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TEMAS 92

TEMAS TEMAS Nuestra

Los monográficos de

2o trimestre 2018 · N.o 92 · 6,90 € · investigacionyciencia.es

historia evolutiva

HIBRIDACIÓN

GENÉTICA

FUTURO

Nuestro enrevesado árbol evolutivo

La coexistencia con los neandertales

Los cambios en el genoma humano

¿Estamos evolucionando todavía?

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PALEONTOLOGÍA

00092

NUESTRA HISTORIA EVOLUTIVA

Los cambios biológicos que han moldeado la especie humana

ESPECIAL MONOGRÁFICOS DIGITALES Descubre los monográficos digitales que reúnen nuestros mejores artículos (en pdf) sobre temas de actualidad

www.investigacionyciencia.es/revistas/especial

Presentación

La evolución humana reflejada en nuestra biología

ISTOCK/JAKKAPAN

L

a historia de la humanidad puede contemplarse desde distintos puntos de vista. En un monográfico reciente [véase «Cultura y evolución humana», colección Temas de IyC n.o 87, 2017], varios expertos nos daban su visión sobre la cultura como motor de la evolución humana, esto es, el modo en que nuestra conducta, la capacidad de innovar y la forma de relacionarnos con los demás nos ayudaron a adaptarnos al entorno y a sobrevivir. Pero, a su vez, esos rasgos culturales avanzaron de forma paralela o impulsados por cambios anatómicos y biológicos fundamentales. En el presente número de la colección TEMAS, ofrecemos a nuestros lectores una selección de los artículos recientes más destacados que indagan en la evolución de aquellas características biológicas que nos hicieron humanos. Algunas de esas características podemos conocerlas a partir de los restos fósiles que se han ido descubriendo de nuestros antepasados en distintos yacimientos, como se expone en la primera parte del monográfico (Nuestros ancestros). Los hallazgos realizados en los dos últimos decenios, entre ellos, los de Australopithecus sediba (pág. 14) y Homo naledi (pág. 24), han trastocado las ideas que los científicos tenían de nuestro pasado. Las pruebas indican que diferentes especies de homininos (la familia integrada por nuestra especie y las estrechamente emparentadas con ella, ya extintas) coexistieron en el planeta varias veces durante los últimos millones de años, lo que hace muy difícil identificar a los ancestros directos de Homo sapiens. Nuestro árbol evolutivo se parece más a un arbusto enmarañado y no presenta la configuración lineal que se creía. Un ejemplo más reciente de nuestra coexistencia con otros homininos lo hallamos en los neandertales, que dominaron Eurasia durante centenares de miles de años antes de que H. sapiens invadiera su territorio y se hibridara con ellos (pág. 42). Pero si la diversidad de los homininos en el pasado fue elevada, ¿qué fuerzas selectivas propiciaron el éxito de la especie humana? ¿Qué adaptaciones biológicas

experimentamos en el camino y cómo se reflejan estas en el genoma? Tales son las cuestiones que se abordan en la segunda parte de este número (Adaptaciones biológicas). Los cambios climáticos parecen ser uno de los principales factores que influyeron en nuestra evolución (pág. 54). El que sucedió hace unos tres millones de años empujó a nuestros antepasados a abandonar sus hábitos de recolección de alimentos para adoptar un estilo de vida más activo. La aparición de la piel desnuda permitiría eliminar el exceso de calor derivado de esa mayor actividad (pág. 60). El genoma encierra información valiosa sobre nuestra evolución. Así, varios rasgos principales humanos se han relacionado con la pérdida de segmentos en el ADN

(pág. 76). Además, algunos de nuestros genes corresponden a adaptaciones asociadas a la colonización de ambientes extremos o a la alimentación, y surgieron hace apenas decenas de miles de años (pág. 82). De hecho, la evolución parece que todavía continúa y seguirá haciéndolo en el futuro (pág. 90). Les invitamos a descubrir en las siguientes páginas varios de los descubrimientos de los últimos años que más han hecho cambiar las ideas sobre el relato de nuestro intrigante pasado. Desde luego, no ofrecen la última palabra, puesto que la historia se va reescribiendo al tiempo que se acelera el ritmo de las investigaciones y los hallazgos paleoantropológicos.  —La redacción

Nuestra historia evolutiva  1

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TEMAS TEMAS 2.o trimestre 2018 · N.o 92

Nuestra historia evolutiva 1 Presentación: La evolución humana reflejada en nuestra biología La redacción NUESTROS ANCESTROS

6 Linaje humano La redacción

8 Nuestro intrincado árbol genealógico Bernard Wood

14 El origen del género Homo Kate Wong

24 El misterioso Homo naledi Kate Wong

34 La evolución de la pelvis humana VICTOR DEAK

Caroline VanSickle

42 La mente neandertal Kate Wong

ADAPTACIONES BIOLÓGICAS

52 Atributos humanos La redacción

54 Cambios climáticos y evolución humana Peter B. deMenocal

60 Origen de la piel desnuda Nina G. Jablonski

68 La larga vida de los humanos Heather Pringle

76 Pérdidas de ADN en nuestra evolución Philip L. Reno

82 Genes humanos para ambientes extremos Matteo Fumagalli y Luca Pagani

90 El futuro de la evolución humana John Hawks

EN PORTADA Los hallazgos paleoantropológicos de los últimos años han trastocado la visión que se tenía sobre nuestra evolución y los orígenes de nuestro linaje. Lo que antes se consideraba una trayectoria evolutiva lineal en la que unas especies eran sustituidas por otras ha dado paso a un arbusto enrevesado que ilustra la coexistencia de más de una especie a la vez. Ilustración de iStock/Creativemarc y Jakkapan21.

Nuestra historia evolutiva  3

ISTOCK/MICROGEN

Nuestros ancestros

Homo sapiens

Homo neanderthalensis Homo heidelbergensis

Homo habilis

LINAJE HUMANO

Homo rudolfensis

N

uestro árbol genealógico presentaba en el pasado una forma sencilla. Al disponerse de pocos fósiles, estos se asignaban a dos linajes evolutivos, uno de los cuales se habría extinguido y el otro habría evolucionado hasta nosotros. Pero los descubrimientos de las últimas décadas han revelado un árbol mucho más frondoso, en el que abundan las ramas y ramitas que se extinguieron. Esta diversidad hace mucho más atrayente el estudio de nuestros orígenes, pero complica en gran manera la tarea de clasificar nuestros antepasados en cada una de las líneas evolutivas, según nos explica el paleoantropólogo Bernard Wood en el siguiente artículo.

Orrorin tugenensis

Sahelanthropus tchadensis

6  TEMAS 92

Presente Presente

Homo Homo floresiensis floresiensis Homo Homo erectus erectus

1 millón 1 millón dede años años (Ma) (Ma)

Australopithecus Australopithecus sediba sediba

Paranthropus Paranthropus Australopithecus Australopithecus boisei boisei robustus robustus

2 Ma 2 Ma Homo Homo ergaster ergaster*

Australopithecus Australopithecus garhi garhi

Kenyanthropus Kenyanthropus platyops platyops

Paranthropus Paranthropus aethiopicus aethiopicus Australopithecus Australopithecus africanus africanus Ardipithecus Ardipithecus ramidus ramidus

3 Ma 3 Ma

Australopithecus Australopithecus afarensis afarensis Australopithecus Australopithecus anamensis anamensis

4 Ma 4 Ma

Ardipithecus Ardipithecus kadabba kadabba

6 Ma 6 Ma

*Homo ergaster también es conocido como Homo erectus africano. En esta ilustración, H. erectus se refiere a los fósiles de Asia. LOS FÓSILES NO ESTÁN DIBUJADOS A LA MISMA ESCALA

Nuestra historia evolutiva  7

FUENTE: BERNARD WOOD; KATY WIEDEMANN (ilustración)

5 Ma 5 Ma

NUESTROS ANCESTROS

Nuestro intrincado árbol genealógico Los últimos análisis genéticos y los hallazgos recientes de fósiles señalan que la historia de la evolución humana es mucho más enrevesada e intrigante de lo que nadie había imaginado Bernard Wood

CHRISTIAN NORTHEAST

T

ras retirar las tapas de dos grandes cajas de madera, Lee Berger me preguntó: ¿Qué te parece? En cada una de ellas reposaban sendos esqueletos fósiles de tipo humano descubiertos en Malapa, en Sudáfrica. Los ejemplares, correspondientes a individuos fallecidos hace dos millones de años, habían creado un gran revuelo. La mayoría de los fósiles humanos constituyen hallazgos aislados. Se descubre una mandíbula en un lugar y aparece un hueso del pie en otro. Los científicos deben averiguar si las piezas pertenecieron a la misma persona. Imaginemos que mientras caminamos por una carretera encontramos piezas de coches: un guardabarros roto aquí, parte de una transmisión más allá... ¿Pertenecen al mismo modelo? O, en vez de un coche, ¿no podrían proceder de una camioneta? Nuestra historia evolutiva  9

Los esqueletos de Malapa, en cambio, aunque no están completos, conservan los suficientes elementos como para reducir la posibilidad de que se hubiesen juntado por azar. Al igual que el esqueleto de Lucy, descubierto en Etiopía en 1974, y el del «chico del Turkana», hallado en Kenia en 1984, ofrecen mucha más información que los fósiles aislados. Pero la causa de que hayan recibido tanta atención no solo se debe a su integridad y buen estado de conservación. El paleoantropólogo Lee Berger, de la Universidad de Witwatersrand, en Johannesburgo, opina que los individuos formaban parte de una población que era antepasada directa de nuestro propio género, Homo [véase «El origen del género Homo», por Kate Wong, en este mismo número]. Todos poseemos antepasados. Mi anciano padre vive todavía, tuve la suerte de haber conocido a mis cuatro abuelos y puedo incluso recordar vagamente a tres de mis bisabuelos. Pero también cuento con familiares cercanos que no son mis antepasados. No son muchos, ya que mi padre y yo hemos sido hijos únicos, pero tengo dos parejas de tíos y tías. Aunque constituyen una parte esencial del árbol genealógico de sus descendientes, para mi propia familia solo son el equivalente a los «componentes adicionales» de un automóvil. Por esta razón, Berger quería que dejase de observar los detalles anatómicos de los dientes y las mandíbulas y le dijera si pensaba que los esqueletos de Malapa eran el equivalente evolutivo de mis padres y abuelos, o bien de mis tíos y tías. En otras palabras, ¿pertenecieron a una población antepasada directa de los humanos modernos o representaban tan solo familiares cercanos? Hace casi cincuenta años, cuando empecé a estudiar los fósiles humanos en África oriental, imperaba la idea de que casi todos nuestros parientes extintos eran antepasados directos. Y, a medida que retrocedíamos en el pasado, iban adquiriendo una apariencia menos humana y más simiesca. Gracias a los estudios genéticos y al registro fósil, hoy sabemos que, durante los últimos cien mil años, nuestros ancestros directos coincidieron en el planeta con varios de nuestros parientes cercanos, como los neandertales y los denominados «hobbits», u Homo floresiensis­, hallados en la isla de Flores, en Indonesia [véase «Nueva luz sobre el hombre de flores», por Kate Wong; Investigación y Ciencia, enero de 2010]. Además, otros fósiles demuestran que mucho antes, hace entre uno y cuatro millones de años, hubo largos períodos en los que nuestros antepasados y otros parientes próximos habitaron la Tierra al mismo tiempo. La presencia de múltiples ramas evolutivas en un mismo momento hace mucho más difícil identificar los antepasados directos de los humanos actuales, algo que los paleontólogos de hace veinte años no se imaginaban. Este reto también significa que la historia de la evolución humana es mucho más compleja y fascinante de lo que la mayoría de nosotros pensábamos. ¿UNA O VARIAS RAMAS?

En 1968, cuando me adentré en esta disciplina, la teoría de Charles Darwin sobre la forma del árbol de la vida estaba muy

arraigada. Según esta, todos los seres vivos se unen de la misma manera en que se conectan las ramas de un árbol. En él, las especies actuales se sitúan en la superficie de la copa, mientras que las extintas se localizan hacia el tronco. Del mismo modo que una persona tiene por fuerza antepasados, también los han debido tener todas las especies del presente. Así, las únicas ramas o linajes que deberían formar parte del árbol de la vida son aquellas que conectan las especies actuales con las profundidades del árbol, y las únicas especies extintas que pueden incluirse en él deben situarse en esas ramas de conexión. Cualquier otra especie representa un callejón evolutivo sin salida. En el caso de los humanos y los simios actuales, esta regla significa que las únicas ramas y especies que deberían aparecer en nuestra parte del árbol son las que nos unen al antepasado común que compartimos con los chimpancés y los bonobos. Según las pruebas moleculares, este ancestro pudo haber vivido hace entre unos cinco y ocho millones de años.

EN SÍNTESIS

Hace algún tiempo, la historia evolutiva de Homo sapiens se nos antojaba bastante sencilla: Australopithecus habría sido el antepasado de Homo erectus, este habría dado lugar a los neandertales y estos, a su vez, a nuestra especie.

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Pero los descubrimientos de fósiles realizados en África durante los últimos cuarenta años, entre otros motivos, han hecho añicos esta hipótesis.

Los últimos estudios demuestran que en el planeta coexistieron varias especies de homininos en diferentes momentos. Durante las próximas décadas, los paleoantropólogos intentarán descifrar qué relación guardaban entre sí y cuáles de ellas corresponden a nuestros antepasados directos.

BRENT STIRTON, REPORTAJE DE GETTY (esqueletos y yacimiento)

TESORO OCULTO: Científicos de Sudáfrica excavan en el yacimiento de Malapa (arriba). Allí se han descubierto dos esqueletos muy completos de homininos de hace dos millones de años (izquierda).

En los años sesenta del siglo xx, la rama del árbol de la vida que terminaba en los humanos modernos parecía bastante sencilla. En su base se hallaba Australopithecus, el hombre-mono que los paleoantropólogos habían descubierto en el sur de África a mediados de los años veinte. Se propuso que Australopithecus había sido sustituido por el Homo erectus de Asia, más alto y de mayor tamaño cerebral; esta especie se habría extendido por Europa y habría dado lugar a los neandertales, que a su vez evolucionaron hasta convertirse en Homo sapiens. Se interpretaba que todas estas especies eran antepasadas directas de los humanos actuales, el equivalente de mis padres, abuelos y bisabuelos. Solo un grupo de homininos (familia integrada por los humanos actuales y las especies extintas que están más estrechamente emparentadas con los humanos que con los chimpancés o los bonobos), los denominados australopitecinos robustos, dotados de grandes mandíbulas y enormes dientes, ocupaban una rama lateral sin descendencia. Eran el equivalente de mi tío y mi tía. Esa forma de pensar cambió cuando Louis y Mary Leakey empezaron a descubrir fósiles de homininos en la Garganta de Olduvai, en Tanzania, un hecho que hizo trasladar el foco de las investigaciones sobre los primeros homininos desde el sur hacia el este de África. La atención no solo cambió porque en la década de los sesenta el goteo de hallazgos fósiles en la región oriental se convirtió en un auténtico torrente, sino también porque el contexto de los fósiles en esa parte del continente era muy diferente al del sur, en especial en lo que concernía a las dataciones.

En África austral, la mayoría de los fósiles de homininos se encontraron, y siguen encontrándose, en cuevas formadas en dolomías (una roca de carbonato cálcico rica en magnesio). Aunque en algunas ocasiones se ha descubierto el esqueleto bien preservado de algún individuo (como los de Malapa), la mayor parte de los fósiles de homininos primitivos hallados en estas cuevas correspondían a las sobras de la comida de leopardos y otros depredadores. Los huesos y los dientes que no consumían eran transportados por el agua al interior de la cueva junto con partículas del suelo superficial. Una vez dentro, el sedimento y los huesos se depositaban y originaban conos o taludes, de modo semejante al montículo que se forma en la parte inferior de un antiguo reloj de arena. Pero en las cuevas, las capas o estratos no se hallan tan ordenadas; las más antiguas no siempre siguen la norma de situarse en la parte inferior, ni las más recientes en la superior. Por otro lado, los investigadores hasta hace poco no han dispuesto de un método de datación fiable con el que conocer la antigüedad de los sedimentos. En los años sesenta, todo lo que podían hacer era situar el hominino en una secuencia temporal bastante tosca construida a partir de los fósiles de otros animales hallados en las mismas cuevas. En cambio, los fósiles de homininos del este de África se hallaron en yacimientos cercanos al valle del Rift oriental, que atraviesa esta parte del continente desde el mar Rojo, en el norte, hasta las costas del lago Malawi y más allá, hacia el sur. Los restos no aparecen en el interior de cuevas, sino en los

Nuestra historia evolutiva  11

sedimentos que se depositaron en las orillas de los lagos y las riberas de los ríos. Muchas de estas capas conservan la dirección del campo magnético terrestre en el momento en que se posaron. Por tratarse de yacimientos al aire libre, los estratos incorporaron la ceniza expulsada por los numerosos volcanes situados cerca del valle del Rift oriental, una zona con abundantes movimientos de las placas tectónicas. Gracias a estas circunstancias, los investigadores disponen de otra forma de establecer la edad de los estratos de un yacimiento que es independiente de los fósiles que contienen. Además, como las capas de ceniza volcánica se depositaron en una fecha concreta y se esparcieron como una manta en una región muy amplia, se pueden relacionar entre sí fósiles de lugares separados miles de kilómetros unos de otros. Muchos de los yacimientos más ricos en fósiles de homininos de África oriental, como los de la cuenca del Omo-Turkana y más al norte a lo largo del río Awash, presentan estratos que abarcan períodos de varios millones de años. Por consiguiente, es posible atribuir una edad máxima y mínima a cada grupo de fósiles. Este método ha permitido demostrar que, durante la mayor parte del tiempo hace entre uno y cuatro millones de años, habitaba más de una especie de hominino en el este del continente —y ya no digamos entre el este y el sur—, y en algunos períodos coexistían varias de ellas. De este modo, a lo largo de casi un millón de años (hace entre 1.400.000 y 2.300.000 años), convivieron en África oriental dos especies de homininos, Paranthropus boisei y Homo habilis. Eran tan distintos que un guía de safaris prehistóricos señalaría que sus cráneos y dientes resultan casi imposibles de confundir, sin importar cuán fragmentarios sean los fósiles. También está claro que los homininos del este son diferentes de los del sur, pero ya trataremos esta cuestión más adelante. Hallar restos de P. boisei y H. habilis en los mismos estratos no significa necesariamente que los dos homininos utilizaran a la vez el mismo pozo de agua, ya que los sedimentos abarcan

Diversas pruebas genéticas y restos fósiles indican que diferentes especies de homininos coexistieron en el planeta varias veces durante los últimos millones de años; ello hace muy difícil identificar a los antepasados directos de los humanos, algo que no imaginaban los científicos de hace veinte años 12  TEMAS 92

miles de años. Pero sí permite deducir que al menos uno de estos homininos no fue antepasado directo de los humanos modernos, o quizá ninguno de los dos. Aunque las investigaciones sobre la evolución humana tardía indican que hubo cierta hibridación entre los neandertales y los humanos modernos, en mi opinión esta resultó improbable entre P. boisei y H. habilis debido a las grandes diferencias en sus rasgos físicos. Y si se produjo, fue tan infrecuente que no logró borrar las desigualdades notables entre ambas especies. En otras palabras, la idea de una única rama no parece apropiada para representar los homininos de hace dos millones de años. El árbol de nuestros primeros ancestros se parece más a un manojo de ramas, o incluso a un arbusto enmarañado. También hay pruebas de que existieron múltiples linajes en nuestro pasado más reciente. Los neandertales han sido reconocidos como una especie distinta durante más de 150 años, y a lo largo de este tiempo se han descubierto cada vez más rasgos que los distinguen de los humanos actuales. Sabemos que un tercer hominino, H. erectus, probablemente sobrevivió más tiempo de lo que se pensaba. Hubo una cuarta especie, H. floresiensis, que aunque pudo estar confinada en la isla de Flores vivió en los últimos 100.000 años. También, a partir del ADN fósil extraído en un hueso de dedo de hace 40.000 años, se han hallado indicios de un quinto grupo de homininos, los denisovanos. Y en el ADN de los humanos modernos han aparecido pruebas de al menos un linaje «fantasma» que vivió hace unos 100.000 años. Por lo tanto, nuestra historia evolutiva reciente también es mucho más tupida de lo que se pensaba hace solo diez años. Quizá no debería de habernos sorprendido el descubrimiento de tanta diversidad en nuestra evolución. En numerosos grupos de mamíferos, la existencia coetánea de especies afines parece haber sido la regla en el pasado. ¿Por qué deberían ser diferentes los homininos? Aun así, algunos científicos critican este esquema tan ramificado y piensan que los paleoantropólogos han mostrado demasiado entusiasmo a la hora de identificar nuevas especies, tal vez con el deseo de adquirir fama o más fondos para la investigación. No obstante, opino que nos encontramos ante un hecho real. En primer lugar, hay razones contundentes y lógicas para sospechar que el registro fósil siempre subestima el número de especies. En segundo lugar, el estudio de animales actuales nos enseña que numerosas especies claramente distintas son difíciles de diferenciar si solo nos fijamos en los huesos y los dientes, el único tipo de material que sobrevive en el registro fósil. Además, la mayoría de las especies de mamíferos que vivieron hace entre uno y tres millones de años carecen de descendientes vivos directos. Por consiguiente, la coexistencia de varios homininos que no poseyeran descendientes directos no resultaría tan extraña después de todo. Si la diversidad de los homininos en el pasado fue elevada, corresponde a los biólogos descubrir qué tipo de presiones evolutivas la propiciaron. El clima representa una de las posibles causas más claras. Este varía a lo largo del tiempo y, como consecuencia, también los hábitats. Se producen tendencias y también oscilaciones dentro de esas tendencias. Durante el período que estamos considerando hubo una tendencia hacia un clima más frío y seco, pero dentro de ella se produjeron oscilaciones a intervalos predecibles. Se alternaron tiempos más cálidos y húmedos con otros más fríos y secos. Un comportamiento, dieta o locomoción que habían resultado ventajosos en un período pudieron no serlo tanto en otro. Otra presión que hizo aumentar la diversidad de los homininos quizá fuera

KEN GARRETT, NATIONAL GEOGRAPHIC

HALLAZGO EN TURKANA: El cráneo fósil de un individuo joven de Homo ergaster que vivió y murió en Kenia hace 1,6 millones de años.

la competencia entre ellos. Si dos especies similares compartían un hábitat, podrían haberse forzado mutuamente a adoptar distintas estrategias de supervivencia. Este fenómeno se denomina desplazamiento de caracteres y puede explicar las diferencias en los dientes y en las mandíbulas entre P. boisei y H. habilis. Mientras que el primer grupo se nutría de alimentos duros y fibrosos, el segundo prefería los más blandos pero más difíciles de encontrar, como las frutas, y en ocasiones también comía carne o médula ósea. Por otra parte, cuando los homininos fueron desarrollando diversos comportamientos y culturas, su distinta visión del mundo podría haber impedido que las especies se fusionasen a través del mestizaje. Además de estudiar las diferencias anatómicas, hoy es posible examinar los fósiles mediante el análisis molecular. Sin embargo, todavía no disponemos de información genética sobre los primeros homininos. Por lo tanto, sigue resultando difícil distinguir entre los equivalentes a mis padres, abuelos y bisabuelos de los equivalentes a mis tíos y tías, respectivamente. El hecho de que dos fósiles posean dientes o mandíbulas similares no significa que compartan una historia evolutiva reciente. Estas coincidencias pueden suceder porque un mismo nicho ecológico genera soluciones morfológicas parecidas. A modo de ilustración, piénsese en el diseño de un hacha que funciona tan bien para talar eucaliptos en Australia como abetos en el norte de Europa. Los australianos y los europeos podrían haber desarrollado el mismo diseño sin necesidad de que un grupo lo introdujera en el otro. También sabemos que la morfología no puede cambiar de forma ilimitada. Para cualquier tipo de animal o planta hay un número finito de soluciones anatómicas o fisiológicas ante

el mismo desafío ecológico. De ahí que el descubrimiento de un rasgo compartido en dos especies fósiles no implica una relación taxonómica directa entre ambas. Podrían corresponder a parientes cercanos que hubieran desarrollado una misma solución física ante unas circunstancias ecológicas similares. Entonces, ¿cómo identificaremos en el futuro nuestros antepasados directos? Además de apoyar la idea de que numerosas especies de homininos recorrían el planeta al mismo tiempo, me atrevo a ir un paso más allá. Preveo que se demostrará que la elevada diversidad de homininos descrita para los últimos cuatro millones de años se extiende aún más en el pasado. En parte, porque todavía no se han dedicado tantos esfuerzos a buscar fósiles de homininos de épocas anteriores. Sobre todo se han explorado yacimientos de hace menos de cuatro millones años. Es cierto que la tarea no resulta fácil. Los homininos constituyen una de las especies de mamíferos más escasas en el registro fósil. Deben desenterrarse un sinfín de huesos de cerdos y antílopes antes de poder descubrir uno de hominino. Pero con un esfuerzo coordinado podrían salir más a la luz. Otra razón me hace pensar que quedan más especies de homininos primitivos por descubrir: el registro fósil de los mamíferos más comunes presenta tantos linajes anteriores a los tres millones de años como posteriores a esa fecha. ¿Por qué no cabría esperar un patrón similar en los homininos? Por último, los yacimientos de los primeros homininos que se conocen cubren menos del 3 por ciento de la superficie terrestre de África. Es muy poco probable que con una muestra geográfica tan reducida hayamos obtenido datos de todas las especies primitivas de homininos que vivieron en el continente. Aun así, puede que cada nuevo hallazgo de un fósil de más de cuatro millones años de antigüedad nos traiga más incertidumbre. Cuanto más nos acercamos a la separación entre los linajes de los humanos y los de chimpancés y bonobos, más nos costará saber si se trata de un ancestro directo o de un pariente cercano. También resultará más difícil de interpretar si una especie nueva corresponde a un hominino o a un antepasado de los chimpancés y bonobos, o incluso si pertenece a un linaje sin representantes vivos. Si la paleoantropología plantea hoy retos formidables, sin duda en el futuro deberá encarar aún más. De hecho, todavía no estoy convencido de que los esqueletos de Malapa perteneciesen a antepasados directos de los humanos. Pero es precisamente este tipo de obstáculos los que hacen tan fascinante esta disciplina. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, noviembre de 2014 EL AUTOR

Bernard Wood, paleoantropólogo con formación en medicina, trabaja en la Universidad George Washington. Su interés por la evolución humana nació en 1968, cuando, como estudiante de medicina, participó en las expediciones de Richard Leakey en el norte de Kenia. PARA SABER MÁS

Fossils raise questions about human ancestry. Ewen Callaway en Nature. Publicado en línea el 8 de septiembre de 2011. What does it mean to be human? Programa de los Orígenes Humanos del Instituto Smithsoniano: http://humanorigins.si.edu W

Evolución humana. VV. AA. Colección TEMAS de IyC n.o 44, 2006. Una historia intrincada. Katherine Harmon en IyC, abril de 2013. Cincuenta años de Homo habilis. Bernard Wood en IyC, octubre de 2014.

Nuestra historia evolutiva  13

UNA NUEVA ESPECIE HUMANA hallada en Sudáfrica, Australopithecus sediba, ha sido propuesta como el antepasado de nuestro género, Homo.

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NUESTROS ANCESTROS

El origen del género Homo El hallazgo de unos fósiles extraordinarios en Sudáfrica avivan el debate sobre la evolución humana Kate Wong

BRENT STIRTON, GETTY IMAGES

H

ace entre tres y dos millones de años, quizás en la sabana primigenia de África, nuestros antepasados adquirieron apariencia humana. Durante más de un millón de años sus predecesores australopitecinos, entre los que se hallaban Lucy y otros, habían prosperado en los bosques del continente africano. Ya eran bípedos y caminaban de forma similar a la nuestra, aunque poseían piernas más cortas, manos adaptadas para trepar por los árboles y un tamaño cerebral reducido, semejante al de los simios. Pero su mundo se estaba transformando. El cambio climático favoreció la expansión de la sabana y los primeros australopitecinos dieron lugar a nuevas líneas evolutivas. Uno de esos descendientes contaba con piernas largas, manos aptas para la construcción de herramientas y un cerebro más voluminoso. Era un representante del género Homo, el primate que dominaría el planeta. Nuestra historia evolutiva  15

Durante decenios, los paleoantropólogos han inspeccionado a gatas las regiones más remotas de África en busca de fósiles de los primeros individuos de Homo para intentar entender la forma en que nuestro género se hizo prominente. El esfuerzo se ha visto poco recompensado: un fragmento de mandíbula aquí, unos pocos dientes en otro lugar... Además, la mayoría de los fósiles recuperados, o bien corresponden a sus ancestros australopitecinos, o pertenecen a miembros posteriores del género Homo, especies más evolucionadas que no permiten saber cuál de nuestros rasgos distintivos surgió primero y qué fuerzas selectivas propiciaron su éxito. Todavía no se han descubierto fósiles más antiguos de dos millones de años que conserven diferentes partes anatómicas y permitan tener una visión completa del plan corporal de los primeros Homo. Se piensa que su origen se sitúa en África oriental, donde se han hallado los fósiles más antiguos atribuidos al género, y que las características que lo distinguen le permitieron incorporar más carne a su dieta, un alimento muy rico en calorías en un ambiente en el que los frutos secos y las frutas se habían vuelto escasos. Pero el registro resulta insuficiente, por lo que el origen de nuestro género sigue representando un misterio. Lee Berger, paleoantropólogo de la Universidad de Witwatersrand en Johannesburgo, tal vez ha dado con una pieza importante de este rompecabezas. Ha descubierto un tesoro fósil que podría cambiar por completo el conocimiento actual sobre las raíces de Homo. En su despacho del Instituto de Evolución Humana de la universidad, Berger observa cómo Bernard Wood, de la Universidad George Washington, se mueve ante cuatro cajas de plástico extraídas de un envoltorio ignífugo y colocadas sobre una mesa cubierta de terciopelo azul. Las cajas, revestidas de espuma, contienen unos fósiles de dos millones de años de antigüedad. La primera alberga una pelvis y huesos de las piernas; la segunda, costillas y vértebras; la tercera, huesos del brazo y una clavícula, y la cuarta, un cráneo. En un mostrador, enfrente de la mesa, otras cajas encierran un segundo esqueleto parcial, con una mano casi completa. Wood, científico influyente en el campo de la evolución humana, se detiene ante el cráneo y se inclina para verlo mejor. Se acaricia la barba al advertir la dentición delicada y la cavidad craneal, del tamaño de un pomelo. Se endereza, sacude la cabeza y, tras proferir un par de exclamaciones, reconoce haberse quedado sin palabras. Berger sonríe. No es la primera vez que ve esta reacción. Desde que halló los fósiles en 2010, científicos de todo el mundo han ido acudiendo uno detrás de otro para quedarse boquiabiertos ante los huesos. Teniendo en cuenta la configuración peculiar de los esqueletos, el equipo de Berger los ha atribuido a una nueva especie, Australopithecus sediba. Además, debido a que presentan una combinación de rasgos primitivos, propios de Australopithecus, y otros más evolucionados, propios de Homo, han propuesto que la especie ocuparía un lugar privilegiado en el árbol filogenético. Correspondería al antepasado de Homo. La

idea resulta revolucionaria. Si Berger se halla en lo cierto, los paleoantropólogos deberán replantearse dónde, cuándo y cómo apareció Homo y, ante todo, lo que significa ser un humano. CAMINO SIN SALIDA

En mitad de un camino polvoriento salpicado de rocas que serpentea a través de la Reserva Natural John Nash, Berger detiene el todoterreno y señala una pequeña pista que se bifurca a la derecha. Durante 17 años ha recorrido los 40 kilómetros que hay en dirección noroeste desde Johannesburgo hacia una finca salvaje de 9000 hectáreas de propiedad privada, y siempre había pasado de largo este desvío. Siempre había seguido la pista principal, atravesando un paisaje con jirafas, búfalos y ñúes, para dirigirse a una cueva situada a pocos kilómetros de allí, Gladysvale, donde viene excavando desde entonces. En 1948, los paleontólogos estadounidenses Frank Peabody y Charles Camp acudieron a esa zona en busca de fósiles de homininos (los humanos modernos y sus antepasados extintos). Seguían el consejo del paleontólogo sudafricano Robert Broom, que había encontrado fósiles similares en las cuevas de Sterkfontein y Swartkrans, a ocho kilómetros de allí. Peabody sospechaba que Broom les había embarcado adrede en una búsqueda infructuosa, tan escaso fue el interés que le despertaron los yacimientos. Pero lo que no suponían Berger ni los que le precedieron era que ese pequeño camino a la derecha, uno de los muchos que abrieron los mineros a principios del siglo xx para transportar desde las canteras la piedra caliza con la que se construyó Johannesburgo, les conduciría a un descubrimiento irrepetible. Berger, con 46 años de edad, nunca había imaginado realizar un hallazgo como el de A. sediba. Aunque pensaba que las raíces de Homo podrían encontrarse en Sudáfrica y no en África oriental, sabía que las posibilidades de hacer un gran descubrimiento eran bajas. Los fósiles de hominino resultan muy infrecuentes, de ahí que no albergara muchas esperanzas. Además, su trabajo se había desarrollado en la región de la Cuna de la Humanidad, una zona que ha sido explorada intensamente. Sus cuevas habían proporcionado fósiles de australopitecinos, aunque se los consideraba más alejados del género Homo que los restos de australopitecinos hallados en el este de África. Así que Berger trabajaba con gran esfuerzo en Gladysvale, día tras día, año tras año. Entre los millones de fósiles de animales apenas había dado con unos cuantos de hominino, en concreto, de la especie A. africanus. Por ese motivo, decidió centrarse en la datación del yacimiento. Una de las mayores dificultades en la interpretación de los fósiles de hominino de Sudáfrica consiste en establecer con seguridad su antigüedad. En África oriental, los fósiles se sitúan en sedimentos intercalados entre capas de cenizas volcánicas procedentes de las erupciones que cubrieron el paisaje en el pasado. Los geólogos pueden determinar la edad de una capa volcánica mediante el análisis de su composición química. Un fósil hallado en una capa de sedimento entre dos capas de cenizas posee una antigüedad intermedia a la de los

EN SÍNTESIS

El origen de nuestro género, Homo, sigue representando uno de los grandes misterios para quienes investigan la evolución humana.

