrumento de interpretación de la evolución humana, afectada en gran medida por los cambios climáticos globales.

Durante mucho tiempo, el gradualismo filético fue el modelo evolutivo privilegiado en la Paleoantropología, dando lugar a un patrón filogenético lineal, donde era imposible la coexistencia de varias especies en el mismo tiempo y lugar (Dobzhansky, 1962; Mayr, 1963). Actualmente, el crecimiento de la base empírica, junto con evidencias convergentes de la Paleontología, la Biología Molecular, la Paleobiogeografía, la Paleoecología y otros campos, rechazan el modelo lineal.

Los datos paleontológicos disponibles actualmente, apuntan a la presencia entre 7-4,4 Ma de al menos cuatro especies candidatas a Hominini temprano: Sahelanthropus tchadensis, Orrorin tugenensis, Ardipithecus kaddaba y Ardipithecus ramidus. Aunque el consenso no es total, la mayoría está de acuerdo en incluirlas en el clado Hominini en base a una serie de rasgos derivados compartidos que sugieren modificaciones conductuales significativas: reducción de tamaño y otros cambios en la morfología de los caninos, insinúan cambios en la dieta; la localización y orientación del foramen magnum y varios huesos postcranelaes, en la postura y la forma de desplazamiento. Al mismo tiempo, muchos rasgos de los pies, extremidades superiores, pelvis, capacidad craneal, etc, no muestran innovación o muy poca. Esta mezcla de rasgos derivados y retenciones parece estar relacionada con la experimentación de formas híbridas de locomoción, quizá alternado la bipedación con la cuadripedia o quizá una bipedación por encima de las ramas de los árboles, en el momento de la separación con el linaje de los chimpancés. El área biogeográfica donde aparecen estas especies cubre desde el Rift hasta el Sur de África, si bien tchadensis fue encontrado 2.500 km al oeste del Valle del Rift. Los datos recogidos de los carbonatos del suelo, isótopos de carbono n-alcanos en sedimentos marinos, dientes fosilizados de mamíferos y simulaciones matemáticas, establecen una tendencia a la aridez a largo plazo en el este de África, modulada por periodos de alta variabilidad climática y cortos periodos de relativa estabilidad. La aridez fue debida a un calentamiento global que comenzó al final del Paleoceno y la variabilidad climática a la acción intermitente de los ciclos de Milankovitch y la progresiva separación y levantamiento tectónico del Este de África, que fue taponando las corrientes de aire seco y caliente procedentes del Océano Atlántico. Estos cambios climáticos y ambientales transformaron el este y el sur de Africa en una región heterogénea con altas montañas y un mosaico de hábitats desde bosques húmedos y cerrados a praderas y desiertos. Las nuevas adaptaciones de los Hominini tempranos parecen asociadas directamente con un contexto inestable y fluctuante y presiones selectivas relacionadas con el incremento de la extensión de los hábitats abiertos.

El género Australopithecus aparece hace 4,2-4 Ma, con similares condiciones ambientales. Australopithecus anamensis estaba más adaptado que Ardipithecus a hábitats más áridos. El género Australopithecus comprende un número significativo de especies que poblaron el este y el sur de África, aunque varias son controvertidas, y se extendió por un largo periodo entre 4,2-1,8 Ma. Cada una de estas especies muestra una mezcla única de características anatómicas incluyendo retenciones y algunas innovaciones, sobre todo en la dentición y la postura, que anticipan al género Homo. Estos rasgos en mosaico indican una dieta diversificada y una bipedación avanzada en el marco de una mezcla de modos de locomoción, con adaptaciones a la trepa y a la vida en los árboles, una flexibilidad para hacer frente a un entorno cambiante con inestabilidad persistente del clima. La industria Lomekwiense se ha datado en hace 3,3 Ma, conjeturalmente en asociación con Kenyanthropus platyops.
Cuando surgió el género Homo, la bipedación se convirtió en prevalente y luego obligada. Esta transición evolutiva pudo llevarse a cabo, con un patrón en mosaico, por unas pocas especies morfológicamente inestables o por una pluralidad de especies separadas, cada una con un conjunto específico de características. La inestabilidad climática y la fragmentación del hábitat fueron los retos macroevolutivos. Una pluralidad de estrategias de adaptación, compartiendo la misma flexibilidad, fue la respuesta. En términos de una teoría de múltiples niveles evolutivos, vemos un conjunto de comportamientos experimentales, desencadenados por fuerzas externas que operan a nivel macro-evolutivo: las fluctuaciones en el clima global y los cambios ambientales regionales. A nivel inferior, cada especie buscó su propio camino y estrategias de flexibilidad ecológica y especialización dietética, produciendo diferentes conjuntos de cambios adaptativos.

En los estallidos de diversificación de hace 2,9-2,6 Ma y 2,4-2 Ma, la ramificación de los Hominini alcanzó su mayor extensión, desmintiendo cualquier teoría lineal para la filogenia humana. Tras una aparente estasis de un millón de años, y aunque otros miembros del género le sobreviven durante otro millón de años, Australopithecus afarensis se extinguió hace 2,9 Ma y el género Homo parece surgir poco después: la mandíbula de Ledi-Geraru, ha sido datada en 2,8-2,75 Ma. El género Paranthropus aparece hace 2,7 Ma. Observamos, por tanto, una sorprendente cohabitación de diferentes géneros en el este y el sur de África a comienzos del Pleistoceno. Estas poblaciones muestran un nuevo mosaico de rasgos relacionados con los nichos ambientales. La impresionante radiación de especies junto con la inestabilidad climática y la fragmentación del hábitat sugieren fuertemente una especiación geográfica y un cambio puntuado.

A comienzos del Pleistoceno se produjo un enfriamiento global relacionado con la variación de la órbita de la Tierra y la inclinación del eje de giro, asi como por la deriva de los continentes que dio lugar al istmo de Panamá o, en una hipótesis alternativa, al cierre de la vía marítima por Indonesia. Las corrientes se modificaron, enfrió la superficie del mar, se desviaron los vientos y los hielos polares se expandieron, provocando una severa Edad del Hielo, con intensas fluctuaciones entre fases glaciares e interglaciares. Debido a estos cambios globales, el clima de África se hizo todavía más seco e inestable, alternando ciclos de alta y baja variabilidad climática de humedad-aridez dando lugar a periodos de relativa estabilidad rotos por intervalos de hábitats impredecibles y recursos inciertos, con una coexistencia de nichos ecológicos heterogéneos. El Sahara se extendió y aumentó la proporción de plantas C4. A causa de esta fragmentación ambiental, muchas poblaciones periféricas quedaron aisladas, lo que produjo las condiciones ideales para la extinción de especies, especiaciones alopátridas, radiaciones adaptatativas y evolución puntuada.
  • Paranthropus estaba equipado con un potente aparato masticatorio para una dieta vegetariana casi exclusiva en plantas C4. P. boisei, más especializado en los pastos y juncias y P. robustus en las frutas carnosas de árboles. Esta ampliación de la gama alimenticia permitió la subsistencia en ambientes en mosaico.
  • En el mismo período y en el mismo entorno inestable, Homo desarrolló estrategias completamente diferentes, que revelan una mayor flexibilidad de comportamiento, con cerebros más grandes, reducción del tamaño de los dientes posteriores, flexibilidad en la dieta y producción de artefactos de piedra.
  • La Hipótesis Turnover-Pulse propone que las especies aparecen y desaparecen cuando sus entornos físicos se ven sometidos a cambios muy significativos. Según Elisabeth Vbra (1980), los ecosistemas experimentan periódicamente interrupciones importantes provocadas por cambios ambientales físicos que generan extinciones en masa. Las extinciones, a su vez, facilitan nuevas oportunidades a las especies más generalistas que pueden migrar a otros entornos, produciéndose una especiación al azar en áreas aisladas (alopátrida). Por lo tanto, la rotación de la mayoría de linajes se produjo en forma de pulsos, casi sincrónicos entre los diversos grupos de organismos. Los cambios pueden ser generalizados, pero en su mayoría son locales y aleatorios en el tiempo.
  • La Hipótesis de Potts de la Selección de Adaptaciones a la Variabilidad (1996, 1998, 2013, 2015; Grove, 2011a, 2011b) aboga por el papel de la imprevisibilidad del medio ambiente en la selección de un comportamiento flexible. Desarrolla la hipótesis Turnover-Pulse. Enfatiza la importancia de los sistemas fluctuantes para la introducción de pluralidad genética, selección natural, respuesta adaptativa e innovaciones faunísticas. Esta hipótesis difiere sustancialmente de aquellas que defienden que la evolución está relacionada con un tipo específico de hábitat. Potts propone la existencia de unas adaptaciones a la variabilidad consistentes en estructuras y comportamientos que proporcionan la necesaria flexibilidad para dar respuesta a cambios complejos en el entorno y que son uniformes dentro de las especies, pero que son capaces de mediar rasgos fenotípicos secundarios variables. Estas adaptaciones surgen en poblaciones aisladas y la selección organísmica las promueve o al menos las conserva. Cuando se producen cambios climáticos bruscos, los organismos con estas adaptaciones sobreviven a los extremos climáticos. La variabilidad climática en ciclos largos se convierte así en un agente de selección de adaptaciones a la variabilidad.
Australopithecus y Paranthropus se extinguieron después de hace 2 Ma, pero Homo sobrevivió y dio lugar a una radiación adaptativa a escala global. Homo ergaster presenta muchos rasgos innovadores que incluyen la expansión de tamaño del cerebro, el acortamiento del intervalo entre nacimientos, el retraso en el desarrollo, el tamaño y forma corporal, la anatomía postcraneal y la flexibilidad en la dieta. Todas estas innovaciones parecen estar relacionadas con una adaptación versátil y la capacidad de colonizar nuevos ambientes, incluyendo el Out of Africa.
  • Se ha propuesto una interesante hipótesis ecológica para explicar esta dispersión. En las fases húmedas de las fluctuaciones climáticas, el Sahara atrajo a los grandes herbívoros y a sus depredadores, incluyendo Homo. Cuando las cuencas de los lagos se secaron, los Homo se vieron obligados a moverse hacia el norte y el sur y algunas áreas refugio pudieron facilitar la especiación alopátrida, inluyendo Eurasia.
Lordkipanidze et al (2013) han propuesto la existencia de una única especie polimórfica hace ca 2 Ma (H. erectus ergaster georgicus), pero esta hipótesis es menos sostenible que la que argumenta la existencia de tres o más especies diferentes: los Homo tempranos experimentaron diferentes morfologías para los distintos contextos ambientales.