16  TEMAS 92

A partir de unos pocos datos, se ha planteado que Homo apareció en el este de África y que la especie a la que pertenecía Lucy, Australopithecus afarensis, dio lugar al primer representante de nuestro linaje, Homo habilis.

El hallazgo de fósiles en un yacimiento al noroeste de Johannesburgo podría contradecir esa interpretación. Los huesos corresponden a una nueva especie humana, cuya mezcla de rasgos de Australopithecus y Homo hace pensar a sus descubridores que podría tratarse del antepasado de Homo.

1

BRENT STIRTON, GETTY IMAGES

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LEE BERGER (izquierda) y Meshack Kgasi (derecha) inspeccionan el yacimiento de Malapa, donde Berger ha descubierto los fósiles de Australopithecus sediba (1). Los bloques de sedimento brechificado extraídos por los mineros se examinarán mediante tomografía para ver si contienen nuevos fósiles (2). Vista de los valles alrededor de Malapa, al noroeste de Johannesburgo (3).

3

Nuestra historia evolutiva  17

dos estratos volcánicos que lo enmarcan. Pero las cuevas de la Cuna de la Humanidad no presentan cenizas volcánicas. A pesar de ello, durante los 17 años de trabajo en Gladysvale, Berger y su equipo ensayaron diferentes técnicas que les permitieran sortear la ausencia de cenizas para datar. Las técnicas demostraron pronto su utilidad. El 1 de agosto de 2008, mientras buscaba nuevos yacimientos en una zona que había identificado con Google Earth, Berger tomó el camino de la derecha que hasta entonces había pasado de largo. Este le condujo a un hoyo de tres por cuatro metros excavado por los mineros. En una exploración superficial del yacimiento halló varios fósiles de animales, lo que le empujó a regresar otra vez para inspeccionarlo mejor. El 15 de agosto volvió con su hijo de 9 años, Matthew, y su perro, Tau. Su hijo se adentró en el bosque tras Tau y, después de unos minutos, gritó a su padre que había descubierto un fósil. Berger pensó que se trataría de algún resto sin importancia, probablemente un hueso de antílope, pero en un gesto paternal acudió a ver el hallazgo. De una roca oscura, en medio de hierbas altas y cerca del tronco de un árbol partido por un rayo, sobresalía el extremo de una clavícula. Berger reconoció de inmediato que pertenecía a un hominino. En los meses siguientes encontró más huesos del dueño de la clavícula, además de otro esqueleto parcial, a 20 metros de la cantera. Hasta la fecha, Berger y su equipo han recuperado del yacimiento más de 220 fósiles de A. sediba, una cantidad superior al total de huesos que se conocen de los primeros Homo. Bautizó el yacimiento con el nombre de Malapa, que significa­ «hacienda» en la lengua local Sesotho. Con los métodos de datación empleados en Gladysvale, los geólogos del equipo de Berger determinaron la edad de los restos en 1,977 millones de años, con un margen de error de 2000 años. UN ANTEPASADO EN MOSAICO

El hecho de que los fósiles de Malapa incluyan numerosas partes anatómicas nos ofrece una información excepcional sobre el orden de aparición de los rasgos fundamentales de Homo. Se ha deducido así que las características distintivas humanas no surgieron todas a la vez, tal y como se pensaba. Fijémonos en la evolución de la pelvis y del cerebro. Las ideas tradicionales sostenían que la pelvis ancha y plana de los australopitecinos había evolucionado hacia la pelvis de Homo, en forma de cuenco, para permitir el nacimiento de crías con un mayor tamaño craneal. Pero la amplia vía del parto en la pelvis de A. sediba se asemeja a la de Homo, aunque tal rasgo va unido a un tamaño cerebral reducido, de unos 420 centímetros cúbicos (un tercio del nuestro). Esta combinación significa que, en el linaje de A. sediba, el mayor tamaño del cerebro no habría promovido la transformación de la pelvis [véase «La evolución de la pelvis humana», por Caroline VanSickle, en este mismo número]. La mezcla de rasgos antiguos y modernos en A. sediba no solo afecta a las características generales como el tamaño cerebral y la forma de la pelvis. La pauta se repite en niveles más profundos, igual que un fractal evolutivo. El análisis del interior de la cavidad craneal del macho joven demuestra que el cerebro, aunque de pequeño tamaño, poseía un mayor lóbulo frontal, lo que indica una reorganización avanzada de la materia gris. Los huesos de la extremidad superior de la hembra adulta revelan la combinación de un brazo largo (un rasgo primitivo heredado de un antepasado arborícola) con unos dedos cortos y rectos adaptados a la fabricación y utilización de herramientas (aunque las inserciones musculares en los huesos indican una capacidad de prensión similar a la de los simios). En algunos casos, la yux-

18  TEMAS 92

taposición de caracteres primitivos y avanzados es tan extraña que, si los huesos no hubiesen aparecido juntos, seguramente se habrían adjudicado a especies distintas. Según el miembro del equipo Bernard Zipfel, de la Universidad de Witwatersrand, el pie reúne un calcáneo similar al de los simios y un astrágalo que recuerda al de Homo. Para Berger, el mosaico de rasgos tan extraordinario de A. sediba constituye una lección para los paleoantropólogos. De haber hallado alguno de los fósiles de forma aislada, él mismo los habría clasificado en diferentes especies. Tal vez habría asignado la pelvis a Homo erectus, el brazo a un simio y el astrágalo a un humano moderno. Como en la parábola en la que unos ciegos estudian las diferentes partes de un elefante, habría estado equivocado. Berger afirma que con el ejemplo de A. sediba se demuestra la inexactitud de atribuir huesos aislados a un género. De este modo, según su punto de vista, no se puede asegurar que el maxilar de 2,3 millones de años hallado en Hadar (Etiopía), considerado el resto más antiguo de Homo, pertenezca en realidad al linaje de Homo. Si se excluye ese maxilar, los restos de A. sediba son más antiguos que cualquier fósil datado de Homo, pero más modernos que los de A. afarensis. Por tanto, el equipo de Berger piensa que esa posición lo convierte en un candidato óptimo para ser el último antepasado de nuestro género. Incluso, teniendo en cuenta los rasgos avanzados de A. sediba, podría representar el ancestro de H. erectus (algunos consideran que una parte de este corresponde a una especie distinta, H. ergaster). Frente a la idea tradicional de que A. afarensis dio lugar a H. habilis y este a su vez a H. erectus, Berger propone que A. africanus es el antepasado de A. sediba, y este originó a H. erectus. Tal visión relegaría a H. habilis a una rama lateral, sin descendencia, en la familia humana. También situaría en esa línea extinta a A. afarensis, una especie considerada durante mucho tiempo la antepasada de todos los homininos posteriores, entre ellos A. africanus y Homo. Berger señala que el astrágalo de A. sediba es más antiguo que el de A. afarensis, lo que indica que A. sediba, o bien experimentó una regresión evolutiva y desarrolló un hueso más primitivo, o desciende de un linaje distinto del de A. afarensis y A. africanus, del que aún no se han descubierto fósiles. Berger opina que se ha apostado demasiado alto por los fósiles hallados en África oriental. Ahora hay que reconocer la existencia de otras posibilidades que se deben explorar. Quizá la hipótesis que sitúa el origen de los humanos en África oriental (East Side Story) resulta errónea. La idea tradicional considera que los fósiles más antiguos de hominino hallados en Sudáfrica representan una línea evolutiva que no tuvo descendencia. Ahora, A. sediba podría contradecir ese planteamiento y demostrar que en Sudáfrica hubo un linaje que dio origen a los humanos actuales. De hecho, la palabra sediba significa «fuente» o «manantial». Pero William Kimbel, de la Universidad Estatal de Arizona, que dirige el equipo que halló el maxilar de 2,3 millones de años en Etiopía, se manifiesta en desacuerdo. Según él, la idea de que se necesita todo un esqueleto para clasificar un fósil carece de sentido; lo fundamental consiste en identificar partes anatómicas que contengan rasgos diagnósticos. Y el maxilar de Hadar presenta características que lo relacionan con Homo, como la forma parabólica de la arcada dental. Kimbel, que ha visto los fósiles de Malapa, aunque no los ha podido estudiar con profundidad, admite la sorprendente semejanza de los rasgos con los de Homo, si bien no sabe cómo interpretarla. Pero se mofa

HALLAZGOS

Rasgos combinados Los esqueletos de Australopithecus sediba presentan una mezcla insólita de rasgos australopitecinos y de Homo. Tradicionalmente se pensaba que algunos caracteres de Homo, como los brazos cortos y la destreza manual, evolucionaron de forma conjunta. Pero en A. sediba se observa que ambos evolucionaron por separado, ya que en él se combinan unos brazos largos para trepar a los árboles con unas manos de dedos cortos y pulgar largo que le conferirían una capacidad de prensión similar a la de los humanos. La mezcla de rasgos hace pensar al equipo de Berger que A. sediba desciende de A. africanus, o de otro linaje desconocido, y que es el antepasado directo de H. erectus.

Macho juvenil de A. sediba

Hembra adulta de A. sediba Cuerpo pequeño

Región frontal amplia

Dientes pequeños

Cerebro pequeño

Nariz prominente

Canal del parto amplio Brazos largos

Mano diestra Semejante a Australopithecus

Semejante a Homo

Astrágalo evolucionado

Piernas largas Calcáneo primitivo

A. sediba

H. erectus

BRENT STIRTON, GETTY IMAGES

A. africanus

Nuestra historia evolutiva  19

I N T E R P R E TA C I O N E S

¿El antepasado de todos los humanos? La hipótesis tradicional sobre el origen de Homo plantea que Australopithecus afarensis es el antepasado de Homo habilis, que habría evolucionado para dar lugar a H. erectus y a todas las especies posteriores de Homo. Pero algunos de los rasgos claves de la anatomía de A. sediba, entre ellos un talón más primitivo que el de A. afarensis y una mano más evolucionada que la de H. habilis, han llevado a proponer la idea polémica de que A. sediba sea antepasado de H. erectus y que A. afarensis y H. habilis pertenezcan a ramificaciones secundarias.

Ardipithecus Australopithecus Kenyanthropus Homo Bastante seguro Provisional

A. africanus

¿Linaje no descubierto?

Primer Homo

A. anamensis

A. afarensis

A. garhi

K. platyops

Hace 4 millones de años (Ma)

ante la sugerencia de que puedan corresponder al antepasado de H. erectus. «No imagino cómo un taxón de Sudáfrica con alguna característica de Homo podría ser su antepasado, cuando en África oriental existe un fósil 300.000 años más antiguo que pertenece claramente al género», declara refiriéndose al maxilar de Hadar. Kimbel no es el único en rechazar que A. sediba represente el ancestro de Homo. Meave Leakey, del Instituto del Lago Turkana en Kenya, que ha investigado fósiles de África oriental, apunta a la falta de concordancia entre los datos, en especial los cronológicos y los geográficos. Según ella, resulta más probable que los homininos sudafricanos constituyan una línea evolutiva independiente que se desarrolló en el sur del continente. René Bobe, de la Universidad George Washington, afirma que si los fósiles de A. sediba fueran más antiguos, de unos 2,5 millones de años de edad, se podría aceptar que se trata del ancestro de Homo. Pero con 1,977 millones de años, poseen una morfología general demasiado primitiva como para corresponder a los antepasados de los fósiles identificados en los alrededores del lago Turkana, de una edad ligeramente inferior pero con numerosos rasgos indiscutibles del género Homo. Berger responde que A. sediba seguramente ya existía como especie antes que los individuos de Malapa. Pero Bobe y otros mantienen que no se dispone de ninguna información en ese sentido. Según él, los paleoantropólogos tienden a pensar que sus hallazgos ocupan una posición clave en el árbol filogenético de los homininos, pero la mayoría de las veces no es así. Desde un punto de vista estadístico, si África albergó diferentes poblaciones de homininos que evolucionaron de distinto modo, ¿por qué el fósil que alguien encuentra debe ser el antepasado común? Wood, en cambio, apoya las ideas de Berger. En especial, cuando afirma que el hallazgo de A. sediba nos enseña que los huesos aislados no permiten predecir el resto del esqueleto y que la combinación de rasgos en fósiles anteriores no hacen descartar otras posibilidades. Pero rechaza que A. sediba sea el antepasado de Homo, por presentar escasos caracteres que lo

3 Ma

relacionen con él. Opina que los rasgos de A. sediba pudieron evolucionar de forma independiente del linaje de Homo. Según él, A. sediba debería haber cambiado mucho para convertirse en H. erectus. La respuesta a la cuestión de si A. sediba pertenece a nuestra línea evolutiva se ve obstaculizada por la falta de una clara definición del género Homo. Pero llegar a un consenso entraña mayor dificultad de lo que parece. Debido a la escasez de fósiles de ese período de transición, la mayoría de ellos muy fragmentarios, resulta complicado determinar los primeros rasgos de Homo que lo diferenciaron de sus antepasados australopitecinos, los cambios que lo hicieron humano. Los esqueletos de Malapa ponen de manifiesto un hecho desconcertante: al ser mucho más completos que cualquier fósil de los primeros Homo, se hace muy difícil compararlos con ellos. Berger afirma que A. sediba nos obligará a establecer una definición. TODO EN LOS DETALLES

Sea cual sea la posición evolutiva de los fósiles de Malapa, sin duda permitirán confeccionar el retrato más completo de los homininos más antiguos, en parte, gracias al hecho de contar con varios individuos. Además de los dos esqueletos parciales de un macho joven y de una hembra adulta, el equipo de Berger ha recuperado huesos de al menos otros cuatro individuos, entre ellos una cría. Un hecho destacable, si se tiene en cuenta la escasez de datos poblacionales en el registro fósil humano, a lo que se añade el magnífico estado de conservación de los restos. Se han desenterrado huesos que no suelen sobrevivir a los estragos del tiempo: una escápula del grosor de una hoja de papel, una delicada primera costilla, huesos de dedos del tamaño de guisantes y vértebras con apófisis conservadas. Y varios huesos de los que antes solo se disponía de fragmentos aparecen aquí íntegros. Antes del descubrimiento de Malapa, no se había identificado ningún brazo entero de los primeros homininos. Por tanto, todas las longitudes de las extremidades utilizadas para interpretar aspectos esenciales como la locomoción se basaban

JEN CHRISTIANSEN

A. ramidus

20  TEMAS 92

A. aethiopicus

A. boisei

A. robustus

H. neanderthalensis

H. habilis

H. heidelbergensis H. antecessor H. sapiens

A. sediba H. ergaster

H. erectus H. floresiensis

H. rudolfensis

2 Ma

1 Ma

en estimaciones. Incluso a Lucy, el esqueleto de hominino más completo que se conocía desde su descubrimiento en 1974, le falta una buena parte de los brazos y las piernas. En cambio, la hembra adulta de Malapa conserva toda una extremidad superior, desde la escápula hasta la mano. Solo le faltan algunas falanges distales de sus dedos y huesos del carpo, aunque Berger espera poder encontrarlos. De hecho, cree que podría hallar el resto de los esqueletos cuando excave el yacimiento, ya que su equipo solo ha recuperado fósiles visibles en la superficie pero no ha buscado de modo sistemático fósiles enterrados a mayor profundidad. Con esas pruebas, y junto con otros datos, será posible averiguar el modo en que A. sediba se desarrollaba, la manera como se desplazaba por su entorno y la variabilidad morfológica entre miembros de la especie. Pero no solo cabe esperar que los fósiles aporten nuevos datos. Malapa también ha proporcionado materiales que pueden ayudar a entender mejor A. sediba. Los paleontólogos pensaban que durante el proceso de fosilización todos los componentes orgánicos del cuerpo (la piel, el pelo, los órganos) se descomponían y desaparecían, excepto la parte mineral del hueso. Pero cuando Berger examinó el escáner tomográfico del cráneo masculino, descubrió en la parte superior un espacio vacío entre la superficie del fósil y la del hueso. Al inspeccionar el espacio de cerca distinguió un patrón superficial que recordaba a los elementos estructurales de la piel. En la actualidad está realizando análisis adicionales para saber si ese patrón tan extraño que ha hallado en el cráneo del macho, así como en el mentón de la hembra y en otros huesos de antílope del yacimiento, corresponde a piel. Si se confirma la conservación del tejido cutáneo, podríamos averiguar el color de la piel y la densidad y características del pelo de A. sediba. También podría conocerse la distribución de las glándulas del sudor, un dato que permitiría deducir la capacidad de la especie para regular la temperatura corporal, lo que debió de influir sobre su actividad. Además, las glándulas sudoríparas ofrecen información sobre la evolución del cerebro. La aparición de un cerebro de mayor tamaño exigiría un me-

canismo que mitigara el calor del ambiente (una característica distintiva de Homo), puesto que el cerebro es un órgano muy sensible a los cambios de temperatura. Si se conserva material orgánico, Berger podría incluso obtener ADN de los restos. Hasta ahora, el ADN de hominino más antiguo que se ha secuenciado tiene 100.000 años de antigüedad y pertenece a un neandertal. Pero debido a las condiciones de conservación excepcionales en Malapa, Berger alberga la esperanza de recuperar datos genéticos de los fósiles de A. sediba. De ser así, se podría determinar si la hembra adulta y el macho joven fueron madre e hijo, tal y como se ha propuesto, así como su relación con los individuos restantes del yacimiento. Además, tal descubrimiento motivaría la búsqueda de ADN en otros yacimientos y, si esta resultara fructuosa, podría zanjarse el debate sobre el parentesco entre las diferentes especies de homininos. La conservación de restos orgánicos constituiría un hecho único en la paleontología de los homininos. Y el equipo de Malapa sabe que para convencer a la comunidad científica necesitará pruebas extraordinarias. Pero los primeros resultados analíticos apoyan esa hipótesis, y Berger piensa que muy probablemente los futuros análisis la confirmarán. De hecho, se han identificado restos orgánicos semejantes en huesos de dinosaurios [véase «Fósiles con restos de vida», por Mary H. Schweitzer; Investigación y Ciencia, febrero de 2011], decenas de millones de años más antiguos que los fósiles de Malapa. Según él, los vestigios orgánicos podrían resultar más habituales de lo que pensamos; simplemente, nadie los había buscado antes. Otro de los aspectos que nadie había examinado en un hominino de tal antigüedad es la presencia de sarro. La superficie de los dientes del macho joven muestra manchas marrones oscuras. Durante la preparación de los fósiles, se suelen limpiar los dientes para poder estudiar los restos de hominino. Pero Berger pensó que esas manchas podrían corresponder al material que los humanos de hoy eliminamos con cepillos de dientes o visitas al dentista. El sarro fósil proporcionaría una información valiosa sobre la evolución de la dieta.

Nuestra historia evolutiva  21

el hominino más antiguo, consumía alimentos C3, igual que los chimpancés, otros homininos africanos parecían decantarse por una mezcla de C3 y C4. Según el estudio de Thure Cerling, de la Universidad de Utah, y sus colaboradores, publicado en 2011 en Proceedings of the National Academy of Sciences USA, la especie Paranthropus robustus ingería sobre todo alimentos C4. Se esperan con impaciencia los resultados sobre el tipo de dieta que seguía A. sediba y si estos encajan con los datos paleoambientales de Malapa, que señalan una abundancia de pastos y de árboles. Quizás el tipo de dieta arroje luz sobre la forma en que A. sediba utilizaba sus manos hábiles, adaptadas para el empleo de instrumentos, y si sus largos brazos, semejantes a los de los simios, le servían para trepar y alimentarse en los árboles.

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CORTESÍA DE PAUL TAFFOREAU, ESRF

LOS ÚLTIMOS MOMENTOS

Los homininos de Malapa habrían tenido un final sombrío. Posiblemente una sequía les hiciera difícil abastecerse de agua. Berger piensa que, empujados por la sed, habrían intentado descender entre 30 y 50 EL ESCÁNER DEL CRÁNEO del macho joven, realizado con radiación de sincrotrón, permite metros en la caverna de Malapa en reconstruir con detalle el cerebro (rosa). Aunque su tamaño apenas supera el de un chimpancé, busca de alguna fuente para beber presenta una reorganización avanzada de los lóbulos frontales. y, al hacerlo, hallaron la muerte. Tal vez el joven cayó primero y la hembra adulta, quizá su madre, trató de Los estudios previos sobre la alimentación de los primeros rescatarlo pero cayó también. Otros animales, como antílopes humanos se basan en el análisis isotópico de los dientes. Este o cebras, alcanzaron el mismo destino y quedaron sepultados indica si un animal ha consumido plantas C3 (árboles o arbustos) junto a los homininos para la posteridad. o plantas C4 (hierbas y gramíneas). O señala si una especie carníCuriosamente, los datos geológicos del yacimiento indican vora consumía animales que a su vez comían esas plantas, o una que la asociación fósil de Malapa se formó justo en el momento combinación de ambos alimentos. Tales pruebas son indirectas e en que se producía un cambio paleomagnético en la Tierra (una inespecíficas. En cambio, el sarro constituye un resto de la comi- inversión en la polaridad del planeta en que se intercambian las da por sí mismo. En la actualidad, el equipo está estudiando los posiciones de los polos norte y sur magnéticos). Esa coincidencia fitolitos presentes en el sarro. Los fitolitos son cristales de sílice plantea la cuestión de si el fenómeno influyó de alguna manera que forman los vegetales y que resultan específicos para cada en la muerte de estos individuos. planta [véase «La memoria mineral de las plantas», por Thomas Se sabe muy poco sobre la causa de esos cambios magnéticos C. Hart; Investigación y Ciencia, marzo de 2016]. El estudio de y si provocan alteraciones ambientales. Algunos geólogos sugielos fitolitos puede revelar las plantas que un animal consumió ren que habrían generado estragos ecológicos al modificar el antes de morir. De los análisis de isotópos, fitolitos y marcas de campo magnético que protege a los organismos de la radiación desgaste dentario de A. sediba (que permitirán saber si consumía externa o al confundir los sistemas de navegación interna que alimentos duros o blandos en las semanas que precedieron a utilizan las aves migratorias y otros animales que se orientan su muerte) se obtendrá una información muy valiosa sobre su con el campo magnético terrestre. Malapa es uno de los pocos forma de subsistencia. Además, como se dispone de individuos yacimientos en el mundo que registra un cambio paleomagnécon diferentes estadios de desarrollo, se podrá averiguar la ali- tico y a la vez presenta un conjunto de fósiles de animales de mentación de las crías y de los adultos. ese momento, lo que podría ofrecer una información singular En un artículo de revisión publicado en Science en octubre sobre lo que sucede en el planeta cuando los polos magnéticos de 2011, Peter S. Ungar, de la Universidad de Arkansas, y Matt se intercambian. Sponheimer, de la Universidad de Colorado en Boulder, destaOtros indicios tal vez ayuden a conocer mejor el modo en caban que los últimos estudios habían revelado una diversidad que perecieron los individuos de Malapa. Los huesos fósiles de y complejidad inesperada en la dieta de nuestros antepasados. una hembra de antílope que se hallaba preñada en el momento Mientras que Ardipithecus ramidus, uno de los candidatos a ser de morir podrían indicar la época del año en que sucumbieron

los homininos con un margen de error de pocas semanas, ya que los antílopes paren a sus crías en un corto período de la primavera y el análisis de los huesos del feto permitiría conocer su tiempo de gestación. Las huellas de actividad de gusanos y escarabajos necrófagos podrían revelar también si los cuerpos de los homininos quedaron expuestos a la intemperie antes de ser enterrados por los sedimentos de la cueva. De alguna forma, el trabajo en A. sediba no ha hecho más que empezar. En noviembre de 2011, en un viaje a Malapa en la primavera austral, Berger mostraba a los visitantes la tierra pedregosa entre el árbol donde su hijo encontró la clavícula y el hoyo donde Berger hizo su hallazgo. Mientras descendía al hoyo, señalaba los pequeños fragmentos de huesos que todavía asoman en las rocas a la espera de ser excavados. Los sorprendidos visitantes se aproximaban para ver el hueso del brazo de un individuo infantil, una mandíbula de un tigre de dientes de sable y la zona que tal vez contenga el resto del esqueleto del macho joven. Solo con los restos desenterrados por los mineros y las lluvias, el equipo ha reunido el mejor conjunto de fósiles de hominino que se conoce. Cuando los investigadores excaven los aproximadamente 500 metros cuadrados del yacimiento, Berger no duda de que identificarán muchos más fósiles. Se prevé construir una estructura que proteja el yacimiento de las inclemencias meteorológicas y que sirva como laboratorio de campo. A finales de 2012 se iniciaría la excavación sistemática para trabajar en los depósitos no alterados por los mineros. Mientras tanto, en el laboratorio de la Universidad de Witwatersrand, los bloques de roca arrancados durante la explotación aguardan a ser abiertos para desvelar sus secretos. Se están realizando tomografías para estudiar su contenido y descubrir fósiles de hominino, entre ellos el cráneo aún no encontrado de la hembra adulta. Malapa es un yacimiento tan rico que Berger quizá dedique a él el resto de su carrera. Pero también está pensando en el próximo paso. Australopithecus sediba le ha hecho comprender la necesidad de obtener un mejor registro fósil. Los trabajos de prospección que le llevaron a descubrir Malapa le permitieron identificar en la Cuna de la Humanidad más de treinta yacimientos nuevos que podrían albergar fósiles de hominino. Está organizando un equipo que excave los lugares más prometedores. Incluso tiene la vista puesta en zonas más alejadas. Otras regiones de Congo y Angola poseen formaciones kársticas, semejantes a las de la Cuna, en las que nunca se han buscado fósiles de hominino. Quizás allí, en esa tierra desconocida de la paleoantropología, podría dar con otras pistas inesperadas del amanecer de la humanidad que obliguen a rescribir la historia de nuestros orígenes. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, junio de 2012

LA AUTORA

Kate Wong es redactora de Scientific American. PARA SABER MÁS

Australopithecus sediba: A new species of Homo-like australopith from South Africa. Lee R. Berger y otros en Science, vol. 328, págs. 195-204, 9 de abril de 2010. En el número de Science del 9 de septiembre de 2011 se publicaron cinco artículos que estudian en detalle la anatomía y la cronología de A. sediba.

COLABORADORES DE ESTE NÚMERO Asesoramiento y traducción: Carlos Lorenzo: Nuestro intrincado árbol genealógico, El origen del género Homo, La evolución de la pelvis humana, La mente neandertal, Origen de la piel desnuda, La larga vida de los humanos; Marián Beltrán: El misterioso Homo naledi; Fabio Teixidó: Cambios climáticos y evolución humana; Andrés Martínez: Pérdidas de ADN en nuestra evolución, El futuro de la evolución humana; Mercè Piqueras: Genes humanos para ambientes extremos

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA DIRECTORA GENERAL  Pilar Bronchal Garfella DIRECTORA EDITORIAL  Laia Torres Casas EDICIONES  Anna Ferran Cabeza, Ernesto Lozano Tellechea, Yvonne Buchholz, Bruna Espar Gasset PRODUCCIÓN  M.a Cruz Iglesias Capón, Albert Marín Garau SECRETARÍA  Purificación Mayoral Martínez ADMINISTRACIÓN  Victoria Andrés Laiglesia SUSCRIPCIONES  Concepción Orenes Delgado, Olga Blanco Romero

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Nuestra historia evolutiva  23

NUEVA ESPECIE HUMANA: Homo naledi plantea preguntas sobre el origen y la evolución de nuestro género. En esta réplica del cráneo, las zonas blancas indican las partes de hueso que faltan.

24  TEMAS 92

NUESTROS ANCESTROS

El misterioso Homo naledi

CORTESÍA DE JOHN HAWKS, UNIVERSIDAD DE WISCONSIN–MADISON Y UNIVERSIDAD DEL WITWATERSRAND (todas las fotografías)

Una sorprendente colección de fósiles ha reavivado el debate sobre los orígenes de nuestra especie

E

Kate Wong

l flamante gabinete de fósiles de la Uni­ versidad del Witwatersrand, en Johan­ nesburgo, se queda pequeño. Sus vitri­ nas están repletas de huesos de nuestros parientes humanos más antiguos, descu­ biertos durante los últimos 92 años en las numerosas cuevas de la Cuna de la Huma­ nidad, famosa región a tan solo 40 kilómetros al noroeste de don­ de nos encontramos. Esta colección de fósiles de humanos extin­ tos está considerada desde hace tiempo una de las más completas del mundo. Aun así, en fecha reciente sus posesiones se han dupli­ cado debido al hallazgo de cientos de huesos y fragmentos en Ri­ sing Star, un sistema de cuevas de la zona. En opinión del paleoan­ tropólogo Lee Berger y sus colaboradores, quienes desenterraron y analizaron los restos, corresponden a una nueva especie huma­ na, Homo naledi —así llamada por la palabra estrella en la lengua sesotho—, que podría invalidar ideas muy arraigadas sobre el ori­ gen y la evolución de nuestro género, Homo. Nuestra historia evolutiva  25

A finales de 2015, Berger, con una chaqueta de cuero marrón y listo para la cámara, está a punto de empezar a perorar ante una docena de periodistas que nos congregamos a su alrededor en el gabinete de fósiles. Dirige la atención de los visitantes hacia seis estuches —en un principio para fusiles de asalto— desplegados sobre mesas por toda la habitación. Cada uno contiene en sus compartimentos de gomaespuma un impresionante surtido de fósiles. En las vitrinas de la pared del fondo se observan docenas de recipientes de plástico transparente con huesos de H. naledi etiquetados como «fragmentos de cráneo», «pelvis» o «radio». Berger toma el estuche número dos, el que contiene las joyas de la corona de la asociación de fósiles de Rising Star —los huesos que caracterizan la especie— y extrae un maxilar superior y otro inferior. Los coloca cuidadosamente uno sobre el otro y muestra cómo encajan, con un ademán ensayado para que todos puedan observarlo bien. El grupo profiere un murmullo de aprobación y enseguida los bolígrafos empiezan a garabatear, las cámaras a disparar, y los flashes a brillar. A continuación se dirige hacia el siguiente espécimen y va respondiendo preguntas, posando para las fotos y animando a los visitantes a sacarse selfies con las celebridades del gabinete. Hace tan solo unas décadas, el total de los fósiles pertenecien­ tes a nuestros parientes humanos extintos, también denomina­ dos homininos, cabía en el cajón de un escritorio. Esos días de penuria quedaron atrás. Desde entonces se han recopilado más indicios de la historia evolutiva de la familia humana que de muchos otros grupos de animales, incluidos nuestros parientes vivos más cercanos, los grandes simios. Gracias a ello sabemos ahora que, por ejemplo, las raíces de la humanidad se remon­ tan hasta hace al menos siete millones de años, y que durante gran parte de ese tiempo nuestros antepasados compartieron el planeta con otros homininos. Con todo, a los científicos todavía les queda mucho que aprender. Algunos capítulos de la historia humana son com­ pletamente desconocidos en el registro fósil; otros están fun­ damentados en pruebas tan exiguas que constituyen poco más que especulaciones. Por tanto, aunque el registro fósil humano es hoy mucho más abundante de lo que fue, todavía resulta tan imperfecto que los hallazgos novedosos siguen trastornando las ideas que los científicos tienen del pasado de la humanidad; a veces, de manera considerable. Los fósiles de Rising Star son los últimos que han sacudido a la comunidad paleoantropológica. Berger y su equipo sostienen que H. naledi podría arrojar una muy anhelada luz sobre los orígenes de Homo y remozar el árbol genealógico humano. Más aún, los in­ vestigadores proponen que esta criatura, con un cerebro del tama­ ño de una naranja, celebraba rituales, un comportamiento hasta ahora atribuido exclusivamente a homininos de cerebro mucho mayor. Este hallazgo podría echar por tierra la idea prevaleciente que asocia la complejidad cognitiva a un cerebro voluminoso. Algunos han rechazado de plano estas aseveraciones; otros las han recibido con una reticencia inusual. Para muchos, que se

ENTRADA AL PASADO: Los fósiles de Homo naledi se descubrieron en una cueva de la Cuna de la Humanidad, en Sudáfrica.

desconozca la edad de los huesos supone un obstáculo importante. Podrían tener más de 4 millones de años o menos de 100.000. Sin embargo, la falta de datación no es lo único que preocupa a los ajenos al hallazgo. El modo en que se desenterraron y ana­ lizaron los fósiles y se dieron a conocer al resto del mundo ha incomodado a los grandes especialistas en la materia, que acu­ san a Berger y sus colaboradores de precipitar los trabajos y de anteponer la publicidad a la ciencia. En una disciplina conocida por sus fuertes rivalidades, los debates acalorados sobre nuevos descubrimientos constituyen la norma. Pero en la disputa sobre los restos de Rising Star no solo están en entredicho algunos egos. La manera en que los científicos reaccionen a largo plazo a este descubrimiento podría dar un nuevo rumbo a la búsqueda de los orígenes humanos, lo que cambiaría no solo las cuestiones que se formulan, sino también el modo de responderlas. LA CÁMARA DE LOS SECRETOS

El desencadenante de todo el espectáculo fueron unas fotogra­ fías borrosas que le mostraron a Berger el 1 de octubre de 2013. El investigador había contratado al geólogo Pedro Boshoff para que buscara nuevos yacimientos de homininos en la Cuna de la Humanidad. A lo largo de los años, mineros y cazadores de fósiles han peinado la región una y otra vez, pero Berger tenía buenas razones para pensar que quedaba mucho por descubrir. Cinco años antes, su hijo de nueve años se había topado con huesos de un miembro de la familia humana hasta entonces desconocido, Australopithecus sediba, justo en medio de la Cuna [véase «El origen del género Homo», por Kate Wong, en este mismo número]. Boshoff y los espeleólogos locales Rick Hunter y Steven Tucker habían encontrado unos huesos de apariencia humana esparcidos por el suelo de una cámara de muy difícil acceso, a

EN SÍNTESIS

En 2013, una colección de enigmáticos fósiles apareció en Rising Star, un sistema de cuevas cercano a Johannesburgo. Por el momento se han extraído más de 1550 huesos y fragmentos pertenecientes a al menos 15 individuos.

26  TEMAS 92

El descubrimiento se anunció a bombo y platillo en septiembre de 2015. Los autores sostienen que los fósiles pertenecen a una nueva especie, Homo naledi, que pone en entredicho varias ideas muy arraigadas sobre los orígenes de Homo.

H. naledi presenta una insólita mezcla de características, y algunos indicios sugieren que incluso habría gozado de pensamiento simbólico. Sin embargo, se han formulado críticas sobre los métodos de extracción y análisis de los fósiles.

U B I CAC I Ó N

La cámara de los huesos Los espeleólogos descubrieron los fósiles de la nueva especie humana Homo naledi en Rising Star, una cueva subterránea a las afueras de Johannesburgo. Los huesos provienen de una cámara llamada Dinaledi, situada 30 metros bajo la superficie. Para alcanzarla, las mujeres que los extrajeron tuvieron que acometer ascensos empinados y encogerse para atravesar pasajes muy estrechos. Homo naledi pudo haber encontrado dificultades similares para llegar a la cueva, por lo que los investigadores creen que depositó intencionadamente en ella a sus muertos. Los geólogos aún trabajan para entender cómo evolucionó la cueva a lo largo del tiempo, pero no han encontrado otras rutas verosímiles que lleven a la cámara. Entrada Metros sobre el nivel del mar 1470

sistema de cuevas Sección transversal noreste-suroeste del Conducto descendente (menos de 20 centímetros de anchura) Cámara Dinaledi (yacimiento de los fósiles)

1460

an (menos Gatera de Superm altura) s de ro et ím nt ce 25 de

Lomo del Dragón

1450

1440

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 metros

Coladas

Cámara Dinaledi (corte diferente al mostrado más arriba)

FUENTE: «GEOLOGICAL AND TAPHONOMIC CONTEXT FOR THE NEW HOMININ SPECIES HOMO NALEDI FROM THE DINALEDI CHAMBER, SOUTH AFRICA», PAUL H. G. M. DIRKS ET AL., EN ELIFE, ART. N. O 09561; PUBLICADO EN LÍNEA EL 10 DE SEPTIEMBRE DE 2015; JOSÉ MIGUEL MAYO (ilustración)

Extrañas circunstancias En la cueva no se han encontrado especies animales de gran tamaño distintas de H. naledi. Este hecho llevó al equipo descubridor a plantear que los homininos fueron depositados en la cámara como parte de una costumbre mortuoria, y no arrastrados por las aguas durante una inundación o acarreados por un carnívoro hambriento, por ejemplo. Sin embargo, se desconoce la fecha en la que fueron colocados allí. Los científicos suelen poder estimar la edad de los restos de homininos observando los huesos de especies animales asociadas y de las que se sabe que han vivido durante un intervalo concreto, o datando la roca que los rodea. A Rising Star no solo le falta este tipo de restos de animales, sino que la colada cercana está contaminada con arcilla, lo que dificulta la datación.

30 metros de profundidad. Esta se encontraba en el sistema de cuevas Rising Star, a pocos kilómetros de donde Berger y su hijo habían descubierto A. sediba. Los exploradores no se llevaron nada, pero tomaron fotografías. En el momento en que Berger las vio comprendió la importancia de los huesos. Mostraban características que diferían claramente de las del ser humano anatómicamente moderno, Homo sapiens. Y había muchos, los suficientes para reconstruir un esqueleto. Berger empezó enseguida a concebir planes para extraer los restos. Pero se encontró con un problema: no podía encargarse de ello él mismo. La ruta desde la entrada de la cueva hasta la cámara que guardaba los huesos contenía pasadizos demasia­ do estrechos para la ancha complexión física de Berger y para la de la mayoría de sus colaboradores científicos. Ampliar los pasadizos comprometería la integridad de la caverna y quizá dañaría los huesos, por lo que no cabía ni pensar en ello. Así que, a través de su página de Facebook, buscó científicos de cuerpo menudo, que tuviesen experiencia en espeleología y excavación de restos y que pudiesen desplazarse a Johannesburgo con poca

Zona de excavación Fósiles de hominino y de algunos micromamíferos (dispersos)

antelación. A cambio, les ofrecía poco más que un billete de avión y la promesa de aventuras. Cinco semanas después de que Boshoff le enseñara las pro­ metedoras fotografías, Berger ya había seleccionado a su equipo de excavadoras —casualmente, todas mujeres— para llevar a cabo la difícil y peligrosa tarea de extraer los huesos de la cá­ mara, así como a un equipo de apoyo. Estableció un protocolo para recoger el material y documentar con exactitud de dónde provenía cada hueso. Asimismo, eligió a un grupo de científicos experimentados para que supervisaran la excavación con un circuito cerrado de televisión e identificaran, registraran y al­ macenaran los especímenes según se iban extrayendo. También planeó cómo se publicitaría la tarea: con una campaña mediática completa en colaboración con National Geographic y NOVA, la cual incluiría tuits en directo, blogs diarios, entrevistas de radio y videoclips publicados desde el yacimiento, así como un documental de televisión que se emitiría más tarde, una vez los restos óseos se hubiesen hecho públicos. El 10 de noviembre, con las cámaras grabando, las espeleólogas reptaron, treparon y

Nuestra historia evolutiva  27

gatearon para llegar hasta la cámara, completamente a oscuras, y empezó la recolección. Marina Elliot fue la primera científica en acceder a la cáma­ ra. «No sabía qué esperar, pero estaba emocionada», recuerda mientras la acompaño al yacimiento de Rising Star. Es el medio­ día de una cálida jornada del verano austral. Fuera de la cueva, el viento transporta el sonido de los coches de la autopista cercana. Dentro, sin embargo, la caverna está sombría, fresca y silenciosa: una quietud de milenios. Un rayo de luz proveniente de una abertura natural que hay sobre nosotros ilumina el escarpado interior y le da un aire de lugar de culto. La serenidad de esta parte de la cueva no presagia los peligros que oculta su interior. Elliot apunta la linterna hacia uno de los corredores e ilumina una pared de caliza perforada. Tras ella, me explica, se encuentra el primero de los estrechamientos del camino que lleva a la cámara de los fósiles: la gatera de Super­ man, una angostura que las mujeres tuvieron que franquear tumbadas sobre el vientre y con un brazo estirado. El trayecto no mejora a partir de ahí. Más adelante se cierne el dentado Lomo del Dragón, seguido de un conducto descendente vertical de 12 metros de longitud y menos de 20 centímetros de anchura que lleva a la cámara de los huesos. Pero sus esfuerzos fueron recompensados con creces. Ha­ llaron restos óseos por todas partes, muchos más que el único esqueleto que Berger esperaba rescatar. En los 21 días siguientes, Elliot y sus colaboradores sacaron 1200 especímenes. En marzo de 2014, una segunda expedición, más corta, cosechó varios centenares más. En total, el equipo obtuvo más de 1550 huesos y fragmentos de al menos 15 individuos —entre ellos niños, ado­ lescentes y adultos jóvenes y mayores— en un área del tamaño de una mesa de jugar a las cartas. Cabe destacar que se trata de una de las mayores asociaciones de fósiles de hominino jamás descubiertas, y eso que los investigadores solo han escarbado la superficie. En la cámara quedan todavía muchos más huesos, posiblemente millares. NACE UNA ESTRELLA

Con una caja tras otra llena de fósiles de hominino, Berger y sus colegas se enfrentaban ahora a la ingente tarea de analizarlos. Rodeaba al hallazgo un aura de misterio incluso antes de que los investigadores empezaran su evaluación formal, cuando todavía los huesos estaban saliendo de la tierra. Por un lado, los huesos parecían poseer una extraña combinación de rasgos primitivos y

28  TEMAS 92

modernos. Por otro, ningún resto de animal había aparecido en la cámara junto a los huesos de los homininos, con excepción de los de unos pocos pájaros y roedores pequeños. En general, a los fósiles de hominino, y en particular a los descubiertos en cuevas subterráneas, los acompañan casi siempre restos de animales mayores: monos, antílopes, hienas. Su ausencia en Rising Star exigía una explicación. Berger reclutó un ejército de 35 investigadores principiantes para que le ayudaran a describir las piezas durante un seminario de un mes de duración celebrado en mayo de 2014 en Johannes­ burgo. Para la mayoría —muchos estaban redactando su tesis doctoral—, aquello suponía una oportunidad excepcional de analizar fósiles nuevos en vez de material ya descrito por cien­ tíficos más experimentados. Organizaron grupos de trabajo para las diferentes partes del cuerpo: cráneo, mano, dientes, espina dorsal, cadera, pierna, pie, etcétera. Cuando pusieron en común sus resultados, afloró la sor­ prendente imagen de un hominino esbelto, con extremidades superiores construidas para trepar y usar herramientas, extre­ midades inferiores aptas para dar zancadas en posición vertical, y dotado de un cerebro poco voluminoso. Una criatura «muy, muy extraña», en palabras de Berger. Un viernes por la tarde del mes de diciembre, John Hawks, de la Universidad Wisconsin-Madison y miembro del equipo —uno de los científicos principales—, me conduce al gabinete para señalarme algunos de los aspectos más representativos de los restos de Rising Star. Sus colaboradores están fuera, celebrando con una barbacoa y unas cervezas la fiesta del departamento por las vacaciones. Pero aquí, rodeado de huesos, Hawks se encuen­ tra en su elemento. Se mueve de un lado a otro de la habitación colocando los estuches de los fósiles en las mesas y seleccionan­ do, de entre la gran colección del gabinete, réplicas de otros especímenes de homininos para que sirvan de comparación. Ya el cráneo presenta una mezcolanza de rasgos asociados a diferentes especies de homininos. Debía de albergar un cerebro reducido, de entre 450 y 550 centímetros cúbicos, un tamaño parecido al del cerebro del primitivo Australopithecus afarensis, más conocido como Lucy, un esqueleto de 3,2 millones de años descubierto en Etiopía en 1974. Sin embargo, la morfología del cráneo recuerda a la de Homo erectus, más parecida a la hu­ mana. Los dientes se asemejan a los de Homo habilis, uno de los miembros más primitivos de nuestro género, por la manera en que van aumentando de tamaño desde la parte delantera a

DE LA CABEZA A LOS PIES:

la posterior. Pero, en general, los dientes son como H. habilis y H. erectus, H. naledi podría La gran colección de fósiles pequeños y los molares tienen coronas senci­ tener una antigüedad de más de dos millo­ de Rising Star incluye huesos llas, con menos cúspides y más bajas, rasgos nes de años y provenir de la base del género del pie (primera a la izquierda), asociados a miembros posteriores de Homo. Homo. De ser cierto, se trataría de un hallaz­ lo que no es frecuente, y múltiples huesos de la pierna El resto de la osamenta repite la mezcolan­ go espectacular, ya que los orígenes de Homo (segunda a la izquierda). za. La extremidad superior combina un hombro constituyen el mayor misterio de la evolución Aunque fragmentarios, los y unos dedos adaptados para trepar con una humana. Los fósiles de transición entre los fósiles están perfectamente muñeca y una palma hechas para manipular australopitecinos, con sus numerosos rasgos preservados y algunos herramientas líticas: una actividad que no se simiescos, y los Homo posteriores, con una es­ pueden atribuirse al mismo consideraba importante en aquellos homininos tructura corporal moderna, son sumamente individuo, como es el caso que aún no habían abandonado la vida en los escasos y, en su mayoría, solo fragmentos. Los de varios fragmentos de árboles y desarrollado cerebros voluminosos y expertos están ávidos por dar con nuevos des­ mandíbula y cráneo (arriba). creativos. Por su parte, las extremidades infe­ cubrimientos que les permitan esclarecer qué riores incluyen una articulación de la cadera especie del árbol genealógico de los homininos parecida a la de Lucy y un pie casi idéntico al nuestro. Hasta fundó la rama Homo y cómo evolucionaron las características ahora, los expertos habían supuesto que las características dis­ corporales del ser humano moderno. tintivas de Homo, como una mano apta para la fabricación de Sin embargo, el equipo de Berger no se limitó a afirmar que herramientas, un cerebro grande y dientes pequeños, evolucio­ el hallazgo podía estar relacionado con los orígenes de Homo. naron en sintonía. «Sediba y naledi muestran que varias partes También defendió que el inesperado mosaico de rasgos evidente que pensábamos que habían evolucionado a la vez no lo hicieron en H. naledi enseña que no se pueden usar fragmentos aislados así», asegura Hawks. para explicar las relaciones evolutivas de los fósiles humanos, Esta combinación sin precedentes de características anti­ ya que las partes no pueden predecir el todo: palabras polémi­ guas y modernas no es lo único que distingue a H. naledi. El cas para aquellos investigadores que han interpretado huesos fósil también tiene rasgos jamás vistos en un miembro de la aislados como los indicios más antiguos del linaje de Homo. familia humana. Hawks extrae uno de los huesos de dedo de Pero, aparte de sus ideas acerca de lo que este hallazgo impli­ su compartimento de gomaespuma. Es el primer metacarpo, el ca para nuestro conocimiento de las relaciones entre homininos, hueso de la palma que está a continuación del pulgar. Cuan­ tal vez más provocativa sea la interpretación que el equipo hace do lo coloca al lado del primer metacarpo de un ejemplar de del comportamiento de H. naledi. En sus intentos por descifrar H. sapiens, la diferencia es notable. Mientras que el cuerpo del cómo acabaron aquellos seres en una cámara, sopesaron nu­ hueso de H. sapiens es liso, grueso y ancho en toda su extensión, merosos mecanismos esgrimidos en el pasado para explicar la el metacarpo de H. naledi es de base estrecha y cabeza ancha, y acumulación de homininos en otros yacimientos, como que una tiene una cresta afilada que recorre toda su longitud y delgados inundación hubiera arrastrado los huesos hasta el sistema de rebordes a los lados. El fémur también presenta características cuevas, o que grandes carnívoros hubieran trasladado hasta allí únicas, igual que otros elementos. los cuerpos para devorarlos. Con todo, los datos disponibles no Para Berger y sus colaboradores, esa novedosa combinación encajan con ninguna de estas hipótesis. Las aguas de una inun­ de características de australopitecino y Homo, junto con la pre­ dación, por ejemplo, habrían transportado hasta allí también sencia de rasgos únicos, justificaba perfectamente atribuir los fó­ los restos de otros animales, y los carnívoros habrían dejado siles de Rising Star a una nueva especie de hominino. Aunque los en los huesos marcas de dientes características. Los investiga­ investigadores todavía han de establecer la edad de los huesos, dores tuvieron en cuenta todas estas posibilidades y, al final, en el artículo donde anunciaron su descubrimiento —publicado concluyeron que la explicación más probable era que H. naledi en septiembre de 2015 en la revista en línea de acceso abierto hubiese depositado deliberadamente los cuerpos en la cámara. eLife— proponían que, dado lo primitivo de sus características Los homininos habrían tenido que esforzarse mucho para ese en comparación con las de otras especies tempranas de Homo, traslado. Aunque los geólogos del equipo todavía no saben con

Nuestra historia evolutiva  29

A N AT O M Í A

Una mezcla intrigante Las excavaciones en Rising Star han aportado más de 1550 especímenes de fósiles de Homo naledi pertenecientes a un mínimo de quince individuos de todas las edades, de bebés a viejos. En la colección están representados casi todos los huesos del cuerpo, muchos de ellos más de una vez. A partir de estos restos se ha reconstruido una criatura con una sorprendente combinación de rasgos, unos asociados a los primitivos australopitecinos, otros observados en varias especies de nuestro género, Homo, así como algunas características no conocidas en ninguna otra especie de hominino. Este diagrama resalta algunos ejemplos de esas características.

H. naledi

H. sapiens

Australopithecus

El cráneo de H. naledi alojaba un cerebro

pequeño, de 450 centímetros cúbicos, un tamaño típico de los australopitecinos pero bastante menor que el del cerebro de Homo sapiens o el de la mayoría de los miembros de Homo.

Los dientes son primitivos en el modo

en que aumentan de tamaño desde delante hacia atrás. En general son pequeños y los molares tienen, comparativamente, cúspides sencillas, características propias de miembros de Homo posteriores.

La cavidad del hombro está

Primer metacarpo

orientada hacia arriba, como la de un simio o un australopitecino, y no hacia fuera y al lado, como la nuestra. Esta orientación hacia arriba es una adaptación para trepar a los árboles.

H. naledi

El fémur tiene una cabeza pequeña

y un cuello largo, en comparación con la gran cabeza y el reducido cuello del fémur de Homo sapiens. Estas características sugieren que la cadera de H. naledi funcionaba como la de un australopitecino. H. naledi

Australopithecus

H. sapiens

La mano posee dedos muy curvos, lo que

sugiere que H. naledi trepaba por los árboles. Pero la muñeca y la palma parecen modernas y adaptadas para manipular herramientas. El primer metacarpo de H. naledi, el hueso de la palma tras la falange inferior del pulgar, no parece ni de Homo ni de Australopithecus; es totalmente único.

H. sapiens

El equipo descubridor afirma que la particular mezcla de características de H. naledi sugiere que la especie surgió cerca de los orígenes de Homo, codiciado lugar en el árbol familiar. Pero H. naledi preserva partes de la anatomía que no son conocidas en otras especies tempranas de Homo, lo que complica los esfuerzos por saber cómo estos homininos extintos están emparentados entre sí y con nosotros.

El pie se parece muchísimo al nuestro

—aparte de los dedos ligeramente curvados y el arco algo más bajo— y, por tanto, está bien adaptado para dar zancadas en posición erguida. Pero la combinación de un pie moderno y una cadera primitiva significa que H. naledi caminaba de manera diferente a la nuestra.

H. sapiens

Australopithecus (naranja)

H. naledi

H. naledi Homininos más antiguos (gris) Homo (verde)

H. naledi H. sapiens

30  TEMAS 92

Paranthropus (azul) Millones de años atrás: 7

6

5

4

3

2

1

Hoy

PORTIA SLOAN ROLLINGS (ilustración), JEN CHRISTIANSEN (gráfico)

Una nueva rama en nuestro árbol

exactitud cómo se formó y cambió con el tiempo el sistema de cue­ vas de Rising Star, tan solo han dado con una entrada a la cámara de los huesos: el estrechamiento que obligó a las exploradoras a encogerse para poder recuperar los fósiles. Si esa era la única entrada, quienquiera que se hubiese deshecho de los muertos habría tenido, como mínimo, que escalar los 20 metros del Lomo del Dragón para alcanzar la apertura del conducto que da acceso a la cámara y, desde allí, bajar reptando por el conducto con los cadáveres o dejar que se deslizaran hasta caer en la cámara. Y si, como creen los investigadores, la ruta hacia ella ha estado siempre absolutamente a oscuras, los homininos habrían necesitado una fuente de luz artificial para encontrar el camino. Ello implicaría que, a pesar de su reducido cerebro, H. naledi no solo celebraba rituales funerarios, sino que también dominaba el fuego. Arrellanado en un sillón de cuero en la zona de estar de su despacho y con una taza de café en mano, Berger se lanza a una discusión sobre lo que significa el hallazgo de Rising Star para la evolución humana. Son las 7:30 de la mañana, pero las persianas están bajadas y las luces son tenues. Entre las alfombras de piel de animal que decoran el suelo y la música jazz proveniente de un tocadiscos vintage, la habitación recuerda más al refugio de caza de un aristócrata que a un lugar de trabajo. «No hay edad que [el hallazgo] no perturbe», afirma exultante. Si es antiguo, indicaría que algunos rasgos físicos y conductuales decisivos pudieron haber surgido en los inicios de nuestro género o antes, y no con formas posteriores de Homo. Un H. naledi muy antiguo podría incluso expulsar a los australopitecinos de la línea que lleva hasta nosotros. Si, por el contrario, los fósiles son jóvenes, habrá que reconsiderar qué especie fue la responsable de los restos culturales que se han hallado en yacimientos arqueoló­ gicos clave dispersos por toda África. Puede que H. naledi se originara hace millones de años y se las apañara para persistir a lo largo del tiempo sin cambios, como el celacanto, solapándose durante un tiempo con otras especies de Homo e incluso con H. sapiens. Quizás inventase algunas de las tradiciones culturales que, según los arqueólogos, se originaron con nuestra especie, afirma Berger. Y es posible que H. naledi se cruzara con nuestros antepasados y aportara ADN al acervo gené­ tico humano moderno, como los neandertales y los denisovanos. IMPROPERIOS

Cuando en septiembre de 2015 el equipo anunció el descu­ brimiento con la publicación de sus artículos en eLife, el mun­ do se entusiasmó con H. naledi. Parece que no hubo medio de comunicación del planeta que no cubriese la noticia. Incluso la publicación satírica The Onion se subió al carro con una imagen retocada de un Berger lloroso bajo el titular «Antropólogos en lágrimas descubren cien mil años demasiado tarde un antepasa­ do muerto del ser humano». Con todo, bajo esa oleada de entu­ siasmo público, parte de la élite paleoantropológica se encuentra descontenta. Nadie cuestiona que el hallazgo sea importante —una cueva llena de fósiles humanos es extraordinaria—, pero la forma en que el equipo ha recuperado, descrito e interpretado los huesos ha levantado sospechas. No es la primera vez que Berger suscita miradas de reproba­ ción entre sus colegas. Telegénico y de verbo fácil, se asoció con National Geographic al principio de su carrera. La relación trajo consigo financiación para investigaciones, su firma en artículos y apariciones en televisión. Pero había descubierto pocos fósiles, y sus escritos científicos y de divulgación recibieron acusaciones de falta de rigor y grandilocuencia por parte de las figuras más respetadas de la paleoantropología, entre ellas Tim White, de

la Universidad de California en Berkeley, y Bernard Wood, de la Universidad George Washington. El descubrimiento de A. sediba potenció el perfil científico de Berger. Incluso las voces más críticas admitieron que el hallazgo, que incluía dos esqueletos casi completos datados en 1,98 millo­ nes de años, era espectacular. Pero muchos discrepaban de la manera de interpretarlo. Berger lleva mucho tiempo sosteniendo que se ha ignorado a Sudáfrica, en favor de África oriental, en la búsqueda del origen de Homo. A. sediba, con su mosaico de características de australopitecino y Homo, parecía ofrecer la posi­ bilidad de establecer las raíces de Homo en Sudáfrica. El problema era que los fósiles más antiguos atribuidos a Homo eran especí­ menes del este de África anteriores a A. sediba. Berger arguyó que los fragmentos fósiles, como los atribuidos a los primeros Homo, ya no podían asignarse a un taxón u otro porque los esqueletos que él había descubierto, con su asombrosa combinación de ca­ racterísticas, mostraban que el todo no se infería de la parte. Sus colegas rechazaron en gran medida este planteamiento. Con H. naledi, Berger redobló su presencia pública y reafirmó sus controvertidas ideas sobre el origen de Homo y los fósiles frag­ mentarios. Los críticos no tardaron en lanzar sus dardos. White declaró en California, la revista de la asociación de antiguos alumnos de su universidad, que los fósiles de Rising Star pare­ cían los de un H. erectus primitivo, no los de una nueva especie. White es muy conocido por sus hallazgos de fósiles de homininos en Etiopía, como los de Australopithecus garhi, de 2,4 millones de años, que él y Berhane Asfaw, del Servicio de Investigación del Valle del Rift, y sus colaboradores atribuyeron, por el lugar y la época, a antepasados de Homo. Además, acusó al equipo de Rising Star de haber dañado fósiles durante la excavación y de apresurar la publicación de sus conclusiones. Más tarde, en una despectiva entrada de blog para The Guardian, White advertía de los peligros de mezclar ciencia y teatro: «Estamos asistiendo a la caída de áreas de la ciencia en la industria del espectáculo», escribió. White no es el único que muestra preocupación. Carol Ward, de la Universidad de Misuri, advierte de que, aunque la cantidad de fósiles es asombrosa, se desconoce todavía su significado. Enfatiza la importancia de determinar la edad de los huesos: «Cuando sepamos su antigüedad podremos decir lo que signi­ fican para la evolución humana, pero no antes». Ward también recela del artículo que describe los huesos. Ale­ ga que la información que ofrece sobre la comparación con otros fósiles relevantes no es suficiente para que los científicos que no pertenecen al equipo puedan evaluar muchas de las opiniones de este. Tampoco contiene el artículo un análisis filogenético (en esencia, un estudio donde un programa de ordenador compara rasgos en un grupo de organismos y, de este modo, reconstruye las relaciones evolutivas entre sus miembros), que podría re­ velar dónde encaja H. naledi en el árbol genealógico humano. «Parece haber un gran deseo [por parte de los autores] de que esté relacionado con los orígenes de Homo», observa, pero en ausencia de una filogenia detallada o una datación, no se puede saber si lo está. Muchos siguen siendo fieles a la idea de que, basándose en los indicios actuales, Homo surgió en África oriental. En marzo de 2015, meses antes de que salieran a la luz los detalles de H. naledi, Brian Villmoare, de la Universidad de Nevada en Las Vegas, Kaye Reed, de la Universidad Estatal de Arizona, y sus colaboradores anunciaron el descubrimiento de un fragmento de mandíbula en el yacimiento de Ledi-Geraru, en el noreste de Etiopía. Afirman que es la muestra más antigua conocida de nuestro género. La

Nuestra historia evolutiva  31

APTA PARA MANIPULAR HERRAMIENTAS: La mano de H. naledi es la más completa que se conoce de una especie humana extinta.

mandíbula tiene sin duda marcas distintivas de Homo, observan, así como rasgos transicionales entre Australopithecus y Homo. En opinión de Reed, sin una datación, los fósiles de H. naledi no pueden desbancar la mandíbula de Ledi-Geraru como el indicio más antiguo de nuestro linaje. Tampoco acepta el argumento presentado por Berger, Hawks y sus colaboradores de que no es fiable asignar fragmentos aislados de la anatomía a uno u otro grupo taxonómico. «Yo tengo una datación, 2,8 millones de años, y hay características de Homo», mantiene. Parte de la razón por la que los paleoantropólogos discrepan sobre qué fósiles son los que anuncian el origen de Homo radica en que, para empezar, no se ponen de acuerdo en qué consiste este género. H. naledi «hace más visible un debate en marcha sobre cómo hay que definir Homo, tanto para las cosas de las que solo tenemos fragmentos como para las que abundan más», comenta Susan Antón, de la Universidad de Nueva York, experta en los miembros más antiguos de nuestro género. Discernir entre Homo y Australopithecus resulta «complicado para todos en este momento, y cada uno tiene su filosofía sobre cómo hacer la distinción». Ella y sus colaboradores la han definido según las características del cráneo, los maxilares y los dientes. Otros sostienen que hay que basarse en los huesos de debajo de la cabeza —el poscráneo— porque son los que reflejan los mayores cambios adaptativos experimentados por los homininos en su transición desde los entornos boscosos a los abiertos. Pero estos huesos poscraneales son casi desconocidos para las primeras especies de Homo. Hay fósiles en Rising Star para empachar, destaca Antón. Pero la mezcla de rasgos aporta datos contra­ dictorios, y el equipo de Berger no indicó explícitamente cómo define Homo y por qué. «Tenemos mucho de que hablar», afirma refiriéndose a su campo científico. Pero que los restos de Rising Star constituyesen una nueva especie de Homo y resultaran tener más de dos millones de años no bastaría para persuadir a los escépticos de que H. naledi se encuentra en la línea que llega hasta nosotros o cerca de ella. Wood sospecha que los huesos representan una población resi­ dual cuyas peculiares características podrían haber evolucionado en relativo aislamiento. «Sudáfrica es un callejón sin salida al

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final del continente africano», afirma. «Mi tesis es que, con toda probabilidad, el intercambio de genes en ese callejón no fue tan común como en África oriental, donde existe un mayor potencial para la homogeneización, con genes que entran por África meri­ dional y central.» Wood señala a otra especie rara de Homo como ejemplo de población residual: Homo floresiensis, de cerebro y cuerpo reducidos, que persistió en la isla de Flores, en Indonesia, mucho después de que H. sapiens se originara en África. También ha encontrado oposición la idea de que H. naledi, de cerebro pequeño, se deshiciera de sus muertos de modo ri­ tual. «Sería muy radical», dice la arqueóloga Alison Brooks, de la Universidad George Washington. Según la opinión habitual, solo han recurrido a esta práctica los humanos anatómicamente modernos, de cerebro mucho más voluminoso, y quizá también los neandertales, y solo es común desde hace 100.000 años. «No quiero descartar por completo que [los investigadores de Rising Star] tengan razón, pero creo que se trata de algo tan insólito que se necesita un criterio más exigente para determinar qué cuenta como prueba.» Aunque solo sea por razones logísticas, hasta a algunos de los miembros del equipo del descubrimiento les costó aceptar la teoría de que H. naledi depositó deliberada­ mente sus muertos en esa cámara subterránea. «Es difícil entrar en ella con la mochila, no digamos ya arrastrar un cuerpo. Pero estuvimos dos años buscando una alternativa y no la encontra­ mos», explica Elliot. Aunque H. naledi realmente transportara a los muertos a la cámara, su comportamiento no necesariamente reflejaría complejidad cognitiva. Travis Pickering, de la Universidad de Wisconsin-Madison, que ha trabajado en la Cuna de la Huma­ nidad durante veinte años, coincide en que la explicación más sensata de cómo llegaron los huesos a la remota cámara es que otros homininos los colocaran allí de forma intencionada. «Pero hoy en día no podemos saber si eso significa que Homo naledi era una especie avanzada culturalmente, que realizaba prácticas mortuorias desarrolladas, o si se trata simplemente de una especie atávica que tenía el buen juicio de no cohabitar con los cuerpos en descomposición», comenta. LA MIRADA PUESTA EN EL PREMIO

Berger se defiende de sus detractores señalando que hacen sus comentarios solo en la prensa de divulgación y en los medios sociales, y no en el foro riguroso de una revista científica. «Sus pruebas solo llegan hasta sus labios», afirma. En Facebook ha defendido a ultranza el cuidado con el que su equipo excavó los fósiles y ha asegurado que los huesos ya estaban deteriorados cuando los encontraron los miembros del equipo de Rising Star. Berger atribuye el daño a las pisadas de espeleólogos aficionados desconocidos que habrían explorado la cueva antes que ellos. La razón por la que se pudieron extraer los huesos con rapidez, explica, fue que no se encontraron con los numerosos problemas que tienen otros equipos. En otros yacimientos, los fósiles suelen estar incrustados en la roca; por tanto, la excavación y limpieza de los huesos suele resultar sumamente laboriosa y lleva mucho tiempo. Pero en Rising Star se encontraban simplemente sobre la tierra húmeda y podían cepillarse con facilidad. Y, a diferencia de otros equipos que son reducidos y llevan a cabo su investigación en lugares lejanos durante seis u ocho semanas al año, el grupo de Berger es numeroso y está ubicado en Johannesburgo, así que puede trabajar en el yacimiento o en el gabinete en cualquier momento. Si se calcula el trabajo en Rising Star por las horaspersona invertidas entre el descubrimiento y la publicación, es el mismo que dedican los demás, insiste.