También fue influenciada la especiación de Homo sapiens en África hace ca 200 ka por la inestabilidad climática y las fases áridas. El nacimiento de la cognición moderna, sin embargo, parece más reciente, como si la anatomía y el comportamiento se hubiesen desajustado temporalmente. Solo alrededor de hace 80-60 ka aparecen en África indicios de expresiones simbólicas, quizá asociados a un crecimiento de la población. En Europa aparecen comportamientos simbólicos mucho más tarde, hace 40 ka, en asociación con los cromañones y también en Sulawesi en la misma fecha, lo que es indicio de unos orígenes comunes profundos más que de una convergencia cultural. El bajo nivel de diversidad genética observada en los humanos actuales no africanos puede estar relacionado con cuellos de botella poblacionales durante las crisis climáticas y las olas de expansión Out of Africa hace 120-100 Ka, 85-50 ka y 60-50 ka. Únicamente esta tercera ola final dio lugar a efectos fundadores y difusión planetaria. Toda la población humana no africana desciende e un mismo grupo fundador africano. La aparición de comportamientos simbólicos coincide significativamente con esta oleada: las tecnologías Still Bay y Howieson's Poort confirman la ocurrencia de ráfagas efímeras y puntuadas de innovación tecnológica y de comportamiento, relacionadas con las fluctuaciones climáticas y demográficas: la expansión y contracción de las poblaciones afectó a las redes sociales y a la innovación cultural. Es posible que la inteligencia simbólica fuese facilitada por un lenguaje completamente articulado surgido en el Sur de África en este periodo crucial. Una chispa de ingenio humano (Jacobs y Roberts, 2009) pudo haber conferido a la correspondiente población una ventaja competitiva en términos de tecnología, eficiencia en la comunicación, cohesión social y coordinación grupal, encendiendo y alimentando las conductas innovadoras y la expansión geográfica. Otras poblaciones y especies pudieron haber seguido diferentes trayectorias simbólicas.



jueves, 17 de marzo de 2016

Nuevo estudio sobre la introgresión neandertal y denisovana

A. Dos modelos simulados de introgresión, y patrones de probabilidades. A la izquierda, el flujo de genes se produce en el ancestro común de las poblaciones 1 y 2. A la derecha, la población 2 recibe una introgresión adicional.
B. Probabilidades de introgresión neandertal en poblaciones modernas, suponiendo un pulso adicional en los asiáticos orientales con respecto a los europeos y un pulso adicional en los europeos, asiáticos del este y del sur con respecto a los melanesios.
C. Esquema de la historia de la introgresión neandertal consistente con los datos.
Benjamin Vernot, Serena Tucci, Janet Kelso, Joshua G. Schraiber, Aaron B. Lobo, Rachel M. Gittelman, Michael Dannemann, Steffi Grote, Rajiv C. McCoy, Heather Norton, Laura B. Scheinfeldt, David A. Merriwether, George Koki, Jonathan S. Friedlaender, Jon Wakefield, Svante Pääbo y Joshua M. Akey han desarrollado nuevos enfoques y métodos estadísticos y analíticos con el fin de estudiar la introgresión neandertal y denisovana y lo han aplicado al genoma completo de 1.496 individuos de diversas procedencias geográficas (Proyecto 1000 genomas), y a 27 nuevos genomas de Melanesios no emparentados del Archipiélago de Bismarck. Han integrado los datos de secuenciación con los genotipos SNP de 1.937 personas de todo el mundo que abarcan 159 poblaciones.
  • Los genomas melanesios muestran introgresión neandertal y denisovana (3,4-1,9 %). Los de las demás poblaciones no africanas, únicamente neandertal.
    • En comparación con los melanesios, los europeos y asiáticos del este y del sur conservan rastro de un pulso adicional de introgresión neandertal. Hay evidencia significativa de introgresión neandertal diferencial entre algunas poblaciones europeas y de Asia oriental
    • En conjunto los datos sugieren que la introgresión neandertal se produjo al menos en tres momentos históricos distintos.
  • La mayoría de la poblaciones africanas presentan poca o ninguna ascendencia neandertal o denisovana y lo más probable es que proceda de mezclas recientes con no africanos.
  • No se ha hallado introgresión neandertal ni denisovana, lo que indica purgado de alelos deletéreos, en regiones genéticas que se expresan en el cerebro, sobre todo en la ontogenia de la corteza y en el cuerpo estriado adulto. En el cromosoma 7 existe una gran región sin introgresiones. Esta región contiene el gen FOXP2, que se ha relacionado con el lenguaje, y genes asociados con el autismo.
  • En los melanesios, se identificaron introgresiones potencialmente adaptativas en 21 regiones (14 de origen neandertal, 3 denisovano, 1 de ambos orígenes y 3 de origen ambiguo).
    • Seis regiones no contienen genes codificantes de proteínas.
    • Siete, un único gen, incluyendo genes relacionados con el metabolismo.
    • Cinco regiones están relacionadas con la inmunidad o son adyacentes.
Relaciones filogenéticas entre neandertales y sapiens: contacto e hibridación

miércoles, 16 de marzo de 2016

El ADN nuclear de la población de la Sima de los Huesos confirma su pertenencia al linaje neandertal

Árbol filogenético, según el ADN-mt
En 2013, Matthias Meyer et al, obtuvieron el genoma mitocondrial casi completo de un individuo de la Sima de los Huesos de Atapuerca, datado en unos 400 ka (Fémur XIII).
Comentarios de Josep Corbella
Comentarios de Guillermo Caso de los Cobos
Comentarios de Elena Ocampo
Comentarios de David Sánchez
Comentarios de Millan Mozota
Comentarios de Anxo Sánchez
Comentarios en Hominidés
Comentarios de Jean-Luc Voisin