Refiriéndose a la idea de White de que los fósiles pertenecen a un H. erectus primitivo y no a una nueva especie, Berger repli­ ca con sorna: «Discrepa de todo, menos de aquello a lo que él mismo le ha puesto nombre». Atribuir los restos de H. naledi a H. erectus significaría que este presentaba más variedad que la observada en nuestra propia especie, lo cual es improbable desde su punto de vista. Más relevante es que H. naledi posee rasgos únicos no observados en ningún otro hominino. «Si vamos a ser biólogos evolutivos, aquí se acaba la discusión», profiere. «Con franqueza, me sorprende que no estén diciendo que es un nuevo género» en vez de solamente una nueva especie. Preguntado por la datación de los fósiles de Rising Star, Berger asegura que los geólogos están trabajando en ello y que al final darán con la fecha. Pero mantiene que la datación no cambiará su opinión sobre el parentesco que une los restos de H. naledi con otros miembros de la familia humana. Aunque H. naledi posee algunos rasgos clave de Homo, el conjunto es en algunos aspectos más primitivo que H. habilis y que la mandíbula de Ledi-Geraru, que hoy ostenta el título de fósil de Homo más antiguo. Sea cual sea la edad que resulten tener los fósiles de Rising Star, de ellos se infiere que la rama de H. naledi en el árbol genealógico brotó antes que las otras; y si los fósiles son jóvenes, es porque repre­ sentan una población más tardía de esta especie. ¿Por qué, entonces, el equipo no incluyó una filogenia en el artículo que anunciaba que los huesos pertenecían a una nueva especie? Para entender cómo están relacionados los organismos entre sí, los biólogos evolutivos usan un método denominado cladística, que cataloga los taxones en grupos según las carac­ terísticas novedosas que comparten con su último antepasado común pero no con los anteriores a este. La pega es que el mé­ todo funciona mejor cuando las características son observables en todos los organismos en cuestión. Pero, cuando se trata de fósiles, cumplir con ese requisito es más fácil en la teoría que en la práctica, ya que los rasgos que preservan varían muchísimo. En paleoantropología se tiende a basar los análisis cladísticos en rasgos encontrados en el cráneo y los dientes. El cráneo, porque siempre se ha pensado que era particularmente útil para definir especies, ya que su morfología varía mucho entre los homininos; y los dientes, porque son los elementos más comunes en los registros fósiles de los homininos. Los huesos del resto del esqueleto no se encuentran siempre asociados a cráneos o a dientes; por tanto, puede resultar di­ fícil atribuirlos a una especie que está clasificada según restos craneales o dentales. Además, un elemento del esqueleto que se conoce en una especie a menudo falta en otra. De hecho, algunos de los elementos clave de H. naledi —incluidos sus casi completos conjuntos de huesos de mano y pie— tan solo se encuentran de forma parcial en el registro fósil de otras especies de Homo, como H. erectus y H. habilis, o ni eso. A falta de partes correspondientes con las que comparar, no se pudo realizar un análisis cladístico de H. naledi que tuviera en cuenta sus muchos rasgos poscraneales de interés. Sin poder contar con este método de comparación, se realizó un análisis basado en rasgos craneales y dentales. Pero algunos de los re­ sultados del test no tenían sentido: indicaban que H. naledi, con sus numerosos rasgos primitivos, estaba más emparentado con H. sapiens que con H. erectus, mucho más antiguo. Para Berger, eso subraya que los árboles genealógicos basados en datos de una sola región anatómica, como la cabeza o los dientes, son poco fiables. Berger está seguro de que H. naledi revolucionará de una forma u otra el conocimiento de la evolución humana. Pero no

espera que sus colegas confíen solo en su palabra. Apartándose del modo usual de obrar en paleoantropología, que cuenta con una reputación de secretismo en lo que se refiere al acceso a los fósiles, ha instaurado con los restos de Rising Star la política explícita de ponerlos a disposición de cualquier investigador que solicite verlos. Y el día que sacaron los artículos en eLife, el equipo hizo públicos gratuitamente barridos tridimensiona­ les de huesos característicos en MorphoSource, un repositorio digital de datos anatómicos que permite al usuario imprimir tridimensionalmente sus propias réplicas de los especímenes. La resolución de los datos todavía no es tan alta como para llevar a cabo una investigación original, pero basta para comprobar lo que el equipo defiende», sostiene Berger. «Que la gente tenga libre acceso no puede ser más positivo; las quejas solo son ruido», observa David Strait, de la Universi­ dad Washington en San Luis. Asimismo, menciona que, en el año 2000, White escribió un destacado editorial en el que aseveraba que, dado el vivo interés público por los orígenes humanos, los paleoantropólogos tienen especialmente el deber de acertar. «Eso es del todo erróneo», asegura Strait. «Por supuesto que debemos intentar que las cosas estén bien hechas, pero la cien­ cia tiene que actuar mediante la refutación de posibilidades. Reducimos las posibles verdades para entender mejor lo que ocurrió en el pasado, y siempre existe la posibilidad de que surja nueva información que cambie las ideas de todos.» Al hacer que otros investigadores tengan acceso a los fósiles, asegura Strait, Berger ha ofrecido a los científicos que discrepan de él una vía para que contrasten las ideas de unos y otros: «Esta disciplina progresa solo si se puede estudiar el material». Mientras tanto, con o sin la aprobación de los discrepantes, el trabajo avanza deprisa en Rising Star. Los geólogos recons­ truyen la historia de la cueva, los excavadores sacan más fósiles de la cámara, los biólogos moleculares intentan extraer el ADN de los huesos y los cazadores de fósiles buscan nuevas pistas. «[Homo naledi] debería poner en marcha la época de explora­ ción más grande de todos los tiempos», declara Berger con su entusiasmo característico. Si no es así, quizá lo logre el próximo descubrimiento del equipo, porque el investigador revela que sus exploradores ya han hecho nuevos progresos en ese frente. Presionado para que cuente más detalles, se muestra reacio; tan solo dice con una sonrisa maliciosa que han encontrado más de un sitio nuevo que le ha acelerado el corazón, como le ocurrió con Rising Star cuando vio por primera vez esas fotografías borrosas. El espectáculo continuará . Artículo publicado en Investigación y Ciencia, mayo de 2016

LA AUTORA

Kate Wong es redactora de Scientific American. PARA SABER MÁS

Homo naledi, a new species of the genus Homo from the Dinaledi Chamber, South Africa. Lee R. Berger y otros en eLife, art. n.o 09560. Publicado en línea el 10 de septiembre de 2015. Geological and taphonomic context for the new hominin species Homo naledi from the Dinaledi Chamber, South Africa. Paul H. G. M. Dirks y otros en eLife, art. n.o 09561. Publicado en línea el 10 de septiembre de 2015. EN NUESTRO ARCHIVO

El origen del género Homo. Kate Wong en IyC, junio de 2012. Cincuenta años de Homo habilis. Bernard Wood en IyC, octubre de 2014.

Nuestra historia evolutiva  33

NUESTROS ANCESTROS

La evolución de la pelvis humana Nuevos descubrimientos paleontológicos suscitan preguntas acerca de la pelvis y del largo proceso que culminó con su peculiar forma

oy paleoantropóloga, una estudiosa de la evolución humana que pasa gran parte del tiempo examinando pequeños fragmentos de hueso. Me hago preguntas del tipo: ¿Cómo era el parto de las neandertales? ¿En qué momento surgieron las diferencias entre la pelvis masculina y la femenina en nuestros antepasados? O, ¿este pedazo plano de hueso es parte de un omóplato o de un coxal? Para llevar a cabo esa labor, he de identificar fragmentos óseos, averiguar cómo encajan en el esqueleto, determinar a qué especie fósil pertenecen y ubicar a esta en nuestro árbol evolutivo. Es como tratar de encajar un rompecabezas inacabable sin guía alguna y con multitud de piezas ausentes. A veces me han preguntado por qué alguien elige una carrera tan frustrante y la verdad es que no les faltaba algo de razón. Pero al final, se impone el afán de curiosidad: investigar cómo hemos llegado hasta aquí y por qué somos los únicos supervivientes de nuestra familia es demasiado tentador como para ignorarlo.

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SALVO OTRA INDICACIÓN, TODAS LAS FOTOGRAFÍAS SON DE JOHN HAWKS, UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON

S

Caroline VanSickle

LA CUEVA RISING STAR, ubicada en las afueras de Johannesburgo, ha acaparado gran atención a raíz del hallazgo de un yacimiento con más de 1500 restos fósiles de homininos. En 2013, un pequeño grupo de científicos, entre ellos seis mujeres de pequeña talla y con experiencia en excavaciones paleontológicas en grutas, levantó un campamento en una explanada cercana a su entrada.

EN SÍNTESIS

La morfología de la pelvis humana se explica por la adopción de la marcha bípeda y, en segundo lugar, por la necesidad de dar a luz bebés provistos de un cerebro voluminoso.

Las pelvis de homininos fósiles descubiertas en los últimos 15 años han puesto en entredicho la segunda parte de esa hipótesis, pues muestran rasgos anatómicos discordantes con el volumen cerebral atribuido a la especie o al linaje.

Ahora se barajan otras razones, como son la variación de la morfología pélvica con la edad o cambios en su constitución propiciados por la alimentación rica en carbohidratos, atípica en la historia de nuestra especie.

Nuestra historia evolutiva  35

Hace entre trece y siete millones de años, nuestro linaje se separó del que culminó con el chimpancé, Pan troglodytes. El último antepasado común de ambos probablemente vivió en un ambiente forestal. Los especialistas creen que su esqueleto tuvo que estar adaptado a la vida arborícola y, por tanto, que su morfología debió de ser más parecida a la del chimpancé que a la del hombre. Tras la separación de aquel antepasado común, la senda que conduce hasta el ser humano quedó jalonada por numerosas especies, los homininos (antes llamados homínidos, con categoría de familia, hasta que la constatación de los estrechos lazos que nos unen con los grandes simios hizo rebajar esa distinción hasta el nivel de subfamilia o tribu). Algunos son nuestros antecesores directos, otros, en cambio, son primos evolutivos, descendientes del antepasado común que compartimos con el chimpancé, pero ajenos al linaje directo del cual somos los últimos representantes. Muchas veces resulta difícil discernir qué especies son ancestros directos y cuáles parientes más o menos lejanos, especialmente porque contamos con pocos fósiles que proporcionen esa información. A finales del siglo xix, cuando Charles Darwin andaba escribiendo sobre la evolución humana, muchos eruditos pensaban que la senda evolutiva que conducía hasta la humanidad era una línea recta. Semejante idea parecía razonable a sus ojos, pues apenas se habían hallado fósiles de homininos. Lo más sencillo era imaginar que a una especie simiesca de aspecto primitivo le sucedieron otras especies más modernas, en un proceso lineal que culminó con Homo sapiens sapiens. Hoy disponemos de muchos más fósiles para trazar el árbol genealógico de los homininos y sabemos que la evolución rara vez sigue una trayectoria recta. Como en tantas otras especies zoológicas, nuestro pasado evolutivo es enrevesado. Algunos rasgos surgieron en reiteradas ocasiones a lo largo del tiempo, la diversidad de especies es mayor de lo que suponíamos y tenemos pocas pistas sobre la senda que condujo hasta nosotros. Semejante situación hace que el descubrimiento de fósiles pertenecientes a una especie nueva pueda dar un vuelco a todo el esquema de la evolución humana de la noche a la mañana. En los últimos tiempos, ese esquema dista de ser un camino recto; muy al contrario, recuerda al entramado urbano de una gran ciudad, con callejones sin salida, desvíos, rotondas y caminos secundarios que representan tanto a fósiles conocidos como a especies de homininos que aún aguardan a ser descubiertas. Mi labor como investigadora gira en torno a la evolución de la pelvis, una pieza importante de nuestra historia remota, ya que la propia de los homininos difiere notablemente de la del chimpancé y, por tanto, de la de nuestro último ancestro común. La mayoría de los paleoantropólogos está de acuerdo en que cuando los homininos empezaron a caminar sobre sus miembros posteriores, un modo de locomoción que llevamos practicando desde hace más de tres millones de años, la cintura pélvica cambió para facilitar la marcha bípeda. La pelvis del chimpancé se extiende por la parte inferior de la espalda para sostener la parte baja del cuerpo cuando se balancea en los árboles, pero, en contrapartida, entorpece su marcha cuando camina de pie, al tiempo que demanda más esfuerzo y gasto energético. En cambio, la de los homininos es corta y robusta, lo que ayuda a sustentar y equilibrar sin gran esfuerzo el peso de la parte superior del cuerpo durante la marcha. En los homininos fósiles observamos semejanzas con esa pelvis acortada nuestra, si bien ninguna es idéntica a otra: cada especie presenta leves diferencias con respecto a las demás.

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FORMA Y FUNCIÓN DE LA PELVIS

La pelvis es una estructura compleja constituida por los dos coxales y por un hueso triangular llamado sacro. Este se encuentra en la base de la columna vertebral y cierra la pelvis por la parte posterior. Unido a los coxales, podemos ver el resultado como un anillo robusto de cuya parte superior sobresalen dos alas que se proyectan lateralmente; si apoya las manos sobre sus caderas, palpará los bordes externos de esas alas. El anillo protege el tramo inferior de los intestinos y soporta el peso de la parte superior del cuerpo. Además, en la mujer cumple la función de canal del parto. A su vez, cada coxal está compuesto por el ilion (el ala y la parte superior del anillo), el isquion (la parte inferior del anillo) y el pubis (la parte superior delantera del anillo). El ilion y el isquion han sufrido numerosas modificaciones en el linaje evolutivo de los homininos desde que este se separara del linaje del chimpancé. Por tanto, esas partes de la pelvis difieren notablemente de las de nuestro pariente vivo más próximo. En el ser humano, las alas ilíacas de los coxales se proyectan hacia los lados de la pelvis. En cambio, en el chimpancé son altas y estrechas y arrancan de la parte posterior. Por su parte, el isquion, radicado a ambos lados de la pelvis en la zona sobre la que nos sentamos, es más corto que el del chimpancé. En los homininos las alas ilíacas se hallan siempre a los lados, pero el ángulo que forman con el canal del parto varía de una especie a otra. En la nuestra, la orientación de las dos alas es casi paralela, por lo que, vista de frente, nuestra cadera muestra el aspecto de un cuenco cerrado. En el otro extremo del espectro hominino, en Australopithecus afarensis (especie a la que pertenece Lucy) las alas se abren mucho hacia los lados, confiriendo a la pelvis una forma más abierta que, vista desde el frente, recuerda más a una bandeja. En las pelvis fósiles de otros homininos, esa inclinación del ilion traza diversos ángulos intermedios entre la abertura máxima de Lucy y la más cerrada del hombre actual. El tamaño del isquion también difiere, desde la gran longitud que luce en Lucy hasta la reducida talla en nuestra especie. LA EXPLICACIÓN TRADICIONAL

Durante décadas, los paleoantropólogos han achacado las diferencias que separan a los homininos a los requisitos de espacio impuestos por el canal del parto. Pero esa interpretación está cambiando. En virtud de su pelvis alargada, producto de sus altas alas ilíacas y del isquion largo, el chimpancé dispone de un margen holgado para que las crías, dotadas además de un cerebro pequeño, nazcan sin dificultad. En cambio, el isquion corto y la reorientación del ala ilíaca hacen que el canal del parto humano sea más angosto, lo que, sumado al voluminoso cerebro del bebé, trae consigo un parto laborioso y doloroso. Los especialistas planteaban que puesto que el nacimiento ha ganado en complejidad, en parte por el aumento del volumen cerebral, la pelvis (sobre todo la femenina) ha ido cambiando su forma paulatinamente para ensanchar el canal del parto. El resultado de tales adaptaciones es un conjunto de rasgos anatómicos que diferencian la pelvis femenina de la masculina y que son independientes de la talla corporal. Aunque este modelo es plausible, no concuerda con los indicios que sobre la pelvis nos aporta el registro fósil. Multitud de restos craneanos fosilizados revelan que el volumen cerebral empezó a crecer hace alrededor de dos millones de años, en la misma época en que surgía el género Homo. Pero de ese período conservamos muy pocos vestigios pélvicos. Hasta hace 15 años los más completos

EL ROMPE CABEZAS HUMANO

El mapa de la evolución humana Los antropólogos pensaban antaño que la evolución de nuestra especie era una senda simple de una sola dirección, donde los ­primeros homininos como Ardipithecus ocupaban el punto de partida, y el hombre moderno, la meta. Pero con el descubrimiento de nuevas especies fósiles, el árbol evolutivo ha ido creciendo hasta abarcar nuevos linajes y homininos que ni siquiera habíamos ­llegado a imaginar. Hoy en día, cuando los paleoantropólogos intentan trazar los lazos que unen los homininos fósiles, el mapa acaba convirtiéndose en un complejo entramado de vías con dos sentidos, callejones sin salida y nuevos linajes que acogen miembros que no sabemos cómo enlazar con los demás, circunstancia que indicamos en la figura como zonas cubiertas por nubes.

Ruta desconocida Linaje extinto

Linaje extinto

16 17

4

8 2

3

7

10

11

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Último antepasado común (información no disponible)

SIGMA XI/AMERICAN SCIENTIST MAGAZINE

15

12

s no ini m o h

1. Sahelanthropus tchadensis 2. Orrorin tugenensis 3. Ardipithecus ramidus 4. Australopithecus anamensis 5. Australopithecus afarensis 6. Australopithecus africanus

14

5 6

1

13

9

Chimpancés y bonobos

7. Australopithecus aethiopicus 8. Australopithecus robustus 9. Australopithecus boisei 10. Australopithecus sediba 11. Primeros Homo 12. Homo habilis

pertenecían a dos especies de Australopithecus, de alas ilíacas abiertas e isquiones largos, así como una única pelvis de Homo erectus, angosta, con alas en cuenco cerrado e isquiones cortos. Esa escasez de fósiles bien conservados parecía apoyar la idea de que la evolución de la pelvis en los homininos debía haber sido unidireccional. La propia de los miembros más recientes, entre ellos la nuestra, posee una forma distintiva, ligada en principio al gran volumen del cerebro, distinta de la de otras especies más arcaicas provistas de un cerebro más pequeño.

13. Homo erectus 14. Homo heidelbergensis 15. Homo floresiensis 16. Homo sapiens neanderthalensis 17. Homo sapiens sapiens 18. Homo naledi

Sin embargo, algunas de las piezas extraviadas de este rompecabezas interminable tienen mucho que decir. Y lo que para una generación eran piezas desconocidas, pueden brindar a la generación siguiente grandes descubrimientos. En solo 15 años se ha sucedido una serie espectacular de hallazgos que aportan datos suficientes como para cambiar esa idea. Ahora hemos de dar con otra explicación para la evolución de la pelvis en los homininos, puesto que los nuevos fósiles no encajan con el esquema tradicional basado en la adaptación al parto.

Nuestra historia evolutiva  37

A. afarensis

H. erectus Nariokotome

H. sapiens

A. sediba

H. erectus Gona

H. naledi

LOS FÓSILES DEL ÚLTIMO QUINDENIO

En 2003, Peter Brown y Michael Morwood, de la Universidad de Nueva Inglaterra en Armidale, publicaron un artículo donde anunciaban el descubrimiento de restos humanos en la cueva de Liang Bua, en la isla de Flores (Indonesia). Asignaron los vestigios a una nueva especie, Homo floresiensis, que ahora sabemos que vivió hace unos 100.000 años. Pese a pertenecer a nuestro género, su talla era diminuta, lo que les granjeó enseguida el apodo de «hobbits» en la prensa. Los restos óseos son, en rasgos generales, muy similares a los nuestros, hecho que justifica su inclusión en el género Homo, pero la pelvis es muy parecida a la de Lucy: su ala ilíaca es angulada y sobresale lateralmente, lo cual confiere al conjunto una forma abierta en lugar de cerrada, con un isquion sumamente largo. Semejante morfología era inédita en el género Homo, por lo que algunos plantearon en su momento que pudiera ser fruto de una patología, no de una nueva especie. Hoy, la mayoría de los expertos acepta que esos fósiles no corresponden a humanos con deformidades sino que encarnan, en efecto, a un nuevo pariente. En este momento, el debate se centra en cuál es su relación con otros homininos y cómo llegó hasta Flores. En 2008, Scott Simpson, de la Universidad Case Western Reserve de Cleveland, y su equipo publicaron otro ejemplo muy distinto de una pelvis femenina completa hallada en Gona, Etiopía, perteneciente a nuestro género. Por desgracia, no apareció acompañada de otros restos óseos que permitieran confirmar su identidad. No obstante, las capas de roca y sedimento en las que fue hallada permiten fecharla entre 900.000 y 1,4 millones de años. En esa época, solo un pariente nuestro vivía en África oriental: Homo erectus, primer miembro del género que dominó el fuego y se aventuró fuera del continente. Antes de ese descubrimiento, la pelvis mejor conocida de H. erectus pertenecía a un esqueleto de 1,6 millones de años

38  TEMAS 92

de antigüedad apodado el chico de Nariokotome, descubierto cerca del lago Turkana por Kamoya Kimeu, del Museo Nacional de Kenia. La pelvis del joven se encontró aplastada e incompleta, pero tomando como referencia el esqueleto de un adolescente actual, el paleoantropólogo Alan Walker, de la Universidad Estatal de Pensilvania, y Christopher Ruff, de la Escuela de Medicina Johns Hopkins, esbozaron una reconstrucción preliminar que mostraba una pelvis alta y estrecha. En cambio, la pelvis de Gona es corta y ancha y pertenece a un individuo mucho más pequeño. Posee un isquion más corto que el de Lucy o el fósil de Liang Bua, pero conserva la marcada amplitud de las alas ilíacas abiertas que son propias de los homininos primitivos. Algunos opinan que su pequeño tamaño, similar al de Lucy, y la forma del ala ilíaca delatan que no se trata de un H. erectus, extremo sobre el que aún no existe consenso por la carencia de datos craneales. Si finalmente la pelvis de Gona se atribuyese a H. erectus, significaría que nos enfrentamos a la interpretación de un fósil enigmático: dos especies del género Homo cuyas alas ilíacas recuerdan por su forma a las de los australopitecos. Y para colmo, esa anatomía se encuentra en una especie (H. erectus) que sabemos provista de un cerebro más voluminoso que el de Lucy y su grupo. Poco después de que salieran a la luz los homininos recientes con pelvis morfológicamente «primitiva», sobrevino el descubrimiento de una morfología «moderna» en un hominino arcaico. En 2010, el paleoantropólogo Lee Berger, de la Universidad de Witwatersrand, y su equipo anunciaron el hallazgo en Sudáfrica de dos esqueletos, uno de un varón adolescente y otro de una mujer adulta, que atribuyeron a un nuevo hominino bautizado como Australopithecus sediba [véase «El origen del género Homo», por Kate Wong, en este mismo número]. Ambos conservaban fragmentos de la pelvis y fue posible reconstruirlas enteras combinando las partes conservadas de los dos individuos. El resultado fue una pelvis alta con isquiones cortos, es

EMMA SKURNICK

LOS PALEOANTROPÓLOGOS pensaban que había una clara senda evolutiva que enlazaba la pelvis ancha de Lucy (A. afarensis) con la forma más angosta del chico de Nariokotome (H. erectus) hasta llegar a la estrecha cadera de los humanos actuales (H. sapiens). Los descubrimientos recientes han cambiado esa idea: A. sediba posee una pelvis estrecha; la de H. erectus hallada en Gona es ancha, y la recién descubierta de H. naledi probablemente se parezca a la de Lucy. La reconstrucción hipotética de esta última a partir de los restos fósiles, muy fragmentarios, es aún objeto de debate (Las pelvis no están dibujadas a la misma escala.)

Masculina

Femenina

b

b e c

e

d

d

c a

a

decir, similar a la del H. erectus de Nariokotome y a la nuestra. En cambio, el cráneo, la dentición, los brazos, las piernas y el tórax recordaban a los de otras especies de Australopithecus, por lo que esta pelvis de tipo Homo acabó yendo a parar a un género diferente. Además, la pelvis de A. sediba nos plantea otro enigma: similar por su tamaño cerebral y muchos otros aspectos a Lucy, los miembros de su especie no tuvieron la necesidad de afrontar el nacimiento de retoños con cerebros voluminosos. De hecho, los paleoantropólogos no logran discernir por qué motivo su pelvis evolucionó hasta semejarse a la nuestra. Para rematar esta racha inesperada de hallazgos, en 2015 se anunció otra nueva especie de hominino, descubierta en circunstancias harto especiales. En una cueva denominada Rising Star cercana a Johannesburgo, dos espeleólogos hallaron una cámara repleta de fósiles de hominino al final de un estrecho y sinuoso conducto. Era el yacimiento más rico de todos los hallados en ese continente. Berger, que casualmente estaba trabajando en las proximidades, se apresuró a organizar un equipo de excavación que debía reunir unos criterios muy selectos: además de ser científicos avezados en las labores de excavación, debían ser de talla baja y lo bastante delgados para pasar a través de angosturas de menos de 18 centímetros. El equipo de Rising Star recuperó más de 1500 fósiles de homininos, un hallazgo espectacular sin precedentes. A continuación, un nutrido equipo de científicos de todo el mundo, en su mayoría en las primeras etapas de su carrera,

EMMA SKURNICK (ilustraciones pelvis); JOHN HAWKS/UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON (fotografía de VanSickle y Wei)

EN NUESTRA ESPECIE son varios los rasgos esqueléticos que diferencian la pelvis femenina de la masculina. En comparación con la del varón, la femenina presenta un mayor ángulo subpúbico (a), la escotadura ciática es más abierta (b), el pubis es más largo (c), las alas ilíacas se proyectan más lateralmente (d) y el sacro es más corto y menos curvo (e). Todas esas diferencias hacen que el canal del parto de la pelvis femenina sea mayor que su equivalente masculino.

analizó los restos y los asignó a una especie nueva: Homo naledi. (Fue en el transcurso de este proyecto cuando, siendo una de esas investigadoras noveles, me pregunté si algunos de los fragmentos planos de huesos pertenecerían al omóplato o a la cadera.) Lo más notable del descubrimiento es la vasta riqueza de la colección. Normalmente, los paleoantropólogos nos entusiasmamos con un solo pedazo de mandíbula, pues el hallazgo de cualquier pieza del rompecabezas es motivo de alegría. Pero encontrar más de 1500 restos fósiles de la misma especie pertenecientes a distintos individuos y edades con todas las partes del esqueleto representadas, incluidos 41 fragmentos de la pelvis, es como ser agraciado con el gran premio de la lotería. Así y todo, surgieron nuevas preguntas, pues lo que nos contaban sobre la evolución de los homininos era confuso. El descubrimiento de H. naledi ha cambiado rotundamente el árbol evolutivo y todavía andamos debatiendo dónde habría que situar las nuevas ramas. Además, los fósiles eran los únicos presentes en esa parte de la cueva, por lo que no es posible afirmar con qué fauna convivieron. A diferencia de otros yacimientos cavernarios, donde los huesos permanecen confinados en rocas que permiten conocer su antigüedad, los restos de H. naledi se hallaron en un sedimento nada fácil de fechar. Por todas esas razones, resulta especialmente difícil determinar cuándo vivieron y murieron estos individuos. Pero independientemente de la cronología que finalmente tenga, H. naledi será especial. Algunos de sus rasgos se verán, o bien demasiado primitivos,

EN LA SALA ACORAZADA donde se custodian los fósiles en la Universidad de Witwatersrand, en Sudáfrica, la autora (izquierda) enseña a la doctoranda Pianpian Wei cómo comparar los restos pélvicos de H. naledi con los de otros homininos y primates.

Nuestra historia evolutiva  39

LOS ANGOSTOS Y TORTUOSOS pasajes y los abruptos afloramientos de roca que alberga la cueva Rising Star impiden el acceso a todo aquel que no sea delgado y bajo. Mientras el primer miembro de este grupo selecto se abre camino en la cueva, el resto del equipo se reúne ante la pantalla para seguir su progreso captado por las cámaras.

o bien demasiado modernos para su antigüedad. El cráneo se asemeja al de H. erectus, pero su tórax es similar al de A. afarensis, en tanto que sus piernas y sus pies recuerdan más a los nuestros [véase «El misterioso Homo naledi», por Kate Wong, en este mismo número]. Aunque fragmentarios, los restos pélvicos de H. naledi indican que su ilion era como el de Lucy: en ángulo y proyectado hacia los lados. Esta morfología debió hacer que la parte superior de la pelvis fuese más abierta que la del hombre actual. En cambio, su isquion era corto, a diferencia del de Lucy o del del fósil de Liang Bua, con un aspecto más similar a los de Gona, Nariokotome y los humanos actuales. En definitiva, la amalgama de rasgos arcaicos y modernos en la pelvis fue algo relativamente común en el pasado, tal y como vemos en A. sediba, H. erectus, H. floresiensis y H. naledi. REDIBUJAR EL MAPA EVOLUTIVO

Con estas nuevas piezas del rompecabezas en la mano, todavía estamos tratando de trazar nuestro mapa evolutivo. Ahora disponemos de tres especies del género Homo con caderas similares a las de los Australopithecus (al menos, en la forma del ala ilíaca) y una especie de Australopithecus con caderas similares a las humanas. La hipótesis ortodoxa que afirma que la pelvis evolucionó para adaptarse al aumento del volumen craneano no explica la existencia de estos fósiles: vemos rasgos de Australopithecus en homininos con cerebros voluminosos y, en cambio, la pelvis más parecida a la nuestra pertenece a un Australopithecus de cerebro reducido.

Nuevos descubrimientos

Australopitecus

Homo

A. sediba

H. erectus de Gona

H. floresiensis

H. naledi

Ilion abierto

Ilion cerrado

Ilion cerrado

Ilion abierto

Ilion abierto

Ilion abierto

Isquion largo

Isquion corto

Isquion corto

Isquion corto

Isquion largo

Isquion corto

Cerebro pequeño

Cerebro grande

Cerebro pequeño

Cerebro grande

Cerebro pequeño

Cerebro pequeño

EL DESCUBRIMIENTO DE CUANTIOSOS FÓSILES de homininos en los últimos quince años ha difuminado los límites entre los atributos propios de los Australopithecus y los del género Homo. Según el modelo tradicional, las pelvis fósiles provistas de un ala ilíaca abierta y un isquion largo estarían asociadas a especies de cerebro pequeño del género Australopithecus (verde), mientras que el ala cerrada y el isquion corto delatarían a especies de gran volumen cerebral del género Homo (naranja). Sin embargo, en los nuevos fósiles estos rasgos no aparecen combinados según lo esperado. Por ejemplo, A. sediba posee el cerebro pequeño típico de su género, pero al mismo tiempo una pelvis similar a la de Homo. Por su parte, la combinación de características de H. naledi es exclusiva de esta especie.