ADN nuclear. Porcentaje de alelos compartidos entre los especímenes de la Sima de los Huesos y los genomas HAM, neandertal y denisovano
Para aclarar esta cuestión y producir información adicional, Matthias Meyer, Juan-Luis Arsuaga, Cesare de Filippo, Sarah Nagel, Ayinuer Aximu-Petri, Birgit Nickel, Ignacio Martínez, Ana Gracia, José María Bermúdez de Castro, Eudald Carbonell, Bence Viola, Janet Kelso, Kay Prüfer y Svante Pääbo han obtenido el ADN nuclear a partir del fémur XIII, el incisivo AT-5482, el fragmento de fémur AT-5431, el molar AT-5444 y la escápula AT-6672. También han obtenido el ADN-mt de AT-5431. De acuerdo con los resultados:
  • Teniendo en cuenta el ADN nuclear, la población de la Sima de los Huesos estaba relacionada con los neandertales (preneandertales o neandertales tempranos) y no con los denisovanos.
    • Sin embargo, el ADN-mt de AT-5431 confirma la relación entre la población de la Sima de los Huesos y los denisovanos, establecida por el ADN-mt del fémur XIII estudiado en 2013. Esta relación puede provenir de un mestizaje entre poblaciones antepasadas de ambos o a la existencia de un antepasado común de neandertales, denisovanos y la población de la Sima de los Huesos.
    • El ADN-mt de los neandertales, distinto al de los denisovanos y al de los individuos de la Sima de los Huesos, procedió quizá de poblaciones africanas que llegaron a Europa después de hace 430 ka. Estas poblaciones posiblemente trajeron consigo el musteriense (la población de las Sima de los Huesos está asociada al achelense).
  • La divergencia entre neandertales y denisovanos es anterior a hace 430 ka. 
  • Los antepasados africanos de H. sapiens se separaron hace entre 765-550 ka de una rama euroasiática que condujo a los neandertales y denisovanos.
    • Esta fecha descarta a ejemplares más jóvenes clasificados en el grado heidelbergensis, como Arago o Petralona, como posibles ancestros comunes a neandertales y HAM, pero no a Homo antecessor.





'Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins' from MADRID SCIENTIFIC FILMS S.L. on Vimeo.

miércoles, 9 de marzo de 2016

La oscura filogenia del Homo floresiensis

LB 1. Homo floresiensis
En la Isla de Flores, el yacimiento lítico de Mata Menge ha sido datado en más de 1 Ma (Brumm et al, 2010). La caída de más de 150 m de las líneas de costa, pudieron haber favorecido istmos estrechos y corredores para la migración. Según Robin W. Dennell et al (2013) la fauna de mamíferos, aves y reptiles de Flores procedía de varios lugares, incluyendo Java, Sulawesi y Sahul. Muchos de los taxones terrestres eran capaces de flotar o nadar, mientras que, si consideramos las corrientes predominantes, los roedores y los Homo probablemente navegaron accidentalmente desde Sulawesi.
  • Gerrit D. van den Bergh et al (2016) han comunicado el hallazgo de 41 artefactos líticos in situ asociados con restos fósiles de megafauna (Bubalus sp., Stegodon y Celebochoerus) en la trencha 4 (T4) y otros cuatro de pequeño tamaño en la sub-unidad E2, más antigua, en Talepu, Cuenca Walanae, noreste de Maros, isla de Sulawesi. Los artefactos no han podido ser clasificados en ninguna industria en particular. La edad mínima es de hace 118 ka mientras que los artefactos de E2 pueden llegar hasta hace 194 ka.


Posibles rutas hasta Flores de los antepasados del Homo floresiensis
El 28 de octubre de 2004 Thomas Sutikna y Mike Morwood anunciaron el hallazgo de los restos de un homíndo de pequeño tamaño (LB1) en la cueva de Liang Bua, Isla de Flores, asociados a instrumental lítico sofisticado.

La descripción corrió a cargo de Peter Brown quien atribuyó los restos a una nueva especie: Homo floresiensis. Vulgarmente, se le conoce como Hobbit (del Señor de los Anillos).
Este descubrimiento planteó una paradoja: Con un cerebro de tamaño parecido al de un chimpancé, la nueva especie mostraba indicios de inteligencia avanzada como por ejemplo la caza con armas de piedra, despedazar cadáveres o controlar el fuego.
  • La hipótesis del sesgo de cautividad relaciona la frecuencia de uso y variedad de las herramientas con el tamaño y la interconexión de las poblaciones y no con la capacidad cognitiva (Michael Haslam, 2013).


LB1. Homo floresiensis. Reconstrucción de la cara. Susan Hayes et al (2013).

    En octubre de 2005 Morwood et al., hallaron nuevos restos (entre ellos, algunos huesos de la mano omóplato y mandíbula del mismo individuo, LB6). Fueron datados entre 95-12 ka. Los nuevos restos descartaban que el tamaño de floresiensis se debiese a una patología; además, sus caracterísiticas estaban alejadas de la línea del erectus y el sapiens, Morwood y Debbie Argue propusieron que floresiensis podría descencer de una especie más antigua, un australopitecino o quizá habilis, que migró de África antes que los ancestros del erectus hiciesen lo mismo (2,5 Ma).