40  TEMAS 92

JOHN HAWKS/UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON

Modelo tradicional

Además, contemplamos demasiada variación como para seguir pensando que la evolución de la pelvis debió ser unidireccional. Después de redibujar el mapa evolutivo con cada nuevo descubrimiento, surgen dos grandes incógnitas: ¿Por qué la evolución de la pelvis es tan variable? Y si el parto no fue el impulsor de cambios evolutivos en ella, ¿qué lo fue? Si las imposiciones del alumbramiento no explican la morfología pélvica en el pasado, tal vez no sepamos realmente por qué aparecieron las diferencias anatómicas actuales. Como ninguna de estas preguntas tiene una respuesta sencilla, hemos empezado a barajar otras hipótesis más complicadas. Una explicación plausible tiene que ver con los cambios en la forma de la pelvis que se suceden a lo largo de la vida de cada persona. En un estudio sobre las diferencias en distintas edades, Alik Huseynov, de la Universidad de Zúrich, y sus colaboradores propusieron que los cambios en la morfología pélvica pueden reflejar diferencias de edad. Tras estudiar una pequeña muestra de individuos, descubrieron que su forma varía con la edad, incluso en los adultos, y que en la mujer lo hace más que en el varón. Determinar la edad de la muerte de un individuo que ha completado el desarrollo no es sencillo, aun en esqueletos contemporáneos, y es casi imposible en otros homininos. Pero sabemos que algunos individuos vivieron lo suficiente como para desgastar los molares, mientras que otros no. Esto significa que quizás hubo homininos lo suficientemente longevos como para experimentar los cambios pélvicos que el estudio de Huseynov ha revelado en los humanos actuales. Los paleoantropólogos no habían buscado ese tipo de variación en

JOHN HAWKS/UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON (mano y pie); BRETT ELOFF PHOTOGRAPHY/UNIVERSIDAD DE WISCONSIN-MADISON (fotografía del cráneo reconstruido)

LA EXTRAORDINARIA ABUNDANCIA y el buen estado de conservación de los fósiles de H. naledi han hecho posible la reconstrucción de partes prácticamente íntegras de su anatomía, como la mano y el pie (izquierda, imagen superior e inferior). En otros casos, como en la reconstrucción del cráneo adulto (derecha), los fragmentos fósiles se han completado con medios digitales mediante su reproducción en una impresora tridimensional y el pintado en blanco de las partes no conservadas.

el desarrollo porque ignoraban que existiera. Aunque el registro fósil es demasiado escaso y fragmentario para demostrar que las diferencias en la pelvis de los homininos dependen de la edad en el momento de la muerte, si la hipótesis de Huseynov fuera cierta, sería una variable a tener en cuenta en la interpretación de las diferencias entre los fósiles. Otra posible respuesta radica en el papel de la nutrición en la formación del esqueleto. En un artículo publicado en 2012, Jonathan Wells, del Colegio Universitario de Londres, y sus coautores plantearon la hipótesis de que los problemas en el parto surgieron por primera vez con el florecimiento de la agricultura, que modificó drásticamente la alimentación humana. Wells y sus colaboradores sostienen que la pelvis femenina no impone severas restricciones en el parto y achacan a la alimentación rica en carbohidratos que hemos empezado a ingerir merced al cultivo de los cereales el haber modificado su forma, de tal modo que ahora dificulta el alumbramiento. Esta hipótesis puede ser otro ejemplo de cómo los cambios durante la vida afectarían a la morfología pélvica. También sirve básicamente para ilustrar la necesidad de seguir estudiando en esta dirección y, además, presenta una idea interesante que, de ser cierta, tendría dos implicaciones importantes. En primer lugar, tal y como apuntan los recientes restos fósiles, el parto podría no ser el único condicionante de la evolución de la pelvis en los homininos. Y en segundo lugar, que los especialistas necesitamos conocer mejor la alimentación de los homininos para interpretar las diferencias en las pelvis fósiles. Es evidente que comprobar esta y otras hipótesis parecidas exige ahondar en las razones de las diferencias patentes en la morfología de la pelvis humana actual. Debemos entender esto bien antes de intentar trazar la senda evolutiva que separa las pelvis del registro fósil. Mi opinión es que ha sido tanto el tiempo invertido en explicar cómo el parto influyó en la evolución de la

pelvis de los homininos —hasta hace poco no hemos reparado en que podría no ser la razón—, que la verdadera explicación podría radicar en algo que hayamos pasado por alto. Es hora de buscar lo que desconocemos. Por fortuna, la atracción por este misterio compensa todas las frustraciones que acarrea el estudio de fragmentos. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, febrero de 2018 © American Scientist Magazine LA AUTORA

Caroline VanSickle investiga la evolución del dimorfismo sexual en la anatomía de los homininos fósiles. Es profesora titular visitante en el departamento de antropología del Colegio universitario Bryn Mawr en Pensilvania, colabora con el departamento homónimo de la Universidad de Wisconsin-Madison y con el Instituto de Estudios Evolutivos de la Universidad de Witwatersrand, en Sudáfrica. PARA SABER MÁS

The reconstruction of the pelvis. A. Walker y C. B. Ruff en The nariokotome Homo erectus skeleton, dirigido por A. Walker y R. E. Leakey, págs. 221-233. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1993. A female Homo erectus pelvis from Gona, Ethiopia. S. W. Simpson et al. en Science, vol. 322, págs. 1089-1092, 2008. A partial pelvis of Australopithecus sediba. J. M. Kibii et al. en Science, vol. 333, págs. 1407-1411, 2011. The obstetric dilemma: An ancient game of Russian roulette, or a variable dilemma sensitive to ecology? J. C. K. Wells, J. M. DeSilva, y J. T. Stock en American Journal of Physical Anthropology, vol. 149 (S55), págs. 40-71, 2012. Primitive pelvic features in a new species of Homo. C. VanSickle et al. en American Journal of Physical Anthropology, vol. 159 (S62), pág. 321, 2016. Homo naledi pelvic remains from the Dinaledi chamber, South Africa. C. VanSickle et al. en Journal of Human Evolution, en línea, noviembre de 2017. EN NUESTRO ARCHIVO

El difícil trance del parto humano. Pat Shipman en IyC, mayo de 2014.

Nuestra historia evolutiva  41

NUESTROS ANCESTROS

La mente neandertal Los estudios anatómicos, genéticos y arqueológicos arrojan luz sobre la forma de vida de nuestros enigmáticos primos evolutivos Kate Wong

42  TEMAS 92

GIORDANO POLINI

U

n día claro en Gibraltar, desde la cueva de Gorham puede divisarse la accidentada costa del norte de Marruecos alzándose sobre un mar de color turquesa. En el interior de la cueva reina la calma y solo se oye el murmullo de las olas chocando contra la playa rocosa. Pero, en alta mar, el estrecho que separa el extremo sur de la península ibérica del continente africano bulle de actividad. Los barcos pesqueros sondean las aguas en busca de atunes y peces aguja, los cruceros llenos de turistas navegan frente al enorme macizo calcáreo de Gibraltar y los buques petroleros transportan crudo desde el Mediterráneo hacia el Atlántico. Las rápidas corrientes, ricas en nutrientes, el clima templado y su privilegiada ubicación han atraído a los humanos a este lugar desde hace milenios.

Nuestra historia evolutiva  43

Un grupo destacado de ellos se asentó en esta región duran- de la familia humana y qué le permitió iniciar el camino que te decenas de miles de años, resistiendo a diversas glaciaciones. le llevó a convertirse en la especie de enorme éxito que es hoy. En esas épocas frías, el nivel del mar era más bajo y dejaba expuesta una vasta llanura frente a la cueva, un terreno donde INDICIOS EN LOS FÓSILES prosperaban una gran variedad de animales y plantas. Esos Durante mucho tiempo, los paleoantropólogos han buscado pisindividuos explotaban con eficacia los generosos recursos que tas en los cráneos fósiles para establecer las capacidades cogniofrecía su entorno. Cazaban animales de gran tamaño, como la tivas de los neandertales. El estudio del interior de la cavidad cabra montesa y las focas, y otros más pequeños, como conejos craneal permite reconstruir la morfología externa del cerebro de y palomas; pescaban doradas y recogían mejillones y lapas en un humano extinto, la cual revela su tamaño total y la forma de las orillas alejadas; o recolectaban piñones de los árboles cer- algunas de sus regiones [véase «La evolución cerebral de los hocanos. En ocasiones, cazaban cuervos y águilas para adornarse mínidos», por Emiliano Bruner; Investigación y Ciencia, febrero con sus hermosas plumas negras. Y también grabaron en la de 2012]. Pero este tipo de análisis no ha logrado establecer las pared de la cueva símbolos cuyo significado se ha perdido en diferencias principales entre el cerebro de los neandertales y el el tiempo. de H. sapiens. Ralph Holloway, paleoneurólogo de la UniversiEn todos esos aspectos, tales seres se comportaban igual dad de Columbia, afirma que el de los neandertales era un poco que nuestros antepasados Homo sapiens, quienes se originaron más aplanado que el nuestro, pero presentaba igual tamaño; en África, con la misma anatomía que poseemos hoy en día, y de hecho, en algunos casos era más voluminoso. Y, a juzgar por terminaron por colonizar todos los rincones del planeta. Pero la impresión que dejaron en el interior del cráneo, los lóbulos los habitantes de Gibraltar no formaban parte de esos humanos frontales (que se encargan, entre otras tareas, de la resolución de anatómicamente modernos. Eran neandertales, unos parientes problemas) eran casi idénticos a los de H. sapiens. Sin embargo, nuestros corpulentos y con unas características cejas prominen- las marcas internas no revelan la forma o la estructura interna tes que vivieron en Eurasia hace entre 39.000 y 350.000 años. El de esas importantes regiones. Holloway admite que «los moldes mismo nombre de «neandertal» se ha considerado en la cultura endocraneales constituyen la prueba más directa de la evolución popular sinónimo de idiotez y brutalidad. del cerebro, pero resultan insuficientes a la hora de ofrecer una La base científica que sustenta esa idea peyorativa tiene un información sólida sobre el comportamiento». origen antiguo. En el año 1900, con el descubrimiento del primer En un estudio publicado en 2013, Eiluned Pearce, de la Uniesqueleto casi completo de un neandertal en el yacimiento de versidad de Oxford, y sus colaboradores consiguieron sortear La Chapelle-aux-Saints, en Francia, se empezó a construir esta algunas de las limitaciones de los moldes endocraneales y hallaimagen del grupo: las diferencias anaron una manera de estimar el volumen tómicas y las deformidades, que ahora de las áreas cerebrales. El equipo utilizó se sabe que responden a la avanzada las medidas de la órbita ocular para deedad del individuo, fueron interpreducir el tamaño de la corteza visual, enEl análisis del ADN recuperado en diversos fósitadas como signos de degeneración e cargada de procesar las señales visuales de neandertales indica que estos homíniinfrahumanidad. les. Descubrieron que los neandertales dos se hibridaron con Homo sapiens después de Desde entonces, la opinión de los presentaban unas órbitas más grandes que este último abandonase África. Como resulpaleoantropológos se ha movido como tado de este antiguo cruce, numerosos humanos que los humanos modernos, por lo que un péndulo y ha oscilado entre aquedeberían poseer también una corteza actuales conservan un pequeño porcentaje llos que consideran a los neandertales visual más amplia. Según una hipóde ADN neandertal. cognitivamente inferiores a H. sapiens tesis, este rasgo tal vez les ayudaría a y los que los ven con las mismas caarreglárselas con la escasa luz solar de % del ADN de los humanos actuales de fuera pacidades mentales. En los últimos la que disponían en las altas latitudes de África procede de los neandertales años se han realizado numerosos desdonde vivían. Se argumentó entonces cubrimientos que alimentan de nuevo que si destinaban una parte mayor del este debate. Algunos análisis de ADN cerebro a procesar la información viantiguo sugieren que el cerebro de los sual, contarían con menos tejido neural Cada individuo de nuestra especie posee solo una neandertales era realmente diferente para otras regiones, entre ellas las que pequeña parte de ADN neandertal. Pero no todos y menos capaz que el de H. sapiens. nos ayudan a mantener redes sociales conservamos los mismos fragmentos. De hecho, si juntamos los correspondientes a un grupo numeroso Sin embargo, cada vez hay más prueextensas, una capacidad ventajosa en de personas actuales, puede llegar a reconstruirse bas arqueológicas que indican que en tiempos difíciles. entre el 35 y el 70 por ciento del genoma neandertal. muchos aspectos esos seres se comporSin embargo, a Holloway no le contaban de modo similar a sus contemvencen esos razonamientos. Sus estuporáneos humanos anatómicamente dios de los moldes endocraneales indimodernos. can que no hay manera de delimitar y A medida que las investigaciones medir la corteza visual. El rostro de los sobre la mente neandertal avanzan, neandertales es más amplio que el de el misterio sobre su desaparición tras los humanos anatómicamente moderreinar durante cientos de miles de años nos y ello explicaría por qué las cuencas se va haciendo más profundo. En la acde sus ojos son más espaciosas. Adetualidad, los esfuerzos se concentran en más, los humanos actuales muestran resolver el enigma de su extinción. Tal una gran variabilidad en la proporción % conocimiento ayudará a entender en que ocupa la corteza visual respecto a del genoma neandertal persiste en el acervo génico de los humanos actuales qué se distinguía H. sapiens del resto otras regiones del cerebro, una variabi-

La herencia neandertal

35 –70

44  TEMAS 92

5W INFOGRAPHICS

1,5–2,1

lidad anatómica que no parece corresponderse con diferencias conductuales. Otros análisis de fósiles han ofrecido igualmente datos equívocos acerca de la mente de los neandertales. Los estudios sobre la asimetría de las extremidades y las marcas que aparecen en sus herramientas, así como en los dientes (tal vez por agarrar con ellos objetos como pieles), indican que eran tan diestros como nosotros. Nuestra especie se distingue de los chimpancés en que tendemos a emplear con mayor frecuencia la mano derecha. Este rasgo guarda relación con asimetrías en el cerebro que pueden asociarse al empleo del lenguaje, un elemento clave de la conducta humana moderna. Sin embargo, estudios sobre la forma del cráneo de los neandertales en diferentes etapas del desarrollo indican que estos alcanzarían su gran tamaño cerebral mediante un proceso distinto al de H. sapiens. Aunque en el vientre materno su cerebro empezara a formarse de modo parecido al de los humanos modernos, después del nacimiento, durante un período crítico para el desarrollo cognitivo, su crecimiento seguía una pauta distinta. Tales diferencias en el desarrollo quizá tengan profundas raíces evolutivas. El análisis de 17 cráneos de 430.000 años de antigüedad hallados en el yacimiento de la Sima de los Huesos, en Atapuerca (Burgos), demuestra que los miembros de esta población antepasada de los neandertales presentaban un cerebro más reducido que el de sus descendientes. Este hallazgo indica que los neandertales no heredaron su gran tamaño cerebral del último ancestro común de neandertales y humanos modernos. El proceso evolutivo de expansión del cerebro se produjo después y de forma paralela en ambas especies. Aunque el cerebro neandertal adquirió unas dimensiones similares a las del nuestro, su evolución independiente habría dado numerosas oportunidades para la aparición de otras diferencias más sutiles que el tamaño global, como las que afectan a la conectividad. DATOS GENÉTICOS

En los análisis de ADN pueden entreverse algunas de estas desemejanzas. Desde 2010, cuando se publicó el borrador del genoma de los neandertales, los genetistas han indagado en el ADN antiguo para determinar en qué se distinguían los neandertales de Homo sapiens. Curiosamente, poseían una variante muy similar de un gen nuestro, FOXP2, que se ha asociado al habla y al lenguaje de los humanos actuales. Sin embargo, en otras partes, el genoma de los neandertales difiere del nuestro de forma notable. Por un lado, parece que contenía variantes distintas de otros genes implicados en el lenguaje, entre ellos CNTNAP2. Además, de los 87 genes de los humanos modernos que son claramente distintos de los genes homólogos en los neandertales y otros homínidos arcaicos (los denisovanos), algunos se hallan implicados en el desarrollo y función del cerebro. Pero no todo puede explicarse por las disimilitudes en el genoma entre ambos homínidos. La activación y desactivación de determinados genes pudo también diversificarse. De este

modo, ambos grupos se distinguirían por la cantidad y las circunstancias en que sintetizaban las sustancias codificadas por sus genes. De hecho, el propio gen FOXP2 parecía expresarse de forma diferente en neandertales y H. sapiens, aunque la proteína que producía era la misma. Se ha empezado a estudiar la regulación génica en los neandertales y otros humanos extintos mediante el examen de unos marcadores químicos, los grupos metilo, en los genomas antiguos. Se sabe que estos marcadores influyen en la actividad de los genes. Pero la gran pregunta consiste en saber si esas diferencias en las secuencias de ADN y en la actividad de los genes se traducirían en diferencias cognitivas. Algunos datos intrigantes proceden del estudio de personas actuales que poseen un pequeño porcentaje de ADN neandertal como resultado de un cruzamiento lejano entre neandertales y H. sapiens. El genetista John Blangero, del Instituto de Investigación Biomédica de Texas, dirige un estudio a largo plazo con numerosas familias de San Antonio que tiene como objetivo determinar los genes implicados en enfermedades complejas como la diabetes. En los últimos años, él y su equipo han comenzado a analizar la estructura y la función cerebral de los participantes del estudio. Blangero, formado como bioantropólogo, se planteó cómo podría utilizar las personas actuales para responder a preguntas tales como cuáles eran las capacidades cognitivas de los neandertales. Su plan tomó forma. Durante el transcurso de sus investigaciones sobre enfermedades, había obtenido secuencias de todo el genoma y resonancias magnéticas del cerebro de cientos de pacientes. Además, había desarrollado un método estadístico para medir las repercusiones, en rasgos observables, de determinadas variantes génicas vinculadas a enfermedades. Se le ocurrió que con este método podría emplear el genoma neandertal y los datos genéticos y las resonancias magnéticas de humanos actuales para estimar los efectos que tendría en la cognición la presencia de las variantes neandertales. Sus resultados sugieren que varias regiones cerebrales clave eran más reducidas en los neandertales que en H. sapiens, entre ellas el área de la sustancia gris superficial (que ayuda a procesar la información), el área de Broca (que parece estar implicada en el lenguaje) y la amígdala (que controla las emociones y la motivación). Los datos también indican que los neandertales presentarían menos sustancia blanca, lo que se traduciría en una menor conectividad cerebral. También hallaron otros rasgos que habrían menguado su capacidad para aprender y recordar palabras. «Los neandertales eran casi seguro menos aptos en el plano cognitivo», afirma Blangero. Por supuesto, al no haber sobrevivido los neandertales, el experto no puede realizar pruebas sobre su cognición que confirmen o refuten sus inferencias. Pero habría otra manera de verificar su hipótesis. Gracias a nuestros avances tecnológicos, podría estudiarse la función de neuronas neandertales mediante la introducción de secuencias de ADN neandertal en células humanas actuales. Al ser programadas para convertirse en neuro-

EN SÍNTESIS

La visión tradicional sobre los neandertales les atribuía una posición menos evolucionada en capacidades cognitivas respecto a la que ocupa el Homo sapiens anatómicamente moderno.

Los estudios muestran que los neandertales diferían de H. sapiens en su anatomía cerebral y en su ADN, pero ignoramos el significado funcional de tales diferencias.

Los restos culturales proporcionan abundante información sobre el pensamiento de los neandertales y han reducido la brecha que se suponía que existía entre ellos y nosotros.

Los hallazgos señalan que otros motivos no relacionados con la inteligencia provocaron la extinción de los neandertales y permitieron que H. sapiens prosperara.

Nuestra historia evolutiva  45

HALLAZGOS

Convivencia de dos especies Los neandertales dominaron Eurasia durante centenares de miles de años hasta que los humanos anatómicamente modernos invadieron su territorio. Entonces los primeros se extinguieron. Algunos expertos han propuesto que los neandertales cedieron ante H. sapiens porque no poseían lenguaje ni las mismas capacidades sociales, eran tecnológicamente menos avanzados y explotaban peor los recursos alimentarios. Cualquier atisbo de complejidad en los yacimientos arqueológicos de neandertales se atribuía a la influencia de H. sapiens. Estudios recientes que han datado con precisión numerosos yacimientos europeos permiten documentar la extinción de los neandertales

Distribución de los primeros H. sapiens

250.000-45.000 años de antigüedad La máxima distribución de los neandertales y las pruebas de comportamiento complejo son anteriores a la llegada de los humanos anatómicamente modernos.

1 5 2 3 4 7 6

9

PAÍSES BAJOS Pigmento líquido 1 Maastricht-Belvedere 250.000–200.000 años de antigüedad

Yacimientos de neandertales con indicios de comportamiento avanzado FRANCIA Cuerdas, diversos restos de plantas y animales y posibles armas de proyectil 2 Abrigo de Maras 90.000 Garras de rapaces 3 Combe Grenal 90.000 4 Les Fieux 60.000–40.000

O P A E U R

Enterramiento 5 La Chapelle-aux-Saints 60.000

8

Útiles para el curtido de piel 6 Pech-de-l’Azé 53.400–49.400 7 Abrigo Peyrony 47.700–41.000 ESPAÑA Conchas con restos de pigmento 8 Cueva de los Aviones 50.000 ITALIA Conchas con pigmento y extracción de plumas 9 Cueva de Fumane 47.600

A SIA

Á FRICA

45.000-39.000 años de antigüedad Los neandertales y los humanos modernos coexistieron en algunas regiones, lo que significa que algunos de los elementos culturales de los primeros pudo deberse a la influencia de los segundos.

11

10

O P A E U R

FRANCIA Adornos corporales, instrumentos avanzados de hueso y piedra 10 Arcy-sur-Cure 44.500–40.000 11 Saint Césaire 42.000–40.500 12 La Quina 43.300–41.600

ESPAÑA Conchas marinas con pigmentos 13 Cueva Antón 43.500–37.400

GIBRALTAR Grabados en la roca y uso de plumas 14 Cueva de Gorham Más de 39.000

SIB ERIA

12 14

13

Á FRICA

46  TEMAS 92

A SIA

Los primeros H. sapiens se dispersaron fuera de África

FUENTE: «THE TIMING AND SPATIOTEMPORAL PATTERNING OF NEANDERTHAL DISAPPEARANCE», POR TOM HIGHAM ET AL. EN NATURE, VOL. 512, 21 DE AGOSTO, 2014 (distribución neandertal); 5W INFOGRAPHICS (mapas)

Distribución de los neandertales

e indican que estos se solaparon con H. sapiens durante varios miles de años. Ello amplía el intervalo en que los neandertales habrían aprendido conocimientos de los intrusos. Pero durante los últimos años se han descubierto numerosas pruebas (objetos simbólicos, instrumentos muy avanzados y una gran variedad de restos alimentarios) que demuestran que la complejidad de los neandertales apareció claramente antes de la llegada de H. sapiens. Se plantea ahora la pregunta de si los recién llegados eran sencillamente mejores en ese tipo de comportamientos o si hubo otros factores que provocaron la extinción de los neandertales.

nas, podría observarse esas células «neandertalizadas» en placas de Petri y examinarse su capacidad para transmitir impulsos eléctricos, migrar a diferentes regiones del cerebro y desarrollar proyecciones (neuritas) que permiten la comunicación celular. Blangero observa que, aunque habría que considerar los problemas éticos de la creación de células neandertales, el trabajo ayudaría a identificar los genes implicados en los trastornos cerebrales de los humanos actuales. Determinar los cambios genéticos que alteran la función de las neuronas facilitaría el descubrimiento de nuevas terapias. No todo el mundo cree que puedan extraerse conclusiones sobre la mente de los neandertales a partir del ADN. John Hawks, de la Universidad de Wisconsin-Madison, indica que los neandertales quizá presentaran otras variantes genéticas que influyeron en su función cerebral, pero, al no existir su equivalente en las personas actuales, no podemos compararlas entre sí. Señala que, si se quisiera predecir el color de la piel de los neandertales basándose en los genes que ellos y los humanos modernos tenían en común, se llegaría a la conclusión de que su piel era oscura. Sin embargo, se sabe que los neandertales poseían unos genes, hoy desaparecidos, que probablemente aclaraban su piel. Pero, según Hawks, el principal problema de averiguar el funcionamiento del cerebro neandertal a partir de los genes reside en el gran desconocimiento que hay sobre el efecto de los diferentes genes en el pensamiento de nuestra propia especie.

DE «A UNIQUELY MODERN HUMAN PATTERN OF ENDOCRANIAL DEVELOPMENT: INSIGHTS FROM A NEW CRANIAL RECONSTRUCTION OF THE NEANDERTAL NEWBORN FROM MEZMAISKAYA», POR PHILIPP GUNZ, SIMON NEUBAUER, LUBOV GOLOVANOVA, VLADIMIR DORONICHEV, BRUNO MAUREILLE Y JEAN-JACQUES HUBLIN EN JOURNAL OF HUMAN EVOLUTION, VOL. 62, N. O 2, FEBRERO 2012

RESTOS ARQUEOLÓGICOS

Dadas las limitaciones de la anatomía fósil y el hecho de que la investigación sobre el ADN antiguo se halle todavía en su infancia, muchos científicos creen que los registros arqueológicos que estos humanos extintos dejaron tras de sí nos proporcionan las pistas más claras sobre la mente de los neandertales. Durante mucho tiempo, ese registro no ofrecía una imagen muy halagüeña sobre nuestros primos evolutivos. Los primeros europeos modernos dejaron a su paso muestras de arte, herramientas complejas y restos de comida que acreditan una capacidad de explotar una enorme variedad de animales y plantas, lo que les permitió adaptarse a nuevos ambientes y fluctuaciones climáticas. En cambio, los neandertales parecían carecer de arte u otros elementos simbólicos, sus herramientas eran más simples y se les atribuía una estrategia de alimentación basada solo en la caza mayor. Según esta idea, estaban tan fijados en su propia forma de vida que no pudieron adaptarse al deterioro de las condiciones climáticas y a la superioridad de los modernos invasores. No obstante, en la década de los noventa los arqueólogos comenzaron a hallar pruebas que contradecían esa idea. Aparecieron diversos objetos de tipo decorativo y herramientas complejas que fueron atribuidas a los neandertales. Desde entonces, se ha debatido sobre si tales artículos los inventaron realmente ellos, como algunos reivindican. Esta duda ha surgido porque los objetos corresponden al período final de la dinastía neandertal, en un momento en que H. sapiens ya ocupaba la misma zona. Los humanos anatómicamente modernos llegaron a Europa hace entre 44.000 y 41.500 años, cientos de miles de años después de que los neandertales se estableciesen allí. Algunos escépticos creen que H. sapiens elaboró estos artefactos avanzados y más tarde se mezclaron con otros restos de los neandertales. O bien que los neandertales habrían copiado los inventos de los humanos modernos o robado alguno de sus utensilios. Pero esta opinión es cada vez más difícil de sostener, ya que numerosos descubrimientos realizados en los últimos años ponen de manifiesto que los neandertales desarrollaron estas

LA FORMA DEL CEREBRO DE UN NEANDERTAL (derecha) era distinta a la de un humano actual (izquierda), pero aún desconocemos cómo ello podía influir en su modo de pensar.

capacidades antes de que los humanos anatómicamente modernos llegasen y se extendiesen por toda Europa. «Ha habido un cambio real. Cada mes nos trae un nuevo y sorprendente hallazgo sobre los neandertales», comenta David Frayer, de la Universidad de Kansas, y las pruebas apuntan siempre a que eran más inteligentes de lo que se pensaba. Algunos de los descubrimientos más sorprendentes revelan que su estética y pensamiento abstracto se desarrolló antes de la llegada de H. sapiens. Entre ellos, se incluyen el grabado y los indicios del uso de plumas en la cueva de Gorham. Artefactos de esta naturaleza han aparecido en yacimientos arqueológicos de toda Europa. En la Cueva de Fumane, en la región italiana de Véneto, los arqueólogos han encontrado pruebas del uso de plumas y una concha de caracol fósil; recogida al menos a cien kilómetros de distancia del yacimiento, había sido teñida de rojo y utilizada en un colgante, hace al menos 47.600 años. En la cueva de los Aviones y en la cueva Antón, en Murcia, también se han hallado conchas marinas con restos de pigmento. Algunas parecen haber servido de cuencos para mezclar y contener pigmentos rojos, amarillos y negros que tal vez se empleaban como cosméticos. Otras, de al menos 50.000 años de antigüedad, tienen perforaciones que hacen pensar que sirvieron de adornos corporales. Otros restos dejados por los neandertales nos informan que su pasión por la estética se remonta aún más lejos. En yacimientos de Francia e Italia se ha documentado que hace entre 40.000 y 90.000 años coleccionaban garras de águila. Las marcas de corte que se observan en los huesos indican que su objetivo consistía en extraer estas de los animales y no la carne. Tal hallazgo llevó a la conclusión de que los neandertales cazaban las águilas no para comérselas, sino por motivos simbólicos, probablemente para adornarse con sus impresionantes garras. Indicios aún más antiguos sobre la estética neandertal proceden del yacimiento de Maastricht-Belvedere, en los Países Bajos, donde los arqueólogos han encontrado pequeñas manchas de ocre rojo (óxido de hierro) en depósitos que datan de hace entre 200.000 y 250.000 años. El pigmento rojizo había sido finamente molido y mezclado con un líquido que luego goteó sobre el suelo. No se sabe con seguridad qué estaban haciendo los neandertales con el líquido, pero una posibilidad obvia es que lo utilizaran como pintura corporal. De hecho, cuando aparece ocre rojo en los primeros yacimientos de humanos modernos, los investigadores suponen que se empleaba con fines decorativos. Estos nuevos descubrimientos, además de ofrecernos una imagen más brillante de nuestros primos tan difamados, proporcionan una información crucial sobre la mente de los neandertales. Durante mucho tiempo, los arqueólogos han considerado que el arte, incluido el adorno corporal, constituye un claro indicador de las capacidades cognitivas de tipo moderno, ya que

Nuestra historia evolutiva  47

demuestra una aptitud para concebir algo abstracto y convertir esa información en símbolos. Nuestra forma de comunicación a través del lenguaje se basa en el pensamiento simbólico. Este es uno de los rasgos distintivos de los humanos modernos y se considera fundamental en el éxito de nuestra especie. Si los neandertales pensaban de forma simbólica, como así parece, entonces tal vez también poseían lenguaje. De hecho, el pensamiento abstracto pudo haber aparecido en el linaje humano antes incluso del último antepasado común de los neandertales y Homo sapiens. En diciembre de 2014, se descubrió una concha de mejillón en Indonesia con un dibujo geométrico que habría sido grabado por un antepasado más primitivo, Homo erectus, hace unos 500.000 años. El pensamiento simbólico no es el único rasgo de la conducta que habría ayudado a H. sapiens a prosperar. La elaboración de herramientas para un uso específico es otra de las habilidades que también parecían dominar los neandertales. En 2013, Marie Soressi, de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos, y sus colaboradores anunciaron el descubrimiento de herramientas de hueso conocidas como «alisadores» en dos yacimientos neandertales de la Dordoña francesa, de entre 41.000 y 53.000 años de antigüedad. Estos instrumentos son empleados hoy por los curtidores para aumentar la flexibilidad, brillo e impermeabilidad de las pieles. A juzgar por las marcas de desgaste en los artefactos, los neandertales los utilizaron con el mismo propósito. Construyeron los alisadores con costillas de ciervo, tras redondear el extremo del hueso que se conecta con el esternón. Utilizaban la herramienta presionando oblicuamente la punta sobre una piel seca, empujándola por la superficie varias veces para alisar y suavizar el cuero. Otras pruebas de la inteligencia de los neandertales proceden del yacimiento de Abrigo de Maras, en el sur de Francia, donde vivieron hace alrededor de 90.000 años. Bruce Hardy, del Colegio Kenyon, y sus colaboradores han realizado el análisis microscópico de la superficie de los útiles líticos del yacimiento y han descubierto diferentes tipos de actividades que en otro tiempo se habrían atribuido a una especie superior. En concreto, encontraron restos de fibras vegetales trenzadas que habrían sido utilizadas para la fabricación de hilos o cuerdas, con las que podrían haberse construido redes, trampas y bolsas. También

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hallaron indicios del procesamiento de la madera, lo que sugiere que los neandertales elaboraban herramientas con ese material. Los análisis de residuos desmienten la idea de que los neandertales solo consumían un tipo de alimento. El estudio de la composición química de los dientes, junto con el análisis de los restos de animales recuperados en yacimientos, señalan que, además de capturar presas grandes y peligrosas, como el mamut y los bisontes, también comían una gran variedad de animales, según su disponibilidad, igual que hacían los humanos anatómicamente modernos. Los neandertales de Abrigo de Maras parece que habrían cazado una gran colección de animales, incluidos algunos rápidos y pequeños, como conejos y peces. Una capacidad que se consideraba fuera del alcance de los neandertales, con su tecnología menos avanzada. Algunos investigadores opinan que la aptitud para comer vegetales dio a H. sapiens una ventaja sobre los neandertales, ya que le permitía aprovechar más recursos en una misma superficie de terreno. (En comparación con otros primates, a los humanos nos resulta más difícil subsistir solo a base de plantas porque nuestro cerebro voluminoso demanda calorías en abundancia. Asimismo, nuestro reducido sistema digestivo está mal adaptado para procesar grandes cantidades de vegetales crudos. La combinación de estos rasgos hace necesario un conocimiento

DAVID LIITTSCHWAGER, NATIONAL GEOGRAPHIC (cueva); CORTESÍA DE STEWART FINLAYSON, MUSEO DE GIBRALTAR (grabados en la cueva)

EN LAS CUEVAS DE GIBRALTAR (arriba) vivieron neandertales muy avanzados. Un grabado hallado en la pared de una de estas cuevas (derecha) indica que presentaban pensamiento de tipo simbólico.

1 centímetro ESTE INSTRUMENTO DE HUESO que servía para curtir la piel (aquí fotografiado desde cuatro ángulos) es uno de los objetos complejos que construyeron los neandertales.

profundo de las plantas comestibles y del modo de prepararlas.) Sin embargo, los neandertales de Abrigo de Maras recogían especies como la chirivía y la bardana, así como setas comestibles. Y no eran los únicos que lo hacían. Según el estudio liderado por Amanda Henry, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, los neandertales de una amplia franja de Eurasia, desde Irak a Bélgica, se alimentaban de plantas muy diversas. Tras examinar el sarro de sus dientes y los residuos de sus herramientas de piedra, la investigadora determinó que consumían unas plantas estrechamente emparentadas con el trigo y la cebada y que las cocinaban para que fuesen más nutritivas. También halló restos de almidón de tubérculos y compuestos químicos procedentes de dátiles. Las similitudes con los hallazgos de yacimientos de humanos modernos resultan llamativas. «Todos los datos que hemos obtenido nos llevan a afirmar que no hubo diferencias notables entre ambos grupos», comenta Henry. Los primeros humanos modernos en Eurasia no aprovechaban mejor los alimentos vegetales que los neandertales.