    Hallazgos de Homo floresiensis


    Floresiensis se define por:
    1. Estatura sobre 1,06 m. 32,5 kg.
    2. Muy pequeña capacidad craneal (426 cc; Daisuke Kubo et al, 2013). Bóveda craneana más gruesa que en Australopitecus y similar a H. erectus y H. sapiens. La bóveda craneana es baja y angosta en comparación con la del hombre actual y aun en comparación con la de erectus. La flexión basicraneal que es un rasgo determinante en la hominización, es de 130°, intermedia entre erectus (141°) y el hombre actual (127°). Su estatura total y su volumen craneano ofrecen valores que están por fuera del rango de variación de los homínidos modernos. Coincidentemente, el grado de encefalización –expresado como cociente entre el volumen endocraneano y la longitud femoral (gran indicadora, esta última, de la talla total)– arroja para floresiensis un valor (5,9) menor al de erectus (6,9) y aún menor al de afarensis (6,1), mientras que en los homínidos actuales dicho valor gira en torno a 7,5. Para Dean Falk, los rasgos cerebrales preservados en su cráneo sugieren que el homínido de Flores podría ser capaz de realizar tareas cognitivas avanzadas.
      • El cerebro del Homo floriensis posee lóbulos temporales bastante amplios, regiones del cerebro asociadas con la comprensión del habla y el oído. Aún más sorprendente es el hecho de que posee lóbulos frontales del cerebro que tienen circunvoluciones con muchos pliegues, áreas del cerebro directamente debajo de la frente que están implicados en un reconocimiento superior. La región más circunvolucionada es la parte que se proyecta más allá del lóbulo frontal, llamada el polo frontal. Falk identifica esta región como área 10 de Brodmann, la cual está expandida en humanos modernos y está relacionada con la toma de iniciativas e ideación de planes de acciones futuras que son componentes clave de la cognición elevada. Esta área alargada sugiere que Homo floresiensis pudo confeccionar las herramientas de piedra que se encontraron en las proximidades, las cuales son más típicas de humanos prehistóricos modernos que de antiguos homínidos como erectus.
    3. Arcos superciliares de tamaño moderado.
    4. Mandíbulas salientes. La sínfisis mandibular no se resuelve en un verdadero mentón como en sapiens, sino que presenta inclinación en sentido póstero-inferior del eje sinfisario, como en los australopitecinos o el habilis. Protuberancias o contrafuertes mandibulares, comunes en los homínidos tempranos pero no en el HAM. Hueco entre el extremo de la fila de dientes y la sección posterior de la mandíbula.
    5. Sin las especializaciones masticatorias ya presentes en Australopithecus y Paranthropus. Muelas relativamente grandes. Raíces dentales diferentes al HAM.
      • Según David J. Daegling et al (2014) la mandíbula de floresiensis es relativamente fuerte (comparable a la de los australopitecinos) en términos de rigidez en la torsión y la flexión transversal, pero es relativamente débil bajo flexión parasagital. Las cargas masticatorias se redujeron en relación con los australopitecinos, pero se mantuvieron relativamente elevadas con respecto a los HAM.
      • Yousuke Kaifu et al (2015) han analizado los restos dentales de Homo floresiensis.
        • Conjunto C/P3 y otras características primitivas, similares a Homo erectus.
          • C1: hombro distal bajo.
          • P3: cresta transversal. Corona larga y asimétrica en dirección MD. Esmalte bucal hinchado (cíngulo). Raíz bifurcada.
          • P4: cresta transversal. Cara lingual de la corona, bien desarrollada.
          • M1: cresta media del trigónido.
          • Tamaños equivalentes de M1 y M2.
          • H. floresiensis 
        • Morfología molar avanzada, incluso en comparación con los HAM.
        • Apomorfias de H. floresiensis:
          • Gran tamaño relativo y morfología oclusal única del P3.
          • Primeros molares extremadamente pequeños. No está clara la razón por la que H. floresiensis experimentó una evolución tan singular.
        • Esta combinación de rasgos es desconocida hasta el momento en otras especies de Homo. La dentición de H. floresiensis no es una versión a escala reducida de Homo anteriores.
    6. Prognatismo facial. Frente huidiza.
    7. Tiene arcos supraorbitarios marcados, aunque no llega a formar el clásico torus.
    8. Meatus auditivo externo pequeño y redondeado, algo alargado verticalmente, con margen timpánico muy fino, que recuerda a los australopitecinos.
    9. Bajos ángulos glenoideo y axilo espinal del omóplato. Recuerda a Turkana boy (ergaster) y australopitecinos.
    10. Bajo ángulo de torsión del húmero.
    11. Clavícula corta.
    12. Muñeca primitiva, que recuerda la de los australopitecinos o la de habilis.
      • Trapezoide acunado.
      • El lado cubitar de la articulación del segundo metacarpo, orientado sagitalmente
      •  La articulación del escafoide, algo triangular
      • Falta el área de expansión palmar carcterística del último Homo y del Pleistoceno Medio, que permite la pinza de precisión.
      • Escafoide y capitate plesiomórficos.
    13. Piernas cortas, como las de los australopitecinos.
    14. Pie excepcionalmente largo en relación al fémur y a la tibia. Hállux completamente aducido. Otras características sin embargo, recuerdan a los simios. Junto con otras características, los rasgos del pie indican una forma de desplazamiento biomecánicamente distinta a la del sapiens (W. L. Jungers et al, 2009).
    Árbol filogenético demuestra posibles relaciones evolutivas entre <i> Homo </ i> taxones, que ilustra algunos de los posibles antecesores de Homo floresiensis <i> </ i>: Asian <i> Homo erectus </ i> o anterior Homo <i> </ i> a las poblaciones del África.
    Posibles escenarios evolutivos para Homo floresiensis