CORTESÍA DE SHANNON P. M c PHERRON, COPYRIGHT PROYECTO ABRIGO PEYRONY

UNA LARGA DESPEDIDA

Pero si los neandertales exhibían un comportamiento que se considera propio de los humanos anatómicamente modernos, el cual favoreció su progreso y dispersión por el mundo, entonces el declive y la extinción de los neandertales despierta aún mayor desconcierto. ¿Por qué desaparecieron, mientras que H. sapiens sobrevivió? Una hipótesis propone que este último disponía de herramientas más diversas, lo que aumentaba su rendimiento en la obtención de recursos. Henry explica que evolucionó en África, donde el tamaño de su población era mayor que la de los neandertales. Con más bocas que alimentar, algunos recursos disminuyeron y habría tenido que desarrollar nuevas herramientas para aprovechar otros tipos de alimento. Cuando llevó estas técnicas avanzadas de África a Eurasia, logró explotar el entorno de modo más eficaz que los propios neandertales. En otras palabras, los humanos modernos perfeccionaron su supervivencia y sus habilidades en condiciones más limitantes que aquellas

a las que se habían enfrentado los neandertales y, cuando se introdujeron en su territorio, mostraron ventajas sobre ellos. El gran tamaño de la población de H. sapiens no solo funcionó como un acicate para la innovación, también ayudó a mantener las nuevas tradiciones vivas y a que no desaparecieran con el último representante de un grupo reducido y aislado. Los numerosos miembros de H. sapiens, más conectados entre sí, «incrementaban y hacían más eficiente las posibilidades de mantener y aprovechar los conocimientos en comparación con los humanos anteriores, incluidos los neandertales», opina Chris Stringer, del Museo de Historia Natural de Londres. Sin embargo, la llegada de los humanos modernos no provocó la extinción inmediata de los neandertales. En un estudio reciente, Thomas Higham, de la Universidad de Oxford, y sus colaboradores han intentado averiguar el momento de su desaparición. Con métodos de datación mejorados han establecido las edades de decenas de yacimientos europeos de los últimos neandertales y de los primeros humanos modernos, de España a Rusia. Los resultados indican que los dos grupos convivieron en el continente durante unos 2600 a 5400 años, antes de que los neandertales desapareciesen por completo, hace unos 39.000 años. Esa coexistencia tan prolongada habría permitido que durante mucho tiempo ambos grupos se hubiesen hibridado entre sí. Los análisis de ADN han encontrado que las personas que hoy en día viven fuera de África poseen un promedio de entre el 1,5 a 2,1 por ciento de ADN neandertal. Una herencia que es producto del cruce entre neandertales y humanos anatómicamente modernos hace decenas de miles de años, después de que este último grupo se dispersase fuera de África. Para algunos expertos, la mezcla entre una población pequeña de neandertales con otra de mayor tamaño tal vez llevara a su desaparición, al verse su acervo génico inundado por el de H. sapiens. «Los neandertales nunca fueron muy abundantes y continuamente llegaba gente de otras regiones que se mezclaba con ellos, así que finalmente se desvanecieron», conjetura Frayer. «La historia explica que todas las formas vivientes terminan por extinguirse», añade. «Ello no significa necesariamente que fuesen poco inteligentes, o culturalmente incapaces, o inadaptados. Simplemente, es lo que suele suceder.» Artículo publicado en Investigación y Ciencia, mayo de 2015 LA AUTORA

Kate Wong es redactora de Scientific American. PARA SABER MÁS

Brain development after birth differs between neanderthals and modern humans. Phillip Gunz et al. en Current Biology, vol. 20, n.o 21, págs. R921-R922, noviembre de 2010. Impossible neanderthals? Making string, throwing projectiles and catching small game during marine isotope stage 4 (Abri du Maras, France). Bruce L. Hardy et al. en Quaternary Science Reviews, vol. 82, págs. 23-40, diciembre de 2013. A rock engraving made by neanderthals in Gibraltar. Joaquín Rodríguez Vidal et al. en Proceedings of the National Academy of the Sciences USA, vol. 111, n.o 37, págs. 13.301-13.306, septiembre de 2014. EN NUESTRO ARCHIVO

Un ejemplo de cultura neandertal. Joao Zilhao y Francesco D’Errico en IyC, junio de 2000. La extinción de los neandertales. Kate Wong en IyC, octubre de 2009. ¿Pensaban los neandertales como nosotros? Kate Wong en IyC, agosto de 2010. Las raíces de los neandertales. Carlos Lorenzo en IyC, noviembre de 2014.

Nuestra historia evolutiva  49

Adaptaciones biológicas

CRAIG CUTLER

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CORBIS

Caja torácica en tonel 1,6 Ma

Cintura larga y flexible 1,9 Ma

os rasgos distintivos del cuerpo humano no surgieron a la vez, sino que fueron apareciendo en nuestros antecesores en el decurso de millones de años. Muchos de esos atributos parecen haber contribuido al desarrollo de dos tendencias evolutivas definitorias de la especie humana: la locomoción bípeda y el uso de herramientas.

L Hombros bajos 2 Ma

ATRIBUTOS HUMANOS

Húmero rotado 2 Ma

Agujero occipital adelantado 7 Ma

Pulgar largo 3,2 Ma

Muñeca robusta 1,4 Ma

Caninos pequeños 7 Ma

Mentón 200.000 años

Cerebro voluminoso 1 Ma

Nuestra historia evolutiva  53

7 Ma 7 Ma

6 Ma 6 Ma

5 Ma 5 Ma

4 Ma 4 Ma

3 Ma 3 Ma

2 Ma 2 Ma

1 millón de años 1 millón (Ma) de años (Ma)

Actualidad Actualidad

Dedos de los pies cortos Mapies Dedos 3,7 de los cortos 3,7 Ma

Pie arqueado 3,7 Ma Pie arqueado 3,7 Ma

Otros rasgos destacables Otros rasgos destacables

Adaptaciones para la fabricación Adaptaciones y uso paradela herramientas fabricación y uso de herramientas

Rasgos relacionados con la marcha bípeda Rasgos relacionados con la marcha bípeda

Pelvis corta Pelvis y ancha corta 3,2 Ma y ancha 3,2 Ma

Rótula robusta Rótula 4,1 Ma robusta 4,1 Ma

Piernas largas Piernas 1,9 Ma largas 1,9 Ma

Cabeza del fémur grande Cabeza 1,9 delMa fémur grande 1,9 Ma

A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

Cambios climáticos y evolución humana La alternancia entre paisajes húmedos y secos favoreció que algunos de nuestros ancestros adoptaran rasgos más modernos y que otros se extinguieran Peter B. deMenocal

EN SÍNTESIS

Los cambios ambientales comienzan a verse como uno de los factores que modelaron la evolución humana. Varias investigaciones recientes indican que la extinción de algunos de nuestros ancestros y el éxito de otros coincidieron con ciertas alteraciones climáticas.

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El estudio del suelo africano, de los sedimentos marinos y de la dentadura fósil de nuestros antepasados revela una rápida alternancia entre ambientes húmedos y secos, así como dos períodos en los que las praderas herbáceas reemplazaron a las áreas boscosas.

Tales alteraciones climáticas podrían haber contribuido al éxito de Homo. Nuestro género se habría beneficiado de una dieta variada, de su capacidad para fabricar herramientas y de la notoria facultad humana para adaptarse al cambio continuo.

E

n mi ascenso por la escarpada orilla de un pequeño barranco cercano a la orilla del lago Turkana, en el norte de Kenia, hago un alto en una loma. Desde ella se divisa un vasto paisaje desértico. El color jade azulado de las relucientes aguas contrasta con el marrón rojizo de los alrededores. Este estrecho y alargado mar, enclavado en el Gran Valle del Rift, debe su existencia al serpenteante río Omo, que vierte en él la escorrentía de las lluvias monzónicas estivales caídas en el altiplano etíope, cientos de kilómetros al norte. El calor impone respeto. El sol cae a plomo sobre el ardiente suelo rocoso. Al otear el polvoriento horizonte y ver el lago titilar en la distancia, me cuesta pensar que este paisaje no siempre fue un desierto.

EL LAGO TURKANA, situado entre dos desiertos de África oriental, ha crecido y desaparecido en decenas de ocasiones. Mientras eso ocurría, nuestros antepasados evolucionaban en la misma zona.

Nuestra historia evolutiva  55

56  TEMAS 92

toria evolutiva. Rick Potts, paleoantropólogo de la Institución Smithsoniana, ha puesto nombre al papel que ha desempeñado la flexibilidad a la hora de convertirnos en lo que somos: «selección por variabilidad». LA VIDA Y EL CLIMA

El vínculo entre cambios climáticos y evolución se remonta a Charles Darwin. Según él, las variaciones climáticas podían modificar el alimento, el refugio y otros recursos disponibles en una región determinada. La desaparición de un alimento predilecto o la sustitución de un período húmedo por otro seco generaría así una presión que conduciría, en última instancia, a la adaptación, la extinción o la evolución hacia una especie diferente. El medio, regido por el clima, favorecería a aquellos individuos con rasgos hereditarios ventajosos, como un cerebro mayor. En El origen de las especies, Darwin ya señalaba que los períodos de sequía y frío extremo constituirían mecanismos muy efectivos en el control del número de especies. Pero los cambios no siempre son graduales o moderados. Las cinco extinciones masivas que jalonan el registro fósil de los últimos 540 millones de años de vida sobre la Tierra han venido acompañadas de grandes alteraciones en el medio. En cada una de ellas sucumbió entre el 50 y el 90 por ciento de las especies, y a todas siguió una explosión de nuevas formas de vida muy diferentes. Esos episodios definen los principales capítulos del libro de la vida en nuestro planeta. Nosotros, los mamíferos, debemos estar inmensamente agradecidos al gigantesco meteorito que hace 66 millones de años se estrelló contra la península de Yucatán. Aquel impacto causó la extinción de los dinosaurios —así como la de otras muchas especies menos carismáticas— y dejó la pista libre a nuestra rápida expansión y diversificación. Tras un larguísimo período en el que se sucedieron las ramificaciones, un grupo de aquellos mamíferos dio lugar a la línea de la que procedemos los humanos. En lo que se respecta a los homininos (el grupo que incluye al ser humano moderno y a sus parientes extintos más próximos) se han propuesto diversas teorías sobre el modo en que el ambiente pudo haber condicionado su evolución. Una de ellas recibe el nombre de «hipótesis de la sabana». En una de sus primeras versiones, planteaba que nuestros primeros ancestros, con una bipedestación creciente, un cerebro voluminoso y dotados de la facultad para fabricar herramientas, se encontraban mejor adaptados para expandirse por la sabana, donde la competición por los recursos era más feroz. Nuestros antepasados simiescos habrían quedado así relegados al ambiente boscoso, cada vez más exiguo. Sin embargo, esa explicación —que aún puede verse en algunos libros de texto— es incorrecta. La transición del bosque a la pradera no se produjo en un solo paso, sino en una rápida sucesión de ciclos húmedos y secos que, a lo largo de distintas etapas, evolucionó hacia condiciones cada vez más áridas. Tampoco adquirimos nuestros rasgos humanos de repente, sino a lo largo de una serie de cambios bruscos que coincidieron, precisamente, con alteraciones ambientales. CICLOS HÚMEDOS Y SECOS

Las pruebas de cambios bruscos en el medio y en nuestro desarrollo evolutivo no solo proceden de la tierra, sino también del mar. Debido a la erosión y a otras alteraciones geológicas, los sedimentos terrestres africanos pueden resultar difíciles de estudiar. En el océano profundo, sin embargo, permanecen inalterados. Al perforar el fondo marino en las proximidades

PÁGINAS ANTERIORES: MICHAEL POLIZA/NATIONAL GEOGRAPHIC

Sin embargo, las pruebas de un tiempo pasado mucho más húmedo se hallan por doquier. Sin ir más lejos, el pequeño repecho bajo mis pies está formado por una gruesa capa de sedimentos lacustres de 3,6 millones de años de antigüedad, cuando un Turkana mucho más extenso y profundo colmaba la cuenca. Los fósiles de peces abundan y los restos cristalinos de algas conforman capas de arena blanca. En el pasado, las praderas, los árboles y los lagos tapizaban lo que hoy no es más que un desierto de roca. Cada vez más científicos creen que los cambios climáticos como el que acabamos de describir desempeñaron un papel clave en la evolución de nuestra especie. En la región del lago Turkana, así como en otros yacimientos del este y el sur de África, se encuentra la mayor parte del registro fósil correspondiente a los primeros estadios de la evolución humana y la trayectoria que siguió cuando, hace unos siete millones de años, nuestro linaje se separó del de los simios africanos. Los datos muestran que algunas de las grandes variaciones que ha sufrido el clima del continente coincidieron con dos acontecimientos clave de nuestra historia evolutiva. El primero tuvo lugar hace entre 2,9 y 2,4 millones de años, cuando el linaje de la famosa Lucy, Australopithecus afarensis, se extinguió y aparecieron dos grupos bien diferenciados. Uno ya dejaba entrever algunos rasgos modernos, como un mayor volumen cerebral; sus representantes no eran otros que los miembros más antiguos de Homo, nuestro género, y junto a sus fósiles se han hallado las primeras herramientas de piedra sin tallar. El segundo grupo mostraba un aspecto distinto. Con una complexión fuerte, mandíbulas robustas y conocido con el nombre colectivo de Paranthropus, acabaría extinguiéndose. El segundo gran acontecimiento llegó en torno a un millón de años después. Hace entre 1,9 y 1,6 millones de años apareció una especie más carnívora y dotada de un cerebro aún mayor: Homo erectus, también conocido como Homo ergaster. Su esqueleto, más alto y característico de un individuo más ágil, apenas podía distinguirse del de los humanos actuales. Aquella especie fue también la primera en abandonar África y poblar el sudeste asiático y Europa. Al mismo tiempo, la técnica lítica mejoró de manera notable y surgieron las primeras hachas de mano con grandes hojas cuidadosamente talladas por ambos lados. ¿Por qué esos hitos evolutivos, augurios de la humanidad actual, se encuentran tan próximos en el tiempo? Algunos expertos creen que la causa podría residir en dos episodios de cambio climático. Tales impactos ecológicos, ocurridos tras prolongados períodos en los que el cambio había sido gradual, habrían desplazado la cuna de la humanidad hacia praderas cada vez más secas y abiertas. Mientras esos episodios tenían lugar, el clima experimentó acusadas fluctuaciones entre períodos secos y húmedos, variaciones bruscas a las que nuestros ancestros hubieron de adaptarse para sobrevivir. Las pruebas al respecto proceden de una serie de datos sobre el clima y la vegetación africanos. Hoy en día, disponemos de técnicas que permiten extraer y analizar restos moleculares de vegetación ancestral a partir de estratos sedimentarios como los del lago Turkana. Al mismo tiempo, los análisis químicos de la dentadura de nuestros ancestros nos han permitido conocer de qué se alimentaban a medida que el paisaje se transformaba. Esos datos muestran que las criaturas que supieron adaptarse al cambio, las más flexibles en lo referente a la dieta y al hábitat, fueron las que prosperaron. Esa flexibilidad frente a alteraciones ambientales bruscas parece constituir uno de los rasgos que han acompañado al linaje humano durante su his-

RECONSTRUCCIÓN Y FOTOGRAFÍA © 2014 JOHN GURCHE (Paranthropus boisei); TOMADO DE SHAPING HUMANITY, POR JOHN GURCHE, YALE UNIVERSITY PRESS, 2013 (Homo erectus)

DIETA PRIMITIVA: Paranthropus boisei (izquierda), un ancestro distante, vivía en llanuras abiertas. El análisis químico de su dentadura ha revelado que se alimentaba principalmente de plantas herbáceas o similares. En el mismo ambiente, sin embargo, Homo erectus (derecha), en ocasiones también llamado Homo ergaster, adoptó una dieta más variada. Esa flexibilidad pudo haber favorecido su éxito evolutivo.

de la costa africana, los geólogos hemos podido remontarnos millones de años atrás gracias a la extracción de largos testigos de sedimentos. Obtenerlos requiere buques especiales, razón por la que, en otoño de 1987, me embarqué con un equipo de 27 expertos a bordo del JOIDES Resolution, un navío internacional de más de 140 metros. «¡Testigo a bordo!», voceaba por megafonía el perforador. Al oírlo refunfuñábamos, nos calábamos nuestros sombreros para protegernos del sol cegador de Arabia, abandonábamos nuestros frescos y cómodos laboratorios y salíamos a buscar otra columna de 9 metros de sedimentos oceánicos. Durante aquella expedición, perforamos estratos de sedimentos en el mar de Arabia a lo largo de unos 2,5 kilómetros y obtuvimos testigos de hasta casi 800 metros de profundidad bajo el fondo marino. Desde que los linajes de los grandes simios y el del ser humano divergiesen, hace varios millones de años, el fondo oceánico de la zona había acumulado casi 300 metros de barro, a razón de algo menos de 4 centímetros por milenio. Tales sedimentos se componen de una mezcla de un material blanco de grano fino, correspondiente a conchas fósiles de carbonato de calcio procedentes del antiguo plancton oceánico, y unos granos limosos más oscuros transportados desde África y Arabia por vientos monzónicos. Una mezcla de aspecto oscuro y arenoso indica temporadas secas y polvorientas. En caso de mostrar tonalidades claras, revela condiciones más húmedas. Al examinar los testigos, comprobamos que la alternancia entre capas claras y oscuras se repetía cada 90 centímetros; es decir, cada 23.000 años. Quedaba así claro que la historia del clima africano se caracterizaba por continuas fluctuaciones entre períodos húmedos y secos, no por una única progresión hacia la sabana. Semejantes alteraciones reflejaban la conocida sensibilidad del clima monzónico africano y asiático a las ligeras variaciones que, con un ciclo de 23.000 años, experimenta la órbita terrestre. Estas modifican la cantidad de radiación solar que incide sobre nuestro planeta en una región y estación dadas. En el caso del norte de África y el sur de Asia, un mayor o menor aporte de calor durante el verano implica un aumento o disminución de las

precipitaciones, lo que provoca que esas zonas se tornen, respectivamente, más húmedas o más secas. Hasta qué punto se volvió húmedo el clima norteafricano ha quedado registrado en magníficas pinturas rupestres de hace entre 5000 y 10.000 años, época del último período húmedo en la región. Varias pinturas descubiertas en el Sáhara muestran paisajes verdes repletos de elefantes, hipopótamos, jirafas, cocodrilos y cazadores persiguiendo gacelas. Lo que hoy es un desierto se encontraba entonces cubierto de hierba y árboles; las cuencas lacustres, ahora sepultadas por las dunas, se hallaban repletas de agua. Un caudaloso río Nilo desembocaba en el Mediterráneo oriental. Ello provocó la acumulación de sapropel, un sedimento oscuro rico en materia orgánica. Este se alterna con las capas de color claro depositadas en los períodos más secos: un código de barras que, al igual que las capas de polvo del mar Arábigo, narra los ciclos climáticos de África y nos adentra en un pasado remoto. EL FIN DE LUCY

Al mismo tiempo que se sucedían los ciclos húmedos y secos provocados por las variaciones de la órbita terrestre, tuvo lugar una progresión más gradual hacia un paisaje de praderas secas y abiertas. Aunque las primeras zonas de este tipo brotaron en África oriental hace unos ocho millones de años, las extensas praderas de hierba, como las del Serengeti, no se constituyeron hasta hace tres millones de años. Justo en aquel momento, nuestra historia evolutiva cambió de manera sustancial. Primero perdimos a Lucy. Su otrora exitosa especie, Australopithecus afarensis, había sobrevivido en África oriental durante 900.000 años desde su aparición, hace 3,8 millones de años. Sin embargo, el registro fósil nos dice que sus integrantes desaparecieron hace poco menos de tres millones de años. Poco después surgió el grupo Paranthropus, al que siguieron los primeros indicios de hachas y raspadores de piedra, datados en unos 2,6 millones de años de antigüedad. Los primeros fósiles de Homo se remontan a pocos cientos de miles de años después. Hoy sabemos que esa transición en nuestro árbol genealógico y en el desarrollo técnico coincidió con un período en el que el

Nuestra historia evolutiva  57

HALLAZGOS

Clima de cambio Hay dos momentos de nuestra historia evolutiva que apuntan a una sugerente conexión entre las variaciones climáticas y la supervivencia y extinción de varios miembros de nuestro árbol genealógico. Hace unos tres millones de años, Australopithecus afarensis desapareció y surgieron los grupos Paranthropus y Homo. Durante dicho período, la composición isotópica del carbono observada en sedimentos oceánicos y terrestres indica que, mientras los bosques retrocedían, las praderas secas se extendieron con rapidez. Hace poco menos de dos millones de

Sedimentos oceánicos

Principales ancestros

Hoy

años apareció y salió de África Homo erectus, uno de nuestros ancestros directos. Los análisis de carbono indican que, también entonces, las praderas experimentaron una gran expansión. Por último, el carbono hallado en dentaduras de H. erectus revela una dieta mixta, lo que reflejaría su capacidad para buscar alimento en distintos ambientes aun cuando las praderas se extendían. Por el contrario, las dentaduras de Paranthropus indican que este grupo, al igual que el también extinto Kenyanthropus, restringió su alimentación a la vegetación de las praderas. Sedimentos terrestres

Praderas más abiertas

H. sapiens

Dentadura de homininos Dieta: Mezcla de plantas

Praderas más abiertas

Hierbas

H. erectus 1 Ma

Intervalos críticos (bandas grises) Homo

Paranthropus

2 Ma

3 Ma A. afarensis

Homo Paranthropus

Australopithecus Kenyanthropus Australopithecus

Bajo

Proporción de carbono 13/12

clima cambió de manera más general. Semejante conclusión ha sido posible gracias a un brillante ejercicio detectivesco, consistente en seguir el rastro de las plantas que crecían en ambientes húmedos y secos. Las sabanas constituyen ecosistemas tropicales abiertos compuestos por hierbas, juncos y, en ocasiones, salpicados por árboles leñosos. Su hierba se encuentra bien adaptada a las regiones cálidas y secas gracias a que absorbe el carbono atmosférico por una ruta fotosintética específica: la vía C4. Las reacciones químicas que la caracterizan tienden a consumir menos carbono y agua, lo que resulta beneficioso en ambientes secos y pobres en CO2. Por el contrario, los árboles y otras plantas leñosas requieren ecosistemas más húmedos. Ello se debe a que recurren a la vía fotosintética C3, la cual necesita más agua. Thure E. Cerling, de la Universidad de Utah, y sus colaboradores han desarrollado un método para reconstruir la historia vegetal de ambientes remotos. Hace unos años, descubrieron que las plantas herbáceas C4 presentaban una mayor proporción de carbono 13 frente a carbono 12 que los arbustos y plantas leñosas del tipo C3. En estas últimas, la misma proporción de isótopos resulta menor. Así pues, los investigadores se percataron de que podían tomar muestras de suelo o nódulos de roca de un ambiente y época dados, analizar la proporción isotópica del carbono y, a partir de ella, derivar con precisión el porcentaje de vegetación herbácea C4 frente al de plantas leñosas C3 presentes en aquel momento y lugar.

58  TEMAS 92

Alto

Bajo

Alto

Proporción de carbono 13/12

Bajo

Alto

Proporción de carbono 13/12

Al analizar los sedimentos de las zonas de África oriental donde se habían encontrado fósiles de homininos, hallaron que, hasta hace ocho millones de años, el paisaje estuvo dominado por bosques y campos de arbustos C3. A partir de entonces, sin embargo, la proporción de praderas de hierba C4 comenzó a aumentar. Hace entre tres y dos millones de años tuvo lugar un cambio rápido y de magnitud considerable. Las extensiones de hierba se expandieron por lo que hoy es Kenia, Etiopía y Tanzania. Ello derivó en un aumento de la proporción de animales de pasto, tal y como evidencia el abundante registro fósil. Hace poco más de dos millones de años, los antílopes africanos —cuyos cuernos, bien preservados, muestran toda una variedad de formas indicativas de diferentes especies— experimentaron una amplia especiación, extinción y adaptación. Lo mismo ocurrió con nuestros antepasados homininos. Sin embargo, los bóvidos dan cuenta de un tercio de los fósiles africanos, por lo que su estudio aporta muchos más datos que el de los escasos restos de homininos. Elisabeth Vrba, paleontóloga de la Universidad Yale, ha efectuado un análisis panafricano de la evolución de los bóvidos durante los últimos seis millones de años. Su estudio ha identificado períodos muy concretos en los que la velocidad de especiación y extinción se encontraba muy por encima del nivel de referencia. Los dos eventos más pronunciados ocurrieron hace unos 2,8 y 1,8 millones de años, justo la época en que los geólogos han inferido un rápido crecimiento de las praderas, si bien las

FUENTE: PETER DE MENOCAL

Género:

Kenyanthropus

Datos limitados

4 millones de años (Ma)

investigaciones recientes de René Bobe, hoy en la Universidad George Washington, y Anna K. Behrensmeyer, de la Institución Smithsoninana, indican que tales episodios podrían haber sido más moderados. La anatomía de los fósiles muestra que algunas especies sacaron provecho del cambio de paisaje. Por ejemplo, aparecieron numerosos bóvidos aptos para el pastoreo, con molares bien adaptados a una dieta herbácea y abrasiva. DIETA Y AMBIENTE

Al igual que en el caso de los bóvidos, aquel cambio en la vegetación ejerció con toda probabilidad un efecto profundo sobre nuestros ancestros. Al respecto, las investigaciones sobre la dieta de nuestros antepasados se han revelado como una valiosa fuente de información. Del mismo modo que los isótopos presentes en el suelo nos permiten deducir la abundancia relativa de praderas en un entorno remoto, los expertos han comenzado a estudiar la composición isotópica de la dentadura de nuestros ancestros. El análisis del carbono contenido en la dentadura de un estadounidense contemporáneo, por ejemplo, lo asociaría sin lugar a dudas con las hierbas C4, ya que gran parte de su dieta (vacuno, refrescos, aperitivos, dulces) deriva en última instancia del maíz, una planta de tipo C4. Las modificaciones en la dieta parecen formar parte del segundo hito evolutivo de nuestra historia, ocurrido hace unos dos millones de años y al que se remontan los primeros fósiles de Homo con un aspecto más moderno. Tras analizar dentaduras fósiles halladas en la cuenca del lago Turkana, Cerling y su equipo publicaron en 2013 un notable estudio que demostraba que, hace justo unos dos millones de años, tuvo lugar una divergencia dietética entre los primeros miembros de Homo y los integrantes del grupo Paranthropus, de grandes mandíbulas. Una especie, Paranthropus boisei, ha recibido con frecuencia el apodo de Hombre Cascanueces debido al impresionante tamaño de sus molares y a sus enormes mandíbulas. El análisis isotópico de su dentadura apunta a una dieta basada sobre todo en plantas C4. Sin embargo, la presencia de finas estrías microscópicas en las piezas dentales indica que no cascaba nueces en absoluto, sino que se alimentaba de hierbas y arbustos. La gran sorpresa llegó con Homo. Sus primeros representantes siguieron una dieta que contrasta con el paisaje de la época, tendente a cubrirse de plantas C4. El análisis isotópico de su dentadura revela una alimentación asombrosamente mixta, con proporciones de en torno al 65 y 35 por ciento de plantas C3 y C4. Así pues, Homo buscaba distintos alimentos en un paisaje cada vez más uniforme. Los primeros Homo adoptaron una dieta variada y flexible, y sus genes han llegado hasta nosotros. Paranthropus, que ocupó un nicho dietético muy estricto de plantas de tipo C4, acabó extinguiéndose. Resulta tentador especular con la posibilidad de que las herramientas complejas que vieron la luz junto con esos primeros Homo —hachas de mano, machetes y otras cuya elaboración requería un mayor esfuerzo y podían servir a múltiples fines— ayudaron a sus fabricantes a aprovechar toda una variedad de recursos alimenticios. Aún no sabemos a ciencia cierta qué comían; sin embargo, sí conocemos las adaptaciones dietéticas que los condujeron al éxito. LLENAR LOS HUECOS

A pesar de lo sugerente de la historia anterior, esta presenta algunas lagunas; en concreto, huecos de varios miles de años en las secuencias de sedimentos terrestres. Una vez más, sin embargo, podemos recurrir al registro marino, en el que una prometedora

técnica desarrollada durante la última década permite trazar de manera continua los cambios de vegetación. Todas las plantas terrestres presentan en sus hojas una película cérea que las protege de posibles daños y de la deshidratación. Cuando mueren o se deterioran, el viento transporta esa película junto con el polvo y otras partículas. Dicho recubrimiento se compone de lípidos, moléculas que no solo resisten la degradación, sino que reflejan la composición isotópica representativa de las plantas C3 y C4. Una vez separados de los sedimentos por medios químicos, esos lípidos de ceras vegetales pueden analizarse. La abundancia relativa de un tipo particular nos permite deducir qué proporción de hierba frente a árboles y arbustos reinó en el pasado. Gracias a dicha técnica, Sarah J. Feakins, de la Universidad de California del Sur, ha reconstruido el medio en que habitaron los homininos. A partir de sedimentos procedentes del golfo de Adén, entre Somalia y la península arábiga, ha confirmado que las praderas de África oriental se expandieron hace entre tres y dos millones de años, llegando a aumentar su tamaño en tal vez un 50 por ciento. Feakins halló también que los biomarcadores de cera vegetal variaban conforme a los cambios rápidos producidos por los ciclos orbitales y los monzones. Las praderas y los bosques avanzaban y retrocedían de acuerdo a esa escala de tiempo, más corta, y buena parte de las alteraciones llegaron a alcanzar la misma magnitud que el cambio a largo plazo hacia un paisaje más abierto y formado por plantas herbáceas. En el famoso yacimiento de la garganta de Olduvai, en Tanzania, que fue habitado por homininos hace 1,9 millones de años, Clay Magill y Kate Freeman, de la Universidad de Pensilvania, han registrado variaciones similares de los biomarcadores. Poco a poco vamos entendiendo mejor el origen de nuestra especie. Atrás queda la vieja imagen en la que nuestros ancestros emergían de un oscuro y remoto bosque para dominar las praderas. En su lugar, disponemos de pruebas que apuntan a una serie de ciclos climáticos rápidos y a dos grandes cambios que originaron la sabana africana que conocemos hoy. Los más exitosos de nuestros ancestros se beneficiaron de una flexibilidad que les permitió adaptarse a esas alteraciones del medio. Aunque los expertos aún deberán consolidar el vínculo entre clima y evolución, parece que la eterna pregunta acerca de cómo hemos llegado a convertirnos en lo que somos ya no se encuentra fuera de nuestro alcance. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, noviembre de 2014

EL AUTOR

Peter B. deMenocal es profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Ciencias Ambientales del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, perteneciente a la Universidad de Columbia. Fue uno de los autores del informe Understanding climate’s influence on human evolution, elaborado por el Consejo Científico ­Nacional estadounidense. PARA SABER MÁS

Climate and human evolution. Peter B. deMenocal en Science, vol. 331, págs. 540-542, febrero de 2011. Stable isotope-based diet reconstructions of Turkana basin hominins. Thure E. Cerling et al. en Proceedings of the National Academy of Sciences USA, vol. 110, n.o 26, págs. 10.501-10.506, junio de 2013. Evolution of early Homo: An integrated biological perspective. S. C. Antón, R. Potts, L. y C. Aiello en Science, vol. 345, págs. 1236828-1-1236828-13, julio de 2014. EN NUESTRO ARCHIVO

¿Qué nos hace humanos? Katherine S. Pollard en IyC, julio de 2009.

Nuestra historia evolutiva  59

A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

Origen de la piel desnuda La investigación ha avanzado en el descubrimiento de la razón de la ausencia de pelo en humanos. La piel desnuda habría desempeñado una función clave en la aparición de otros rasgos importantes Nina G. Jablonski

E

DORIT THIES

ntre los primates, los humanos somos los únicos con la piel casi desnuda. El resto de los miembros de nuestra extensa familia posee una piel cubierta por un pelaje denso, como la mayoría de los mamíferos: desde el negro y corto pelo del mono aullador al largo y cobrizo del orangután. Es cierto que nosotros tenemos pelo en la cabeza y en otras partes del cuerpo, pero, en comparación con nuestros parientes, hasta la persona más hirsuta aparece desnuda.