    Teorías sobre el origen del Homo floresiensis

    Según el análisis cladístico efectuado por D. Argue et al (2012), los resultados producen dos árboles filogenéticos igualmente parsimoniosos. El primero sugiere que H. floresiensis es un homínido temprano que surgió después de Homo rudolfensis, pero antes de que H. habilis. El segundo árbol indica que H. floresiensis surgió después de Homo habilis.
    1. Homo floresiensis no es humano.
    2. Los restos hallados corresponden a casos patológicos. Estas propuestas no explican como se pudo mantener la patología durante tantos miles de años y la ausencia de espécimenes sin la referida patología.
      • Oxnard et al (2013) han criticado los estudios y conclusiones de Brown et al, quienes consideran que floresiensis fue un descendiente de erectus, en una línea evolutiva afectada por el enanismo insular
      • Para Teuku Jacob y Robert Martin, LB1 se trataba de un sapiens que padeció microcefalia. Oxnard et al, 2010, Brown 2012 los consideran casos de cretinismo.
        • Opinan lo mismo Obendorf et al (2008) en base al tamaño de la silla turca y Vannucci el al (2011) en base a un análisis de tomografía computerizada.
      • Para Falk et al. 2009, (ver Hawks 2007), estamos ante un caso de síndrome de Laron.
      • Robert B. Eckhardt et al (2014), Robert B. Eckhardt et al (2015), consideran que las principales características (volumen cerebral y estatura) de LB1 están subestimadas ya que se ha pasado por alto la asimetría y la desproporción del ejemplar, que son signos de desarrollo anormal. El ADN extraído de los huesos de LB1 es demasiado fragmentario para permitir un diagnóstico, pero los fragmentos recuperados hasta el momento son de tipo humano moderno. Según los autores, incluso en ausencia de un diagnóstico sindrómico en particular, las características que definen a LB1 no cumplen con los criterios formales para un espécimen tipo de una nueva especie.
      • Para Maciej Henneberg et al (2014), la asimetría facial, el pequeño volumen endocraneal, la braquicefalia, los fémures desproporcionadamente cortos, los pies planos, y otras numerosas características de LB1 son altamente diagnósticas de síndrome de Down, uno de los trastornos del desarrollo que aparecen más frecuentemente en los seres humanos y también se documenta en los hominoideos como los chimpancés y los orangutanes. Consideran que el mentón, cuya presencia es un importante caracterísitica definitoria del HAM, está a menudo ausente entre los australo-melanesios.
        • Michael Carrington Westaway et al (2015) advierten que los estudios sobre la ausencia de mentón de los autralo-melanesios no han sido revisados o han sido criticados severamente y consideran, de acuerdo con Brown y Tomoko, que la ausencia de barbilla en LB1 y LB6 imposibilita su atribución a H. sapiens. Otras características de la barbilla confirman esta imposibilidad.
    3. H. floresiensis experimentó una dramática reducción de tamaño del cerebro y del cuerpo a partir de la condición de grado erectus en un entorno insular aislado (enanismo insular).
      • Una primera hipótesis explicativa recurrió al enanismo insular (dwarfism), fenómeno evolutivo observado en las islas en muchas ocasiones consistente en una gran reducción de tamaño, como forma de sobrevivir en un entorno pobre. Para Peter Brown y colegas, floresiensis fue un descendiente de erectus, en una línea evolutiva afectada por el enanismo insular.
      • Hay detalles de la antomía de LB1 que recuerdan al erectus: El neurocráneo, la frente plana e inclinada, el espesor craneal de los huesos, la cara corta y plana, el toro occipital, la fisura del mastoidos y el hombro, pero tanto el pequeño tamaño del cuerpo y el tamaño del cerebro se encuentran fuera del rango esperado para la especie (Brown et al. , 2004; Falk et al. , 2005; Baab y McNulty, 2009; Baab, McNulty y Harvati, 2013). Igualmente, la dentición es similar a la de erectus (Kaifu et al, 2015).
      • Según esta teoría, los ancestros de los Homo floresiensis de alguna manera navegaron hasta Flores, donde se produjo una reducción en el tamaño del cuerpo (Meijer et al, 2010).
    4. H. floresiensis deriva directamente de una forma más primitiva de encéfalo pequeño como el Homo habilis (aprox. 600 cc) o incluso Australopithecus (aprox. 400 cc).
      • No existe ninguna evidencia fósil en Asia de estas especies.
      • Las evidencias de la mandíbula, los dientes y el esqueleto postcraneal apoyan esta hipótesis (Argue et al, 2009). El tamaño y la morfología de los dientes y la mandíbula comparten más semejanzas con Australopithecus y los primeros Homo que con los erectus (Brown y Maeda, 2009). En particular, las piernas muy cortas (con respecto tanto a los brazos como a los pies) son un patrón común en los monos y los australopitecinos pero no en erectus. LB1 también era desproporcionadamente pesado para su altura, como  Lucy (Australopithecus afarensis)  (Jungers y Baab, 2009). Los huesos del carpo (muñeca) se parecen más a los de los chimpancés a los de los humanos modernos (Tocheri et al, 2007). La morfología del pie,  también conserva varias características muy primitivas: una larga parte delantera del pie con los dedos curvados y la falta de un arco longitudinal medial (Jungers et al, 2009).
      • H . floresiensis no sigue la tendencia alométrica del Homo del Pleistoceno Medio, los neandertales y el HAM (Juan Antonio Pérez-Claros, Juan Manuel Jiménez-Arenas y Paul Palmqvist, 2015)
        • Si H. floresiensis derivó del HAM en condiciones insulares, tuvo que ser a través de transposiciones laterales. Esto significa que debe ser pedomórfico en tamaño y peramórfico en forma con respecto al HAM.
        • Sin embargo, es más fácil conectar LB1 con los habilinos por escalamiento ontogénico, lo que significa que LB1 sería pedomórfico tanto en tamaño como en forma. Esta es una explicación más parsimoniosa.
    Teorías sobre el origen de Homo floresiensis
    Karen L. Baab ha revisado la morfología de Homo floresiensis 
    • La morfología del cráneo y neurocráneo de LB1 es más parecida a H. erectus que a H. habilis.
      • En particular, se parece al subadulto de Dmanisi D2700, en parte debido a los patrones de escala.
      • El grosor de los huesos craneales recuerda también a H. erectus, sin embargo, este apoyo es débil debido al pequeño tamaño de la muestra correspondiente a los primeros Homo.