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Nuestra historia evolutiva  61

R E G U L AC I Ó N D E L CA L O R

MAMÍFERO PELUDO

Peludo frente a desnudo

¿Cómo hemos adquirido esa desnudez? Los científicos se han venido planteando esta cuestión desde hace siglos. Encontrar una explicación no ha sido fácil, ya que la mayoría de los rasgos principales de la evolución humana (la aparición de la locomoción bípeda, por ejemplo) quedan registrados en los fósiles de nuestros antepasados, pero ninguno de los restos hallados conserva impresiones de la piel. Sin embargo, en los últimos años se han descubierto, en el registro fósil, pruebas indirectas de la evolución de nuestra piel: de cubierta de pelo a casi desnuda. Gracias a tales indicios y a descubrimientos realizados durante el último decenio en genómica y fisiología, el autor y otros científicos han llegado a una explicación de la razón de la pérdida del pelo corporal y el momento en que ese fenómeno se produjo. Además de dar cuenta de nuestro aspecto, la hipótesis indica que la piel desnuda desempeñó una función crucial en la evolución de otras características humanas, incluido el mayor tamaño cerebral y la dependencia del lenguaje. SITUACIONES PELIAGUDAS

Para entender por qué nuestros antepasados perdieron el pelo corporal, debemos antes analizar la razón de que otras especies estén provistas de un abrigo de pelo. El pelo constituye un tipo de protección corporal exclusiva de los mamíferos. Permite definir a nuestro grupo: todos los mamíferos poseen al menos un poco de pelo y, la mayoría de ellos, lo tienen en abundancia. El pelo proporciona aislamiento y protección ante los rasguños, la humedad, la luz solar y parásitos y microorganismos potencialmente dañinos. Opera también a modo de camuflaje para

Sudor oleoso

Glándula ecrina Glándula apocrina

Glándula sebácea

Folículo piloso

confundir a los depredadores. Los patrones distintivos de una especie permiten a los miembros de esta reconocerse entre sí. Además, los mamíferos utilizan el pelo para realizar exhibiciones que indican agresión o agitación: cuando un perro eriza el pelo de la nuca y el lomo, está enviando una señal a los contendientes de que se alejen. Aunque el pelo cumple funciones importantes, en algunos grupos de mamíferos ha evolucionado volviéndose tan escaso y tan fino que parece no desempeñar ya función alguna. Muchas de estas especies viven bajo tierra o en el agua. La rata topo desnuda y otros mamíferos subterráneos han desarrollado calvicie para adaptarse a la vida en grandes colonias subterráneas. Allí, tener pelo no ofrece ninguna ventaja: en la oscuridad los animales no pueden verse entre sí y sus relaciones sociales, muy elementales, consisten en amontonarse para compartir el calor. En mamíferos marinos que nunca salen a tierra (ballenas), la piel desnuda facilita la inmersión y natación, ya que reduce la fricción. Para compensar la carencia de un aislamiento externo, estos animales disponen de una gruesa capa de grasa subdérmica. En cambio, los mamíferos semiacuáticos (nutrias) poseen un pelaje denso e impermeable que atrapa el aire. De esa forma incrementan la flotabilidad positiva y disminuyen el esfuerzo necesario para flotar. El pelaje les protege también la piel cuando salen a tierra. Los mamíferos terrestres de mayor tamaño (elefantes, rinocerontes e hipopótamos) han desarrollado una piel desnuda porque sufren un riesgo constante de recalentamiento. Cuanto mayor es el tamaño de un animal, menor es la relación entre

EN SÍNTESIS

Los humanos somos la única especie de primate con la mayor parte de la piel desnuda.

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La pérdida de pelo fue una adaptación a los cambios en las condiciones ambientales que obligaron a nuestros antepasados a realizar largos desplazamientos para conseguir alimento y agua.

El estudio de los fósiles y los genes revela el momento en que se produjo esa transformación.

El cambio evolutivo de la pérdida de pelo favoreció el desarrollo de un cerebro voluminoso y del pensamiento simbólico.

TAMI TOLPA (secciones de la piel); JEN CHRISTIANSEN (perro y humano)

La piel desnuda de los humanos es mejor para liberar al cuerpo del exceso de calor que la piel cubierta de pelo. Los mamíferos poseen tres tipos de glándulas a ese respecto: apocrinas, ecrinas y sebáceas. En la mayoría de los mamíferos, la capa exterior de la piel (epidermis) contiene glándulas apocrinas en abundancia; se alojan alrededor de los folículos pilosos y cubren la piel con una capa de sudor oleoso. La evaporación del sudor, que refresca al animal mediante la eliminación del calor de la piel, se produce en la superficie del pelo. Pero cuando aumenta la transpiración del animal, el sistema indicado elimina con menos eficacia el calor porque el pelaje se enmaraña, obstaculizando la evaporación. En la epidermis humana, en cambio, predominan las glándulas ecrinas, que residen cerca de la superficie de la piel y segregan un sudor fino y acuoso a través de poros minúsculos. Además de evaporarse directamente sobre la superficie de la piel, el sudor ecrino se evapora con mayor facilidad que el sudor apocrino, lo que mejora el enfriamiento.

La ausencia de pelo en los humanos no constituye una adaptación evolutiva a la vida subterránea ni a la vida acuática, a pesar de lo que propone la hipótesis del mono acuático. Tampoco resulta de un cuerpo voluminoso. Nuestra piel desnuda guarda relación con la necesidad de regular el calor corporal, tal y como sugiere nuestra gran capacidad de sudorización.

HUMANO

Sudor acuoso

BENEFICIOS DEL SUDAR

Glándula ecrina

Glándula apocrina

Folículo piloso

Glándula sebácea

la superficie y la masa (o volumen) del mismo y, por tanto, más difícil le resulta liberar el exceso de calor corporal. En el otro extremo, los ratones y otros micromamíferos, cuya relación entre superficie y volumen es mayor, a menudo tienen que luchar para conservar el calor. Durante el Pleistoceno, período geológico que abarca desde hace dos millones de años hasta hace 10.000 años, los mamuts y otros parientes de los elefantes y de los rinocerontes actuales eran «lanudos» porque vivían en ambientes fríos; ese aislamiento externo les ayudó a conservar el calor corporal y a no tener que ingerir tanta comida. Pero todos los grandes herbívoros actuales viven en ambientes de calor sofocante, donde un abrigo de pelo sería mortal para unos animales de tales proporciones.

Mantenerse fresco es un problema grave para muchos mamíferos, no solo para los grandes herbívoros. El problema se agudiza cuando viven en ambientes cálidos y generan un calor abundante al tener que desplazarse y correr largas distancias. Estos mamíferos deben llevar a cabo una fina regulación de la temperatura corporal, si no quieren que sus tejidos y órganos, sobre todo el cerebro, sufran daños al calentarse en exceso. Los mamíferos emplean tácticas muy dispares para evitar un recalentamiento: los perros jadean, los gatos suelen mostrarse más activos durante las horas frescas del atardecer y muchos antílopes conducen la sangre de sus arterias a pequeñas venas que han refrigerado mediante la respiración a través de la nariz. Mas, para los primates, humanos incluidos, la estrategia principal es la sudoración. Cuando sudamos refrescamos el cuerpo mediante la producción de un líquido, que, al evaporarse, se lleva parte de la energía térmica de la piel. Ese mecanismo de enfriamiento corporal funciona con el mismo principio que un equipo de refrigeración por evaporación (evaporador); es altamente eficaz para prevenir el recalentamiento peligroso del cerebro, así como de otras partes del cuerpo. Sin embargo, no todos los sudores son iguales. La piel de un mamífero contiene tres tipos de glándulas: sebáceas, sudoríparas apocrinas y sudoríparas ecrinas. Todas juntas producen el sudor. En la mayoría de las especies, predominan las sebáceas y las apocrinas; se alojan cerca de la base de los folículos pilosos. Sus secreciones se combinan para cubrir los pelos con una mezcla aceitosa, en ocasiones espumosa (pensemos en la espuma que un caballo de carreras genera cuando corre). Este tipo de sudor

TEORÍA

¿Por qué la hipótesis del mono acuático no se sostiene? Entre las numerosas teorías sobre la evolución de la piel desnuda de los humanos, la hipótesis del mono acuático (HMA), que postula que los humanos pasaron por una fase acuática en su evolución, es una de las más populares. Fue propuesta en 1960 por el zoólogo inglés Sir Alister Hardy. La HMA ha tenido como máxima defensora a la escritora Elaine Morgan, que continúa promoviendo la teoría en sus conferencias y publicaciones. El problema es que dicha teoría es errónea. La HMA sostiene que entre hace alrededor de cinco y siete millones de años hubo una serie de movimientos tectónicos en el valle del Rift, en el África oriental, que alejó a nuestros antepasados de los bosques tropicales. Tuvieron que adaptarse a una vida semiacuática en zonas pantanosas, a lo largo de costas y en llanuras aluviales, donde vivieron durante un millón de años. Según Morgan, podemos hallar huellas de esa fase acuática en algunas de las características anatómicas que los humanos comparten con mamíferos acuáticos y semiacuáticos, pero no con los mamíferos que medran en la sabana: se refiere a

nuestra piel desnuda, un número reducido de glándulas apocrinas y los depósitos de grasa subdérmica. La HMA es insostenible por tres razones. En primer lugar, los mamíferos acuáticos difieren en el grado de exhibición de los rasgos acuáticos descritos por Morgan. No existe ninguna conexión simple entre la cantidad de pelo de un animal y el ambiente en el que vive. Segundo, el registro fósil demuestra que los hábitats acuáticos estaban ocupados por cocodrilos hambrientos y peligrosos hipopótamos. Nuestros pequeños e indefensos antepasados no habrían tenido ninguna oportunidad ante estos animales. En tercer lugar, la HMA es demasiado compleja. Sostiene que nuestros ancestros cambiaron de una vida terrestre a una vida semiacuática para después volver a vivir en tierra firme. Para John H. Langdon, de la Universidad de Indianápolis, una interpretación más sencilla del registro fósil es que los humanos vivieron siempre en ambientes terrestres; la evolución hacia una piel desnuda se debe al clima que transformó los bosques en sabanas. Además, desde una perspectiva científica, la explicación más simple suele ser la correcta.

Nuestra historia evolutiva  63

ayuda a refrescar el animal, pero su capacidad de disipar calor es limitada. Hace más de 25 años, G. Edgar Folk, Jr., de la Universidad de Iowa, y sus colaboradores demostraron que la eficacia del enfriamiento disminuía conforme el pelaje del animal se mojaba y se enmarañaba con ese sudor espeso y aceitoso. La pérdida de eficacia ocurre porque la evaporación se produce en la superficie del pelo y no en la superficie de la piel, lo que dificulta la transferencia del calor. Bajo condiciones extremas, la eliminación de calor resulta ineficaz; los animales deben entonces beber una gran cantidad de agua, que no siempre se encuentra al alcance. Si estos mamíferos cubiertos de pelo se vieran obligados a realizar grandes esfuerzos durante períodos prolongados en pleno calor del día se derrumbarían por agotamiento térmico. Los humanos, además de carecer de pelo corporal, poseemos un número extraordinario de glándulas ecrinas (entre dos y cinco millones), que cada día producen hasta 12 litros de sudor fino y acuoso. Las glándulas ecrinas no se concentran cerca de los folículos de pelo; se localizan cerca de la superficie de la piel y segregan el sudor a través de poros minúsculos. Esta combinación de piel desnuda y sudor acuoso, que se deposita directamente sobre la superficie cutánea, en vez de en el pelo, permite a los humanos eliminar de forma más eficaz el exceso de calor. Según un trabajo publicado en 2007 en Sports Medicine por Daniel E. Lieberman, de la Universidad Harvard, y Dennis M. Bramble, de la Universidad de Utah, nuestro sistema de refrigeración es tan superior, que en una maratón durante un día muy caluroso un humano ganaría a un caballo. MOSTRAR LA PIEL

Puesto que los humanos son los únicos primates que carecen de pelaje y cuentan con un gran número de glándulas ecrinas, algo debió de suceder después de que la línea evolutiva de los homínidos se separase de la línea que conduce a nuestro pariente vivo más cercano, el chimpancé, que favoreció la aparición de nuestra piel desnuda y sudorosa. Parece que dicha transformación habría comenzado con un cambio climático. A partir de los fósiles de animales y vegetales, que permiten reconstruir las condiciones ambientales del pasado, se ha establecido que hace unos tres millones de años la Tierra entró en O T R A S A D A P TA C I O N E S

Combatir el calor La piel desnuda no es la única adaptación que desarrollaron nuestros ancestros para mantener una temperatura corporal saludable en los trópicos sofocantes en donde vivían. Se produjo también un alargamiento de las piernas, que aumentó la relación entre superficie y volumen, facilitando la pérdida del exceso de calor. Esta tendencia parece seguir en la actualidad. Así lo sugieren los dinka, en el sur de Sudán, y otras poblaciones del este de África. No es ninguna coincidencia que esos grupos, que viven en uno de los lugares más calurosos del planeta, posean unas piernas larguísimas. ¿Por qué los humanos modernos exhiben tal variedad de longitud de piernas? Conforme nuestros antepasados pasaron de África tropical a regiones menos cálidas, cambiaron las presiones de selección. Ello dio lugar a la evolución de varias formas corporales.

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una fase de enfriamiento global que tuvo como efecto una mayor aridez en África oriental y central, lugar donde vivían nuestros antepasados. Con este descenso en las precipitaciones, los bosques donde habitaban los primeros homínidos dieron paso a ambientes de sabana, más abiertos. Los alimentos de nuestros antepasados australopitecinos (frutas, hojas, tubérculos y semillas) comenzaron a escasear, se presentaban con una distribución desigual y se hallan sujetos a la disponibilidad estacional, lo mismo que las fuentes permanentes de agua dulce. Ante tal disminución de recursos, nuestros antepasados tuvieron que abandonar sus hábitos tranquilos de forrajeo para adoptar un estilo de vida más activo. Se vieron obligados a realizar desplazamientos más largos en busca de agua y de plantas comestibles para hidratarse y obtener las calorías necesarias para sobrevivir. En esa misma época, los homínidos empezaron también a incorporar la carne a su dieta. Así lo revela el registro arqueológico, que arroja útiles líticos y huesos de animales consumidos con una antigüedad de 2,6 millones de años. Los recursos cárnicos son más ricos en calorías que los recursos vegetales, pero también son más escasos en los ecosistemas. Por tanto, para abastecerse de suficiente cantidad de alimento, los carnívoros necesitan mayores desplazamientos y territorios más extensos que los herbívoros. Además, las presas son blancos móviles, excepto cuando ocasionalmente puede aprovecharse el cuerpo de un animal muerto, lo que significa que los depredadores deben gastar más energía para obtener comida. En el caso de los humanos cazadores y carroñeadores, la selección natural transformó las proporciones corporales de tipo chimpancé de los australopitecinos, que todavía pasaban parte del tiempo en los árboles, en un cuerpo con piernas largas y capacitado para soportar largas caminatas y correr. Sin duda, esa forma del cuerpo ayudó también a nuestros antepasados a huir de sus depredadores cuando se hallaban en campo abierto. Pero tan elevados niveles de actividad tuvieron un precio: un mayor riesgo de recalentamiento. A principios de los años ochenta, Peter Wheeler, de la Universidad John Moores de Liverpool, publicó una serie de artículos sobre la forma en que nuestros ancestros se habrían adaptado a vivir en la sabana. El trabajo de Wheeler, junto con la investigación que los autores de este artículo publicaron en 1994, abonan la idea de que el aumento de actividades como caminar y correr, durante las cuales el músculo genera calor, habría requerido que los homínidos mejorasen su capacidad de fabricar sudor ecrino y perder el pelo corporal para evitar un recalentamiento. ¿Cuándo ocurrió esa metamorfosis? Aunque el registro fósil de los homínidos no conserva restos de piel, los expertos tienen una idea aproximada del momento en que nuestros antepasados empezaron a cambiar el patrón de desplazamientos. Estudios independientes de Lieberman y Christopher Ruff, de la Universidad Johns Hopkins, han demostrado que, hace unos 1,6 millones de años, Homo ergaster, uno de los miembros más antiguos de nuestro género, había desarrollado proporciones corporales modernas que le habrían permitido caminar y correr de forma prolongada. Por otra parte, la anatomía de las articulaciones del tobillo, la rodilla y la cadera indican que estos homínidos se hallaban capacitados para tales actividades. Según el registro fósil, la aparición de la piel desnuda y del sudor ecrino debió producirse, pues, hace, por lo menos, 1,6 millones de años para permitirles eliminar el exceso de calor derivado de un estilo de vida más extenuante. Otra pista sobre cuándo los homínidos desarrollaron una piel desnuda proviene de las investigaciones genéticas del color de la piel. En un ingenioso estudio publicado en 2004, Alan R. Rogers, de

E S T I M A C I Ó N I N D I R E C TA

Antepasados en movimiento Aunque el registro fósil no conserva ninguna huella directa de la piel humana, puede estimarse el momento de aparición de la piel desnuda a partir de otras pistas fósiles. Los australopitecinos (izquierda) y otras especies primitivas debieron llevar una vida sedentaria, igual que los simios antropomorfos actuales; vivieron dentro o cerca de ambientes arbolados, con vegetación abundante y agua dulce. Pero cuando los bosques retrocedieron y se extendió la pradera, Homo ergaster (derecha) y otros homínidos posteriores tuvieron que viajar más lejos en busca de carne y otros recursos. Esta especie, que apareció hace 1,6 millones de años, fue probablemente la primera en tener una piel desnuda y un sudor ecrino, que permitió regular mejor el calor corporal generado por una mayor actividad.

VICTOR DEAK (ilustraciones); DENIS FINNIN Y JACKIE BECKETT, MUSEO AMERICANO DE HISTORIA NATURAL (Lucy y niño de Turkana)

Australopithecus afarensis, representado aquí por el esqueleto parcial de Lucy, de 3,2 millones de años de antigüedad. Poseía una morfología similar a los simios: unas piernas cortas que no le permitían recorrer grandes distancias.

Homo ergaster fue el primer homínido dotado de piernas largas. Aquí aparece representado por el esqueleto del niño del Turkana, de 1,6 millones de años de antigüedad. Estas piernas más alargadas le permitieron realizar largos desplazamientos y correr mejor.

la Universidad de Utah, y su equipo examinaron las secuencias del gen humano MC1R, uno de los genes responsables de la pigmentación de la piel. Demostraron que una variante génica que poseen los africanos con la pigmentación oscura se originó hace al menos 1,2 millones de años. Al igual que los chimpancés, los primeros homínidos tenían, así se supone, una piel rosácea cubierta de pelo negro. El cambio a una piel permanentemente oscura fue, pues, un requisito evolutivo indispensable tras la pérdida del pelo que nos protegía del sol. La fecha estimada por Rogers proporciona una edad mínima para la aparición de nuestra desnudez. PIEL ADENTRO

Aunque sabemos por qué y cuándo, no estamos tan seguros de cómo los homínidos desarrollamos la piel desnuda. Es difícil identificar huellas genéticas de la evolución de la desnudez por-

que son muchos los genes que contribuyen al aspecto y función de nuestra piel. Sin embargo, se han obtenido indicios a partir de comparaciones genómicas. La comparación del genoma humano con el de chimpancé revela que una de las principales diferencias entre nuestros ADN se encuentra en genes que codifican proteínas que controlan características de la piel. Las versiones humanas de algunos de estos genes codifican proteínas que contribuyen a la impermeabilidad y resistencia de la piel, propiedades de interés en ausencia de un pelaje protector. Cabe inferir, pues, que la aparición de tales variantes génicas contribuiría al origen de la piel desnuda mitigando sus consecuencias. La excepcional protección que nos ofrece la piel radica en la estructura y la configuración de la capa más externa, la capa córnea (stratum corneum) de la epidermis. Para describir la

Nuestra historia evolutiva  65

estructura de la capa córnea se ha recurrido a la imagen del cemento y los ladrillos: las múltiples capas de células muertas (corneocitos) que contienen la queratina y otras sustancias corresponderían a los ladrillos; las capas ultrafinas de lípidos que rodean cada uno de los corneocitos serían el cemento. La mayoría de los genes que dirigen el desarrollo de la capa córnea poseen una historia larga; su secuencia se halla en casi todos los vertebrados. Por tanto, el hecho de que los genes que configuran la capa córnea humana sean tan distintos, significa que la aparición de esos genes resultaba beneficiosa para la supervivencia. Estos genes codifican la producción de una combinación de proteínas exclusiva de la epidermis, que incluye nuevos tipos de queratina e involucrina. Varios laboratorios se aprestan a desentrañar los mecanismos que regulan la síntesis de tales proteínas. Otros científicos están analizando la evolución de la queratina en el pelo corporal, con el propósito de determinar los mecaSALUD

Piojos y humanos En los últimos años, se han estudiado los piojos en busca de pistas sobre la razón por la que los humanos perdimos el pelo corporal. En 2003, Mark Pagel, de la Universidad de Reading, y Walter Bodmer, del Hospital John Radcliffe de Oxford, propusieron que los humanos perdimos el pelo para librar nuestros cuerpos de las enfermedades que transmiten los piojos y otros parásitos que se alojan en el pelo y así mejorar la salud de la piel. Otros investigadores han estudiado los piojos del cabello y los del cuerpo para descubrir cuánto hace que, tras adquirir una piel desnuda, nuestros antepasados empezaron a cubrirse con ropa. Aunque los piojos corporales se alimentan de sangre, estos viven en la ropa. El origen de los piojos corporales proporciona, pues, una estimación mínima para la aparición del atuendo en los homínidos. Mediante la comparación de genomas puede estimarse el momento en que apareció una especie. Los análisis de los piojos indican que, aunque en su mayoría convivieron con los humanos desde su inicio, los del cuerpo evolucionaron muy posteriormente. La estimación de su antigüedad indica que los humanos anduvieron desnudos durante más de un millón de años antes de cubrirse con vestidos.

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nismos responsables de la escasez y la finura del vello humano. El equipo encabezado por Roland Moll, de la Universidad Philipps en Marburg, ha demostrado que las queratinas presentes en nuestro vello son sumamente frágiles, de aquí que estos pelos sean tan livianos y se rompan con facilidad en comparación con los de otros animales. Este descubrimiento, publicado por Moll en 2008, sugiere que en el curso de la evolución humana las queratinas de nuestro pelo perdieron importancia para la supervivencia respecto a las queratinas del pelo de otros primates, y así se tornaron débiles. Los genetistas investigan también el modo en que la piel humana pasó a contener tamaña abundancia de glándulas ecrinas. El incremento se produjo a través de cambios en los genes que determinaban el desarrollo de las células madre epidérmicas (no especializadas) en el embrión. En un momento inicial del desarrollo, grupos de células madre epidérmicas en localizaciones específicas interactúan con células de la dermis subyacente. Ciertas señales químicas, controladas genéticamente, regulan la diferenciación de las células madre en folículos pilosos, glándulas ecrinas, glándulas apocrinas, glándulas sebáceas o, simplemente, en epidermis. Hay numerosos grupos de investigación consagrados al estudio del establecimiento y mantenimiento de los lugares en cuestión de las células madre epidérmicas. Habrán de aclarar los factores que dirigen el desarrollo de las células epidérmicas embrionarias humanas y el modo en que estas se convierten en glándulas de sudor ecrino. DESNUDOS, AUNQUE NO DEL TODO

Aunque nos hemos convertido en monos desnudos, la evolución ha dejado cubiertas algunas partes de nuestro cuerpo. Por tanto, cualquier explicación del por qué los humanos perdimos el pelo corporal debe explicar también por qué lo conservamos en otras zonas. El pelo en las axilas y la ingle sirve probablemente para propagar las feromonas (sustancias que producen una respuesta en el comportamiento de otros individuos) y ayuda a mantener estas áreas lubricadas durante la locomoción. En cuanto al cabello, se habría conservado a modo de protección contra el exceso de calor en la parte superior de la cabeza. Un cabello denso crea una capa de aire entre el cuero cabelludo sudoroso y la superficie caliente del pelo. Así, en un día caluroso y soleado, el pelo absorbe el calor mientras que la capa de aire permanece fría, lo que permite al sudor del cuero cabelludo evaporarse en esa capa de aire. El cabello crespo o muy rizado constituye la mejor cubierta, porque aumenta el grosor del espacio entre la superficie

GETTY IMAGES/HEINRICH VAN DEN BERG (guepardo); GETTY IMAGES/HENRY HORNSTEIN (hombre tatuado)

LA COMUNICACIÓN SOCIAL es una de las principales funciones del pelo. Pensemos en un cuello erizado, señal de agresividad, o en los diseños de pelaje que permiten a los miembros de una especie reconocerse entre ellos. Para compensar la carencia de pelo, los humanos decoramos nuestro cuerpo con tatuajes, joyas y otros adornos. También mostramos expresiones faciales complejas y transmitimos emociones mediante el lenguaje.

del pelo y el cuero cabelludo, permitiendo que el aire fluya a través del mismo. Queda mucho por descubrir sobre la evolución de nuestro cabello, pero es posible que el pelo encrespado fuera la condición original de los humanos actuales y que los otros tipos de cabello se desarrollaran cuando nuestros antepasados se dispersaron fuera de África tropical. En cuanto al pelo corporal, ¿a qué se debe su variabilidad? Hay muchas poblaciones cuyos miembros no tienen apenas vello y otras poblaciones de gente hirsuta. Los que tienen menos pelo corporal tienden a vivir en las zonas tropicales; los que tienen más, fuera de estas. A pesar de ello, en las poblaciones no tropicales el pelo no proporciona ningún calor destacable. Hasta cierto punto, las diferencias en la cantidad de pelo provienen de la testosterona: en todas las poblaciones los varones poseen más vello que las mujeres. Varias teorías han intentado explicar esta diferencia apelando a la selección sexual. Una postula que las mujeres prefieren a varones con barba abundante y más pelo corporal porque estos rasgos se asocian a la virilidad y la fuerza. Otra explicación propone que los varones han desarrollado una preferencia por las mujeres con rasgos juveniles. Aunque se trata de hipótesis interesantes, nadie las ha demostrado en una población humana moderna (se desconoce si los hombres hirsutos son más vigorosos o fecundos que sus congéneres más lampiños). Ante la ausencia de datos empíricos, las teorías sobre la variabilidad del vello se mueven en el terreno de la especulación.

GETTY IMAGES/MARK WILSON (mujer); GETTY IMAGES (Obama)

AMBICIONES DESNUDAS

La ausencia de pelo ha conllevado profundas repercusiones en fases posteriores de la evolución humana. La pérdida de la mayor parte de nuestro vello y el aumento de la capacidad de disipar el exceso de calor corporal con sudor ecrino posibilitaron el incremento del tamaño del cerebro, nuestro órgano más termosensible. Mientras que los australopitecinos poseían un cerebro con un promedio de 400 centímetros cúbicos (como el cerebro de un chimpancé), el cerebro de Homo ergaster doblaba ese volumen. Y en el siguiente millón de años, el cerebro humano aumentó otros 400 centímetros cúbicos, hasta alcanzar su tamaño actual. Sin ninguna duda, existen otros factores relacionados con el aumento de nuestra materia gris: por ejemplo, la necesidad de una dieta suficientemente calórica para aprovisionar a ese tejido tan costoso energéticamente. Con todo, la pérdida del pelo corporal debió constituir un paso crítico para convertirnos en un animal inteligente.

La ausencia de pelo en los humanos ha repercutido en las relaciones sociales. Aunque erizamos y bajamos el vello del cuello cuando los pequeños músculos en la base de nuestros cabellos se contraen y se relajan, los pelos de nuestro cuerpo son tan delgados y finos, que su poder comunicativo es casi nulo si lo comparamos con las exhibiciones de gatos y perros o de nuestros parientes los chimpancés. Tampoco mostramos diseños ni camuflajes como los que ofrecen las rayas de la cebra o los lunares del leopardo. De hecho, podemos especular que algunos rasgos humanos universales, tales como el rubor y las expresiones faciales complejas, se desarrollaron para compensar la pérdida de capacidad de comunicarnos a través del pelo. De la misma forma, la pintura corporal, los cosméticos, los tatuajes y otros tipos de decoración de la piel se encuentran en todas las culturas; informan sobre la pertenencia a un grupo, el estatuto social y otros datos vitales antes cifrados en el pelo. Adoptamos determinadas posturas y gesticulamos para transmitir nuestro estado emocional e intenciones. Y utilizamos el lenguaje para hablar con franqueza y precisión. Visto de esta forma, la piel desnuda no solo nos refrescó, sino que también nos hizo humanos. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, abril de 2010

LA AUTORA

Nina G. Jablonski dirige el Departamento de Antropología en la Universidad Estatal de Pensilvania. Centra su investigación en la historia natural de la piel humana, el origen de la locomoción bípeda, la evolución y biogeografía de los monos del Viejo Mundo y la paleoecología de los mamíferos que vivieron durante los últimos dos millones de años. PARA SABER MÁS

Genetic variation at the MC1R locus and the time since loss of human body hair. Alan R. Rogers, D. Iltis y S. Wooding en Current Anthropology, vol. 45, n.o 1, págs. 105-108, febrero de 2004. Initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome. Chimpanzee Sequencing and Analysis Consortium en Nature, vol. 437, págs. 69-87, septiembre de 2005. Skin: A natural history. Nina G. Jablonski. University of California Press, 2006. The evolution of marathon running: Capabilities in humans. Daniel E. Lieberman y Dennis M. Bramble en Sports Medicine, vol. 37, n.o 4-5, págs. 288-290, 2007. EN NUESTRO ARCHIVO

Evolución del color de la piel humana. Nina G. Jablonski y George Chaplin en IyC, diciembre de 2002.

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A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

La larga vida de los humanos El estudio del genoma y de momias antiguas está ayudando a comprender por qué la esperanza de vida de Homo sapiens supera con creces la de otros primates Heather Pringle

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GAVIN POTENZA

n domingo por la mañana, en un barrio marginal de la ciudad de Lima, se oye llegar un furgón blanco que transporta una docena de cuerpos y se detiene ante el Instituto Nacional de Ciencias Neurológicas. En una pequeña sala de espera, en la parte posterior del edificio, una multitud de científicos y autoridades oficiales bien vestidos observa con atención. Mientras el conductor se apea, un ayudante se apresura a buscar un celador del hospital. Tras pocos minutos, dos hombres conducen el primer cuerpo hacia la unidad de diagnóstico por imágenes del instituto.

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Las líneas representan la esperanza de vida de especies de distintos grupos de primates.

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VIVIR MÁS

Las pruebas de que la medicina moderna no es la única responsable de nuestra longevidad proceden de estudios de grupos de cazadores-recolectores actuales. En 1985, Nicholas BlurtonJones, antropólogo biológico de la Universidad de California en Los Ángeles, se adentró con su todoterreno en la selva de la cuenca del lago Eyasi, en Tanzania. Acompañado por su asistente Gudo Mahiya, viajó a los campamentos aislados de los hadza, un pueblo de cazadores-recolectores que viven de una forma parecida a como lo hicieron nuestros antepasados: cazan babuinos y otros animales salvajes, escarban en busca de tubérculos y recolectan miel durante la estación lluviosa en las colmenas de

abejas africanas. De un campamento a otro, los dos científicos fueron recogiendo datos demográficos básicos, como el nombre y edad de los integrantes de cada hogar. Durante los siguientes quince años actualizaron el censo en seis ocasiones anotando los nombres de los que fallecían y las causas de la muerte. Además, Blurton-Jones obtuvo datos de un censo anterior de la población hadza realizado por otros dos investigadores. Los hadza viven de una forma similar a los antiguos humanos o los chimpancés, en un ambiente repleto de patógenos y parásitos. No disponen de agua corriente ni tratamiento de aguas residuales, defecan en una zona situada a entre 20 y 40 metros de su campamento y casi nunca reciben atención médica. A pesar de ello, Blurton-Jones y Mahiya descubrieron que los hadza disfrutan de una vida más larga que la de los chimpancés. De hecho, su esperanza de vida es de 32,7 años. Y, si alcanzan la edad adulta, pueden vivir 40 años más, una longevidad tres veces superior a la de los chimpancés que llegan a la adultez. Algunos ancianos hadza viven hasta los 80 años. Sin duda, la causa de esta larga vida tiene poco que ver con los avances médicos y técnicos. Los hadza no constituyen un caso aislado. En 2007, dos antropólogos, Michael Gurven, de la Universidad de California en Santa Bárbara, y Hillard Kaplan, de la Universidad de Nuevo México, analizaron los datos demográficos que otros investigadores habían obtenido de cinco pueblos cazadores-recolectores actuales. Las infecciones contribuían al 72 por ciento de los fallecimientos y cada grupo mostraba una curva de mortalidad con forma de J: en la edad infantil superaba el 30 por ciento, disminuía al principio de la edad adulta y ascendía de forma exponencial después de los 40 años. Gurven y Kaplan compararon estas curvas con las de chimpancés salvajes y cautivos que presentan un fuerte repunte de la mortalidad en la adultez, al menos 10 años antes que los cazadores-recolectores humanos. En la publicación que detallaba sus hallazgos, los expertos concluían que los chimpancés parecen envejecer mucho más rápido que los humanos, y mueren antes, incluso en ambientes protegidos. Pero ¿cuándo empezó a alargarse la vida humana? Para averiguarlo, las antropólogas Rachel Caspari, de la Universidad Central de Michigan, y Sang-Hee Lee, de la Universidad de California en Riverside, examinaron los restos de 768 individuos de cuatro grupos humanos que abarcan millones de años. Utilizaron el grado de desgaste dental, que avanza a un ritmo constante debido a la masticación, para estimar en cada uno de los cuatro grupos la proporción de adultos jóvenes, de unos 15 años de edad, respecto a los adultos maduros, de unos 30 años (una edad suficiente para poder ser abuelo). Sus estudios revelaron que no se hizo habitual superar los 30 años hasta un pasado reciente de nuestra prehistoria. En los australopitecos, que surgieron en África hace unos 4,4 millones de años, la mayoría de los individuos morían antes de cumplir esa edad. Además, la proporción de los que llegaban a la treintena de edad respecto a

EN SÍNTESIS

Los humanos viven durante mucho más tiempo que otros primates, un hecho que tradicionalmente se ha atribuido a la medicina moderna, la disponibilidad de alimentos y los sistemas de higiene.