      • En la comparación de 67 rasgos craneofaciales, Kaifu et al (2011) interpretaron que el patrón de floresiensis es consistente con una ascendencia de los erectus tempranos de Indonesia.
    • La forma mandibular general ha sido descrita como similar a la de los primeros erectus africanos y a la población de Dmanisi, aunque con algunas características más primitivas.
      • La escala M1> M2> M3 es compartida con erectus y sapiens peron no con los primeros Homo.
      • La sínfisis mandibular fuertemente inclinada es compartida con algunos ejemplares de la población de Dmanisi, erectus y australopitecinos gráciles, pero no con los primeros Homo ni con los erectus de Indonesia.
      • Las coronas molares mandibulares son más pequeñas que las de los primeros Homo y australopitecinos.
      • La prominencia alveolar lingual bien desarrollada es compartida únicamente con los erectus africanos.
      • La orientación de la cresta transversal distolingual en el P3 es una característica derivada compartida con Dmanisi y los erectus africanos.
    • La falta de elementos postcraneanos de los primeros Homo y de los erectus, especialmente de los asiáticos, hace difícil la interpretación de rasgos compartidos con floresiensis.
      • La prominente tuberosidad navicular de LB1 es más primitiva que la observada en OH8 y parece indicar que carecía de arco longitudinal medial, aunque también Jinniushan y los neandertales muestran una tuberosidad navicular prominente, por lo que la interpretación es controvertida.
      • El bajo grado de torsión de la cabeza del astrágalo en LB1 está más cerca de los monos africanos que de los humanos, aunque se han reportado valores similares para OH8.
      • En KNM-WT 15000 y LB6, la fosa glenoidea se orienta lateralmente en lugar de cranealmente, lo que constituye una morfología derivada desconocida en los primeros Homo. En Dmanisi en cambio, se orienta más cranealmente.
    • Muchos rasgos anatómicos de floresiensis son compartidos tanto con erectus como con los primeros Homo.
      • Kaifu et al (2011) identificaron al menos 20 rasgos craneales de LB1 que también se encuentran en habilis y algunas poblaciones de erectus, incluyendo un débil o nulo desarrollo de las quillas coronal y sagital, un escama temporal grande con una sutura parietomastoidea corta, la presencia de un proceso postglenoideo, una fosa mandibular poco profunda y un surco supraorbital que no se distingue con claridad.
      • La corona asimétrica y alargada mesiodistalmente del P3 inferior, documentada en LB1 y LB6 es común en los australopitecino y en Homo temprano y, aunque es rara en erectus, se observa en Dmanisi. La raíz bifurcada es común en los australopitecinos y se observa también en algunos erectus tempranos.
      • LB1 presenta un P4 inferior con la raíz dividida. Este tipo de raíz (raíz de Tomes), con la cámara pulpar simple en forma de cinta arqueada 180º o más (C-shaped) aparece por vez primera en habilis coincidiendo con la reducción en tamaño de los dientes, pero mientras que para los P3 inferiores se han documentado en los primeros Homo, en los P4 inferiores son poco comunes en el registro fósil, pero están presentes en los primeros Homo y en los erectus de África e Indonesia.
      • Los huesos del carpo de floresiensis muestran muchas características observadas en los australopitecinos y en los monos, pero no en los neandertales y en los HAM, como un trapecio en forma de cuña, y un capitate con un cuello entallado y una faceta del escafoides que se extiende sobre el cuello en forma de J. La morfología carpal es desconocida para los primeros Homo y erectus.
      • LB1 / LB6 comparten baja torsión humeral y bajo ratio claviculohumeral con erectus y Hominini anteriores.
      • La poca profundidad dorsal del surco troclear de LB1, es una condición derivada en la dirección del sapiens que aparece tanto en los Homo tempranos como en los erectus. Las alas abiertas hacia fuera en la faceta del maleolo externo parecen conservarse en la mayor parte de los fósiles antreriores al sapiens. El hallux es bastante corto en relación a los otros dedos, lo que constituye una característica primitiva, similar a la que aparece en Dmanisi. En LB1, Dmanisi y los Hominini de Illeret y está aducido al resto del dedos en contraste con los Hominini basales y Burtele o el grado intermedio documentado para los australopitecinos. Sin embargo, las huellas de Laetoli y OH8 también muestran un hallux aducido.
    Este análisis revela que el antecesor de floresiensis debió de ser erectus, habilis u otra especie relacionada.
    • Las características primitivas, las morfologías más similares a los australopitecinos que a Homo, han de corresponder a convergencias evolutivas. Tal vez la condición primitiva de la rama y la sínfisis mandibular se deba a un cambio hacia una masticación más poderosa. La morfología de la tuberosidad navicular, la ausencia de arco longitudinal y el pequeño tamaño del cerebro son otras reversiones tanto con respecto a erectus como a Homo temprano.
    • Si floresiensis es descendiente de erectus, aumentó entonces la robustez relativa de las extremidades superiores, lo que permite especular con la presencia de comportamientos más arbóreos, si bien las características del pie no apoyan esta hipótesis. La masa y la estatura se redujeron sustancialmente (enanismo insular). Se ha especulado con una migración no documentada hasta el momento, de erectus tempranos, relacionados con Dmanisi, de tamaño relativamente pequeño, al sudeste de Asia, de la que provendría floresiensis.
    • Si floresiensis es descendiente de habilis, muchas características del cráneo y algunos rasgos dentales tuvieron que evolucionar en paralelo en floresiensis y erectus (homoplasias). Algunos de estos rasgos pudieron evolucionar en forma correlacionada, lo que deja abierta la posibilidad de que los rasgos compartidos surgieran gracias a la selección de uno o unos pocos en presencia de presiones similares. Si OH 62 midió unos 118 cm, la estatura de LB1 de unos 106 cm requirió solo una pequeña reducción.
      • Esta ascendencia supondría una migración Out of Africa no documentada hasta el momento.
    La hipótesis de que erectus es el ascendente de floresiensis parece más parsimoniosa que una evolución en paralelo de los rasgos craneales y dentales compartidos por erectus y floresiensis.

    Homo floresiensis

    lunes, 7 de marzo de 2016

    Gademotta y Kulkuletti: Cambios graduales dieron paso al MSA en el Este de África.

    Ubicación y estratigrafía de Gademotta y Kulkuletti
    Gademotta y Kulkuletti (Rift, Etiopía) son conocidos por haber proporcionado una de las secuencias más ricas del MSA temprano en el Este de África.

    Katja Douze y Anne Delagnes han estudiado la evolución tecnológica entre hace ca 280-100 ka en los tres sitios principales. Según sus conclusiones, hay evidencia de cambios diacrónicos importantes en el proceso de fabricación de herramientas triangulares o apuntadas y en el proceso de reducción del núcleo:
    1. Desarrollo de métodos Levallois específicos para la producción de puntas (producción clásica de puntas Levallois y reducción de núcleo tipo Nubio 1).
    2. En herramientas triangulares o apuntadas, cambio desde un retoque uni-bifacial invasivo a un retoque ligero en puntos predeterminados.
    Estos cambios revelan la aparición gradual de un nuevo conjunto de comportamientos tecnológicos que pueden ser considerados específicos al MSA.

    Middle Stone Age (MSA o Modo 3)
    Gademotta y Kulkuletti. Esquema de los cambios a lo largo del tiempo en la fabricación de herramientas convergentes (triangulares o apuntadas). Douze y Delagnes (2016).

    sábado, 5 de marzo de 2016

    Estudio del fémur del Hombre de Tianyuandong

    Localización de Tianyuandong
    Junto con el esqueleto de la Cueva Niah, el de Tianyuandong, Fangshan, norte de China (Tianyuan 1), hallado en 2001 en una cueva a 6 km del núcleo del Complejo Zhoukoudian, es el resto de HAM más antiguo de Asia Suroriental datado con seguridad (hace 42-39 ka cal BP). Shang et al, 2007; Cartmill y Smith, 2009. La mandíbula muestra un mentón con un cuerpo mandibular grácil. El poscráneo parece moderno.

    Junto con el esqueleto humano, se hallaron abundantes restos de animales, pero no herramientas de piedra. Los restos fósiles de animales son extremadamente fragmentarios, en contraste con los elementos esqueléticos humanos que se conservaron, en su mayor parte, completos y se ha especulado sobre un origen funerario o canibalismo.

    El hombre de Tianyuandong
    Yolanda Fernández-Jalvo, Peter Andrews y Haowen Tong (2015) realizaron un estudio tafonómico para investigar las circunstancias de la preservación del esqueleto humano de la Cueva Tianyuan.
    • No han encontrado evidencias de canibalismo o actividad de un carnívoro, lo que sugiere la muerte natural como la posibilidad más razonable.
    • El hombre de Tianyuandong sufrió de lesiones en las manos, además de problemas en las cervicales, que muy posiblemente le impedían tallar piezas líticas y falleció a los 50 años aproximadamente.
    • Posiblemente vivió en solitario en la cueva, alimentándose de la carroña y de la caza de pequeños animales que pudo descarnar usando la roca madre de la cueva y las lascas desprendidas, muchas de ellas con un filo útil. Los huesos de fauna muestran marcas de corte para separar la carne y roturas para extraer la médula.
    • La ubicación de los restos humanos (en un recodo de la cueva), los traumatismos que muestra el esqueleto y las fracturas post-mortem, indican que, muy probablemente, la muerte del individuo se produjo por caídas de bloques que además mantuvieron los restos ocultos a los carroñeros.
    Plano y estratigrafía de Tianyuandong

    Pianpian Wei, Ian J. Wallace, Tea Jashashvili, Charles M. Musiba y Wu Liu, han analizado la estructura diafisaria del fémur derecho (PA 1302) mediante microtomografía computarizada, junto con un nuevo método de visualización de distribuciones de espesor del hueso cortical a lo largo del eje con mapas de color. Además, han calculado los segundos momentos del área de la diáfisis con y sin adiciones óseas patológicas con el fin de evaluar si estos crecimientos son la causa de su aparentemente elevada robustez de la diáfisis. Compararon los resultados con tres muestral de HAM del Holoceno, así como muestras humanas del Pleistoceno.

    De acuerdo con los resultados:
    • El espersor cortical de Tianyuan 1 es sorprendentemente similar al de los HAM recientes así como a los primeros HAM del Pleistoceno y diferente al de los neandertales.
    • Los análisis de los segundos momentos del área, teniendo en cuenta los crecimientos patológicos, revelan que Tianyuan 1 puede clasificarse dentro de los HAM tempranos del Pleistoceno. Curiosamente, sin embargo, si se eliminan estos crecimientos patologicos, Tianyuan 1 no se puede asignar con confianza a ningún taxón.
    • cualquier grupo comparativo. Esto sugiere que la resistencia relativamente alta de la diáfisis femoral anteroposterior mediados de distalmente en Tianyuan 1 es en cierta medida un producto de su condición patológica.