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Pero nuevos estudios señalan que, aunque estos factores han contribuido a aumentar la esperanza de vida en los últimos 200 años, tal tendencia empezó mucho antes.

Cuando nuestros ancestros empezaron a comer más carne, desarrollaron defensas contra los patógenos acompañantes. Estas contribuyeron a aumentar la longevidad, pero también fomentaron la aparición de enfermedades en las etapas finales de la vida.

MICHAEL MIYAMOTO. AP PHOTO (momia); CORTESÍA DE M. LINDA SUTHERLAND (TAC)

Entre los curiosos se halla Caleb Finch, biólogo de la Universidad de California del Sur, que ha estado esperando este momento durante meses. Este científico de 74 años, alto, delgado, canoso y con una larga barba, ha dedicado toda su carrera a estudiar el envejecimiento de los humanos. En comparación con otros primates, nuestra especie es muy longeva. Nuestros parientes más cercanos, los chimpancés, poseen una esperanza de vida al nacer de unos 13 años, valor muy inferior a los 78,5 años que esperan vivir los niños nacidos en Estados Unidos en 2009. Finch ha venido a Lima para investigar el porqué de esta diferencia a partir de pruebas del pasado remoto. Los cadáveres que transporta el furgón corresponden a hombres, mujeres y niños que fallecieron hace 1800 años en una estrecha franja de desierto cercana a la costa, mucho antes de la conquista española. Envueltos en ropas y cubiertos de polvo, estos cuerpos se han momificado de forma natural gracias a la aridez del desierto donde fueron enterrados. Su preservación ofrece nuevas claves para comprender la longevidad humana. Son emisarios de una época anterior a la medicina moderna y permiten el estudio del proceso de envejecimiento en el pasado. Numerosos investigadores atribuyen nuestra longevidad al descubrimiento de las vacunas, los antibióticos y otros avances de la medicina, al desarrollo de eficaces sistemas de salubridad urbana y a la disponibilidad de verduras, frutas frescas y nutritivas a lo largo de todo el año. De hecho, los datos demográficos indican que estos factores han contribuido a alargar la vida humana en los últimos 200 años. Pero Finch asegura que, aunque han sido factores fundamentales, explican solo una parte del misterio de nuestra longevidad. Después de reunir datos de disciplinas tan diversas como la antropología física, la primatología, la genética y la medicina, ha propuesto una nueva hipótesis polémica: que el aumento progresivo de nuestras vidas empezó mucho antes, cuando nuestros antepasados desarrollaron un sistema de defensa más eficaz para combatir a los numerosos patógenos y agentes agresivos del entorno. Si Finch se halla en lo cierto, las futuras investigaciones sobre las relaciones entre las infecciones, el sistema inmunitario y las enfermedades crónicas de los ancianos pueden cambiar por completo nuestra comprensión del envejecimiento y de cómo afrontar las dificultades que conlleva.

LAS TÉCNICAS DE DIAGNÓSTICO por la imagen empleadas en esta momia de un escriba egipcio llamado Hatiay revelan la presencia de arterias obstruidas. Ello indica que las enfermedades cardiovasculares no solo afectan a las poblaciones actuales, sino que pueden ser el precio que los humanos hemos de pagar por disponer de un sistema inmunitario muy eficaz.

los jóvenes de 15 años era tan solo de 0,12. Por el contrario, Homo sapiens, que habitó Europa hace entre 44.000 y 10.000 años, solía vivir más allá de los 30, y su coeficiente ascendía a 2,08 [véase «El origen de la longevidad», por Rachel Caspari; Investigación y Ciencia, octubre de 2011]. No obstante, calcular la esperanza de vida de poblaciones pretéritas de Homo sapiens conlleva dificultades. De la mayoría de nuestro largo pasado no disponemos de datos demográficos detallados, como los que suministran los censos y los registros de defunción. Así, Finch y Eileen Crimmins, gerontóloga de la Universidad de California del Sur, analizaron el primer conjunto estadístico disponible de esta naturaleza, casi completo, con datos recogidos en Suecia en 1751, décadas antes del advenimiento de la medicina moderna y la higiene. El estudio reveló que a mediados de siglo xviii los suecos tenían una esperanza de vida al nacer de 35 años. Pero los que en la infancia sobrevivían a las infecciones bacterianas y enfermedades contagiosas, como la viruela, y llegaban a los 20 años, podían razonablemente esperar vivir otros 40 años más. Para Finch, este descubrimiento plantea una pregunta importante. Durante el siglo xviii, los suecos vivían codo con codo de

forma permanente en pueblos y ciudades grandes. Allí estaban expuestos a graves riesgos de salud, una situación desconocida para los pequeños grupos de chimpancés nómadas. Entonces, ¿por qué los suecos vivían más tiempo? La respuesta puede residir en la incorporación de carne en la dieta de sus remotos antepasados y la aparición de genes que los protegían de los peligros de una alimentación carnívora. GENES PARA UNA ALIMENTACIÓN CARNÍVORA

Los chimpancés pasan la mayor parte de sus horas de vigilia alimentándose de higos y otras frutas maduras. Para buscar alimentos ricos en fructosa, deben recorrer grandes territorios y raras veces utilizan el mismo nido dos noches seguidas. Son expertos en la caza de pequeños mamíferos, como los monos colobos rojos, pero no persiguen deliberadamente estas presas. Tampoco consumen grandes cantidades de carne. Los primatólogos que estudian chimpancés salvajes en Tanzania han calculado que la carne representa un 5 por ciento o menos de la dieta anual de estos simios, mientras que en Uganda los estudios demuestran que la grasa animal constituye solo el 2,5 por ciento de su ingesta anual.

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Los suecos del siglo xviii vivían codo con codo en pueblos y grandes ciudades, donde estaban expuestos a graves riesgos de salud, una situación desconocida para los pequeños grupos nómadas de chimpancés. Entonces, ¿por qué los suecos vivían más tiempo? Finch opina que, con toda probabilidad, los primeros miembros de la familia humana poseían una dieta semejante, principalmente vegetariana. Sin embargo, en algún momento hace entre 3,4 millones y 2,5 millones de años, nuestros antepasados incorporaron nuevos alimentos con proteínas de origen animal. Algunos yacimientos de Etiopía demuestran que comenzaron a consumir los restos de grandes mamíferos ungulados, como los antílopes. Al utilizar sencillas herramientas de piedra para cortar tiras de carne, romper los huesos para aprovechar la médula rica en grasa, dejaron marcas de corte sobre los fémures y las costillas. Hace 1,8 millones de años, e incluso antes, los humanos empezaron a practicar la caza activa y transportaban cadáveres enteros a sus campamentos. Tal vez el nuevo aporte de calorías y proteínas contribuyó al crecimiento del cerebro, pero también aumentó la exposición a las infecciones. Finch sugiere que este riesgo favoreció la aparición de adaptaciones que permitieron a nuestros antepasados resistir a los ataques de patógenos y, por lo tanto, vivir durante más tiempo. La mayor exposición a los patógenos a causa del creciente consumo de carne se produjo de varias maneras. Los primeros humanos que aprovechaban los restos de animales muertos, y que comían carne cruda y vísceras, ingerían con mayor probabilidad patógenos infecciosos. Por otra parte, cuando los humanos empezaron a cazar animales de gran tamaño, al enfrentarse a sus presas corrían un mayor riesgo de sufrir heridas y traumatismos, lesiones que pueden dar lugar a infecciones mortales. Incluso cocinar los alimentos, práctica que pudo haber surgido hace un millón de años o más, conlleva peligros. La inhalación del humo de la leña expone diariamente a los humanos a altos niveles de endotoxinas y partículas de hollín. La carne asada o cocinada mejora el sabor y la digestibilidad, pero crea modificaciones químicas y genera los llamados productos finales de la glicación avanzada, que contribuyen a enfermedades graves como la diabetes. Cuando, en época posterior, nuestros antepasados adquirieron la agricultura y la ganadería, hace alrededor de 11.500 años, se sumaron nuevos peligros. La proximidad diaria a los animales domésticos, como cabras, ovejas, cerdos, vacas y pollos, elevaron el riesgo de contraer infecciones bacterianas y víricas de los animales. Por último, cuando las familias se asentaron de forma permanente en los pueblos, las aguas residuales de los humanos y del ganado contaminaban el suministro de agua local. Las bacterias patógenas se propagaban con fuerza.

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Aun así, en 1751, la población de Suecia que estaba expuesta a tales riesgos vivía mucho más que sus parientes simios. Para averiguar el motivo de esa longevidad, Finch comenzó a examinar la bibliografía existente sobre el genoma de chimpancés y humanos. Los estudios demostraban que el genoma de ambos coincidía en un 99 por ciento. Pero en el 1 por ciento que es exclusivamente humano, el biólogo evolutivo Hernán Dopazo, del Centro de Investigación Príncipe Felipe en Valencia, y sus colaboradores han identificado un número muy alto de genes que han experimentado una selección positiva y que cumplen una función clave en nuestra inmunidad (en concreto, en la respuesta inflamatoria). La selección positiva favorece a los genes que aumentan nuestra capacidad de sobrevivir y reproducirnos; ello hace aumentar su frecuencia en las poblaciones a través del tiempo, un proceso que deja una «señal» distintiva en la secuencia de ADN. Los hallazgos de Dopazo han añadido más argumentos a una idea planteada por Finch. Según él, la selección natural, al dotar a los humanos de un sistema perfeccionado para combatir las amenazas microbianas y otros peligros para la salud asociados al mayor consumo de carne, habría extendido a la vez la duración de nuestras vidas. En su batalla contra las bacterias, virus y otros microorganismos que tratan de invadir los tejidos, nuestro sistema de defensa utiliza dos armas muy eficaces: el sistema inmunitario innato y el adaptativo. El primero se moviliza de inmediato allí donde se produce un ataque o lesión para eliminar patógenos y curar el tejido dañado y, esencialmente, responde de la misma manera a todas las amenazas. En cambio, el sistema adaptativo se pone en marcha con mayor lentitud y ajusta su respuesta a patógenos particulares. Al hacerlo, crea una memoria inmunitaria que confiere protección contra el invasor durante toda la vida. La inflamación forma parte del sistema inmunitario innato. Se pone a trabajar cuando hay algún daño en los tejidos provocado por microbios, traumatismos, lesiones o toxinas. Como señala Finch, los médicos reconocen sus señas de identidad desde hace tiempo. Hace unos 2000 años, el médico romano Aulo Cornelio Celso describió cuatro síntomas importantes de la inflamación: calor, enrojecimiento, hinchazón y dolor. El calor y el enrojecimiento se producen por la rápida afluencia de sangre caliente hacia el tejido dañado. La hinchazón se debe al aumento de la permeabilidad vascular, que hace que las células y el plasma se introduzcan en la zona afectada, donde aportan proteínas que ayudan a prevenir la propagación de la infección y a iniciar la cicatrización de la herida. Finch empezó examinando las modificaciones genéticas humanas relacionadas con la inmunidad. Enseguida le llamaron la atención los cambios en el gen de la apolipoproteína E (APOE), molécula que ejerce una gran influencia en el transporte y metabolismo de los lípidos, el desarrollo cerebral y el funcionamiento del sistema inmunitario. El gen posee tres variantes principales (alelos) en los humanos, de las cuales APOE e4 y APOE e3 son las más frecuentes. La secuencia genética de APOE e4 se parece mucho a la del gen APOE de los chimpancés, lo que indica que es la variante humana ancestral que apareció durante el origen del género Homo, hace más de dos millones de años, y que pudo haber influido en el aumento de nuestra longevidad. Con algunas diferencias en aminoácidos fundamentales respecto a la secuencia del chimpancé, APOE e4 acelera la fase aguda de la inflamación. Aumenta la producción de proteínas como la interleucina-6, que ayuda a elevar la temperatura corporal, y el factor de necrosis tumoral alfa, que induce la fiebre e inhibe la replicación de los

virus. Equipados con este sistema mejorado de defensa, los niños de antaño pudieron luchar contra los microbios nocivos que ingerían con los alimentos o se hallaban en su entorno. «Cuando los humanos abandonaron la selva y ocuparon la sabana», destaca Finch, «aumentó su exposición a los agentes infecciosos. La sabana está llena hasta las rodillas del estiércol de los herbívoros y los humanos merodeaban por allí con los pies descalzos.» Por otra parte, los primeros humanos que poseyeron el gen APOE e4 también se beneficiaron de otro modo. Esta variante facilita la absorción intestinal de los lípidos y el almacenamiento eficaz de la grasa en los tejidos corporales. En momentos en que había pocas presas y la caza menguaba, los primeros portadores de APOE e4 pudieron aprovechar esos depósitos de grasa y elevaron así su probabilidad de supervivencia. Incluso hoy en día, los niños con el gen APOE e4 disfrutan de una ventaja sobre los que no lo presentan. En un estudio con jóvenes de familias pobres de un barrio marginal de Brasil, los portadores de ese alelo sufrieron menos episodios de enfermedades diarreicas causadas por Escherichia coli o Giardia que los que no lo poseían. También lograron mejores resultados en pruebas cognitivas, quizá como consecuencia de su mayor absorción de colesterol, un requisito dietético para el desarrollo neuronal. Por lo que Finch propone que la adquisición de la variante habría sido adaptativa. COSTE AÑADIDO

Por todo lo comentado, el gen APOE e4 parece ser una pieza clave en el rompecabezas de la longevidad humana. Pero, irónicamente, ahora que vivimos más tiempo, esta variante genética parece traicionarnos cuando nos hacemos viejos. Sus efectos debilitantes se hicieron evidentes cuando nuestros antepasados sobrevivieron más allá de la mediana edad. En Lima, Finch y un equipo internacional de cardiólogos, radiólogos, biólogos y antropólogos están buscando indicios de tales alteraciones en los tejidos cardiovasculares conservados en las antiguas momias de individuos adultos. En la unidad de diagnóstico por imágenes, atiborrada de gente, Finch observa el ordenador de uno de los técnicos. Ha sido una mañana larga y atareada. Varias de las momias llevadas a la unidad son demasiado voluminosas para introducirlas en el equipo de tomografía axial computarizada (TAC). Otras, al escanearlas, revelan poco más que los restos del esqueleto, lo que plantea dudas sobre si el tejido humano se ha conservado lo suficiente para poder estudiarlo. Pero nadie se da por vencido. En la pantalla podemos ver una imagen en tres dimensiones de la tomografía que acaba de efectuarse a un fardo traído del furgón. Inclinados sobre ella, los cardiólogos Gregory Thomas, del Centro Médico Memorial Long Beach en California, y Randall C. Thompson, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Misuri en la ciudad de Kansas, examinan una reconstrucción anatómica que les parece extraña, a causa de los siglos de descomposición y desecación. Mientras el técnico desplaza la imagen hacia arriba y abajo, los dos cardiólogos empiezan a identificar los tejidos blandos conservados y la trayectoria serpenteante de las arterias principales. Tras una inspección rápida de las arterias, localizan pequeñas manchas densas y blancas, zonas calcificadas que son síntomas de una etapa avanzada de la aterosclerosis, la principal causa de los ataques cardíacos y de los accidentes cerebrovasculares. Tradicionalmente, los cardiólogos han considerado la aterosclerosis como una enfermedad de la civilización moderna. Los hábitos actuales, como fumar cigarrillos, realizar poco ejercicio

e ingerir abundantes alimentos de alto contenido calórico son causas conocidas del mayor riesgo de esta dolencia. Por otra parte, varios estudios recientes apuntan a una epidemia de aterosclerosis en los países en desarrollo, a medida que estas sociedades adoptan el estilo de vida occidental. Sin embargo, en 2010, Thomas y sus colaboradores decidieron verificar la idea de que se trata de una enfermedad actual mediante la obtención de TAC de momias humanas antiguas y el examen de sus arterias. El equipo empezó estudiando 52 momias egipcias de entre 3000 y 2000 años de antigüedad. El antropólogo biológico Muhammad Al-Tohamy Soliman, del Centro de Investigación Nacional de Giza, estimó la edad de cada uno de los individuos a partir del análisis del desarrollo de los dientes y del esqueleto. A continuación, el equipo de médicos estudió minuciosamente los escáneres e identificó tejidos cardiovasculares en casi el 85 por ciento de las momias. Para su sorpresa, el 45 por ciento de ellos presentaba indicios de aterosclerosis, lo que evidenciaba que esta población antigua padecía tal enfermedad. También se sorprendieron al hallar pruebas de aterosclerosis en antiguos egipcios jóvenes. Su media de edad de fallecimiento era de 40 años. En primavera de 2011, cuando apareció su artículo en la revista Journal of the American College of Cardiology, Finch se puso en contacto con este equipo de inmediato y les propuso una nueva explicación sobre los altos niveles de aterosclerosis identificados en su estudio. Los antiguos egipcios, señaló Finch, no eran ajenos a las pestilencias e infecciones. Estudios anteriores habían demostrado que estaban expuestos a una variedad de enfermedades infecciosas, como la malaria, la tuberculosis y la esquistosomiasis (una enfermedad causada por pequeños gusanos parásitos presentes en el agua contaminada). Los portadores del gen APOE e4, con su sistema inmunitario mejorado, podían sobrevivir a numerosas infecciones infantiles. Pero durante décadas experimentaron niveles crónicos de inflamación en un entorno rico en patógenos, unos niveles que están relacionados con varias enfermedades mortales de la vejez, como la aterosclerosis y el alzhéimer. En efecto, las placas arteriales características de la aterosclerosis parecen acumularse en la pared vascular durante la inflamación y la cicatrización de heridas. «Y si bien resultaría aventurado equiparar las placas seniles del alzhéimer con las de las arterias, ambas poseen muchos aspectos en común», indica Finch. Thomas y sus colaboradores pidieron incorporarse al equipo de Finch. Juntos decidieron reunir más datos y examinar los tejidos cardiovasculares de momias antiguas de una amplia gama de culturas. Los egipcios utilizados en su primer estudio seguramente procedían de clases altas que podían permitirse el lujo de la momificación; tales individuos quizá practicaban menos ejercicio y consumían más alimentos ricos en calorías. Por este motivo, el equipo amplió el estudio a otras culturas diferentes. Examinaron las tomografías que se habían tomado de momias de los indios pueblo de Utah y de unangas de Alaska de más de un siglo de antigüedad. Además, analizaron

Los resultados ponen en entredicho la idea de que la aterosclerosis sea una enfermedad moderna y apuntan a otra explicación Nuestra historia evolutiva  73

los TAC que se habían realizado en momias prehispánicas de la costa de Perú, anteriores al año 1500 a.C. El equipo publicó sus hallazgos en la revista Lancet el pasado marzo. De las 137 momias estudiadas, el 34 por ciento presentaba indicios leves o claros de aterosclerosis. Los escáneres revelaban esta enfermedad en las cuatro poblaciones, incluido el pueblo de cazadores-recolectores unangas, que consumían sobre todo alimentos de origen marino. Sus resultados refutaban la idea de que la aterosclerosis era una enfermedad moderna y señalaba otra explicación. Según ellos, los altos niveles de infecciones e inflamaciones crónicas en esa época habrían originado los aspectos inflamatorios de la aterosclerosis. Finch apunta que tal vez la antigua variante genética que mejoró nuestra respuesta inflamatoria y las posibilidades de alcanzar la edad reproductiva (APOE e4) conllevó a la larga un coste añadido: ataques cardíacos, accidentes cerebrovasculares, alzhéimer y otras dolencias crónicas de la vejez. De hecho, APOE e4 contribuiría a un fenómeno que los biólogos llaman pleiotropía antagónica. Un gen con un fuerte efecto positivo en los jóvenes y un impacto adverso sobre los ancianos. INMUNIDAD PERFECCIONADA

La investigación también apunta a otras variantes de genes responsables de nuestra longevidad. Más o menos al mismo tiempo que Homo sapiens se originó en África, hace unos 200.000 años, apareció una segunda variante del gen APOE. Este alelo, conocido como APOE e3, mejoró la salud de los adultos en el rango de edad entre los 40 y los 70 años y ayudó a retrasar el enveje-

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cimiento. En la actualidad tiene una prevalencia de entre el 60 y el 90 por ciento en las poblaciones humanas. Los portadores de APOE e3 exhiben una respuesta inflamatoria menos intensa que aquellos con la variante ancestral. Además, parecen mejor adaptados a dietas ricas en carne y grasa. Tienden a presentar menos colesterol en sangre y a padecer menos dolencias asociadas a la edad, como la cardiopatía isquémica, el deterioro cognitivo y el alzhéimer. De hecho, los portadores de esta variante más reciente disfrutan de una esperanza de vida hasta seis años mayor que sus congéneres con APOE e4. Finch opina que APOE e3 tal vez fue un factor que contribuyó a aumentar la esperanza de vida. Pero el gen APOE no es el único que se ha relacionado con la evolución de la longevidad humana. En la Universidad de California en San Diego, el profesor de medicina Ajit Varki y sus colaboradores están investigando otros genes cuya modificación habría mejorado nuestra supervivencia. La investigación de Varki se centra en los genes SIGLEC, que desempeñan una función clave en el sistema de defensa. Estos genes expresan proteínas que se sitúan en la membrana celular y actúan como centinelas, o receptores. Su función «es reconocer amigos, no enemigos», explica Varki, una tarea que no resulta fácil. Para engañar a los centinelas, los patógenos infecciosos desarrollan sistemas de camuflaje a base de proteínas que los hacen parecer «amigos». En 2012, Varki y su equipo publicaron un estudio en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA, en el que describían dos cambios clave en estos genes, sucedidos hace entre 100.000 y 200.000 años, que perfeccionaron nuestra capacidad

NAFTALI HILGER, REDUX PICTURES

LOS CAZADORES-RECOLECTORES actuales, como los hadza de Tanzania, habitan en ambientes llenos de parásitos y patógenos, igual que los chimpancés. Sin embargo, viven mucho más tiempo que estos animales, quizá gracias a los genes que permitieron a los humanos comer carne.

para combatir los patógenos. Uno de ellos dio lugar a una nueva variante humana, que no era funcional, derivada del gen ancestral de los primates SIGLEC 17. Un segundo evento suprimió por completo el antiguo gen SIGLEC 13. Para entender mejor estos cambios, los investigadores recrearon experimentalmente las proteínas que expresaban los genes SIGLEC 13 y SIGLEC 17. Descubrieron que tales receptores habían sido «engañados» por patógenos responsables de dos infecciones mortales en los bebés: estreptococos del grupo B y Escherichia coli K1. De esta forma, como la selección natural eliminó a los genes imperfectos de nuestro genoma, las probabilidades de supervivencia aumentaron en los niños. Estos hallazgos refuerzan la hipótesis de que el refinamiento de nuestras defensas habría cumplido una función importante en el alargamiento de la vida humana. «Nuestro sistema inmunitario experimentó numerosos cambios», apunta Varki. Y mientras los genetistas y biólogos siguen indagando en la parte del genoma que nos distingue como humanos, muchos se centran en buscar otras variantes y eventos genéticos que contribuyeron a nuestra longevidad actual. Pero algunos de estos resultados están llevando a varios investigadores a reflexionar. Los mensajes de salud pública han advertido desde hace tiempo que ciertos estilos de vida, como la inactividad física o las dietas ricas en calorías, son en gran parte culpables de la alta incidencia de la aterosclerosis, ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares. Pero los nuevos estudios, sobre todo los realizados en momias antiguas, ofrecen una visión más compleja. Nuestro ADN y un sistema inmunitario perfeccionado podrían contribuir al desarrollo de tales enfermedades. «Tal vez tenemos menos capacidad de detener la aterosclerosis de lo que pensábamos», reflexiona el cardiólogo Thompson. «Quizá debamos cambiar nuestro esquema mental.»

Y acaso los investigadores deberían buscar otros factores de riesgo que no conocemos. Los nuevos hallazgos también han planteado una pregunta fundamental acerca de la longevidad humana. ¿Podemos esperar que nuestra vida continúe alargándose? Algunos científicos han predicho que los bebés nacidos después de 2000 en los países donde la esperanza de vida ya era alta, como en EE.UU., Canadá, Reino Unido y Japón, vivirán 100 años. Sin embargo, Finch se muestra algo escéptico. Según él, la tendencia hacia la obesidad en muchas poblaciones y el deterioro ambiental provocado por el cambio climático podría afectarnos y reducir nuestra longevidad, lo que supondría algo doloroso después de los logros alcanzados. «Creo que hay razones para ser cautos», concluye Finch. «Pero el tiempo lo dirá.» Artículo publicado en Investigación y Ciencia, diciembre de 2013

LA AUTORA

Heather Pringle es divulgadora científica y redactora de Science. PARA SABER MÁS

Evolution of the human lifespan and diseases of aging: Roles of infection, inflammation, and nutrition. Caleb E. Finch en PNAS USA, vol. 107, suplemento n.o 1, págs. 1718-1724, 26 de enero de 2010. Atherosclerosis across 4000 years of human history: The horus study of four ancient populations. Randall C. Thompson et al. en Lancet, vol. 381, n.o 9873, págs. 1211-1222, abril de 2013. EN NUESTRO ARCHIVO

La ciencia de la longevidad. VV. AA. Colección Temas de IyC n.o 69, 2012.

Cultura y evolución humana A lo largo de la evolución, nuestra especie ha experimentado cambios anatómicos y biológicos fundamentales. Pero, además, los humanos hemos aventajado a otras especies y nos hemos diferenciado de ellas gracias en gran parte a nuestra capacidad cultural. Al desarrollo de la cultura han contribuido nuestras habilidades cognitivas: la capacidad de fabricar y usar herramientas, de razonar y generar pensamientos simbólicos, de innovar. Pero también ha contribuido nuestro extraordinario sentido social: la aptitud para cooperar y alcanzar objetivos juntos, de transmitir conocimientos de generación en generación. Descubre en este monográfico una selección de los artículos más relevantes y novedosos sobre la íntima relación entre el origen y desarrollo de la cultura y la evolución humana.

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Pérdidas de ADN en nuestra evolución A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

El cerebro voluminoso, la marcha bípeda y los hábitos reproductivos que nos caracterizan quizá surgieron porque nos deshicimos de segmentos clave del ADN Philip L. Reno

Nuestra historia evolutiva  77

C

uando visitamos un zoo y nos detenemos a contemplar a nues- tros parientes vivos más cercanos, los grandes simios, hay dos cosas que suelen cautivarnos. La primera es su extraordinario parecido con los humanos. La expresividad del rostro y las manos prensiles de los chimpancés, bonobos, orangutanes y gorilas son pasmosamente similares a las nuestras.

PERDEDORES

Mi vivo interés por la evolución humana nació durante mis años de tesis doctoral con el eminente antropólogo C. Owen Love­joy, de la Universidad Estatal de Kent, donde estudié las diferencias entre los esqueletos masculinos y femeninos de antepasados extintos. Quería proseguir con esa labor para averiguar cuáles de nuestros genes y procesos de desarrollo habían variado a lo largo de nuestra inusual senda evolutiva. Tuve la suerte de obtener una plaza de posdoctorado con David Kingsley, de la

Universidad Stanford, quien andaba estudiando precisamente el tipo de cuestiones que tanto me interesaban. El laboratorio de Kingsley había descubierto cambios en el ADN implicados en la evolución de los peces espinosillos, como la eliminación de un segmento de la molécula en las especies dulceacuícolas de esta familia que resultó ser la responsable de la desaparición de las aletas pélvicas espinosas que las caracteriza. Ese fragmento perdido de ADN contenía un «interruptor» que era necesario para activar, en el momento y el lugar adecuados, un gen involucrado en el desarrollo de la espina pélvica. Si ese tipo de proceso había ocurrido en los espinosillos, ¿por qué no pudo darse en el linaje humano? No parecía descabellado pensar que cambios sutiles en el momento y el lugar en que se activan los genes durante el desarrollo pudieran haber actuado como un resorte evolutivo de nuestro genoma. Inspirados por el ejemplo de los peces, nos propusimos buscar interruptores importantes que hubieran desaparecido durante nuestra evolución. Gracias a que ya se disponía de los genomas completos del ser humano y de los grandes simios, así como de herramientas informáticas precisas para analizarlos, pudimos llevar a cabo esos experimentos. Un grupo de investigadores del laboratorio de Kingsley contactamos con el científico informático de Stanford Gill Bejerano y su por entonces estudiante graduada Cory McLean para planificar los experimentos. Hallar interruptores perdidos no es tarea fácil, dada la inmensidad de los genomas. El nuestro alberga 3200 millones de bases (las letras de la secuencia del ADN), de los que unos 100 millones nos diferencian de los chimpancés. ¿Cómo podíamos llevar a buen término el experimento? Para comprender nuestra estrategia, conviene contar antes con un poco de información básica. Sabemos que, en el genoma animal, los tramos de ADN encargados de funciones importantes permanecen conservados con gran fidelidad a lo largo de la escala evolutiva. Sabemos también que, cuanto mayor es el parentesco entre dos especies, mayor es la similitud de sus secuencias genéticas. Así, por ejemplo, los genomas del chimpancé y del ser humano son idénticos en un 99 por ciento en la diminuta fracción (inferior al 1 por ciento) que incorpora las instrucciones para la síntesis de las proteínas.

EN SÍNTESIS

Análisis recientes han descubierto más de 500 segmentos de ADN desaparecidos del genoma humano que aún persisten en el chimpancé y en otros mamíferos.

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Tres segmentos parecen actuar como interruptores del ADN; la pérdida de uno espoleó el crecimiento del cerebro y la de un segundo permitió a los humanos contraer vínculos afectivos con su pareja.

La desaparición de otro interruptor de nuestros ancestros pudo perfeccionar nuestra marcha bípeda, lo que dejó expeditas las manos para fabricar y usar útiles.

PÁGINAS ANTERIORES: CHRIS GASH

La segunda es que no hay duda de que somos distintos. El caminar erguido, el cerebro grande e inteligente, amén de otros caracteres, nos diferencian de ellos sin género de dudas. ¿Qué acontecimientos de la evolución resultaron primordiales para hacernos singularmente humanos? ¿Por qué y cómo ocurrieron? Antropólogos y biólogos evolutivos llevan abordando y debatiendo esas incógnitas desde hace décadas y, cada vez más, se están volcando en las modernas técnicas genéticas con el fin de sondear el misterio. Así se ha descubierto que algunos de los atributos privativos del ser humano (los caracteres que nos diferencian de nuestros familiares íntimos) no serían el resultado de incorporaciones a nuestros genes, como podría suponerse, sino de pérdidas, esto es, de la desaparición de segmentos relevantes del ADN. Varios laboratorios de investigación, entre ellos el de quien escribe estas líneas, han seguido el rastro de algunas de esas pérdidas en el pasado comparando el genoma humano con el de otros mamíferos e incluso con el de humanos primitivos: los neandertales y nuestros no tan conocidos primos, los denisovanos. De ese modo hemos sabido que durante los más o menos ocho millones de años que han transcurrido desde que el linaje humano se separara del de los chimpancés, nuestro genoma se ha desprendido de «interruptores» del ADN que activan genes primordiales para el desarrollo. Los neandertales presentan también esa pérdida, circunstancia que deja claro que la desaparición ocurrió pronto en nuestra senda evolutiva. De hecho, la desaparición de esas secuencias de ADN parece estar vinculada con los caracteres capitales de la naturaleza humana: cerebro voluminoso, bipedismo y hábitos reproductivos peculiares.

E VO L U C I Ó N

Interruptores de genes No todos los genes humanos permanecen activos en todas las células y en todo momento. Su distinta actividad resulta primordial para el crecimiento y el funcionamiento de las diferentes partes del cuerpo. Los interruptores del ADN llamados potenciadores (enhancers) ayudan a controlar esa actividad. Un gen puede estar regido por varios de ellos, que modifican los efectos de este en distintos órganos o tejidos. La desaparición en nuestro linaje de los interruptores presentes en otros animales podría haber propiciado rasgos exclusivos del género humano.

Cómo afectan los potenciadores a las células





Un gen puede estar controlado por tres potenciadores y permanecer activo de diversos modos en una célula renal a y en una célula cutánea b . La célula renal no produce cierto factor de transcripción, una molécula necesaria para activar los potenciadores y usar una enzima importante, la ARN polimerasa (amarillo), que lee la secuencia genética. En cambio, la célula cutánea sí produce dicho factor (rosa), que se une al potenciador del mismo color. Ello activa el gen, que produce una molécula de ARNm (rojo), que a su vez transmitirá las instrucciones del gen a la maquinaria celular. a Célula renal 

b Célula cutánea 

ADN

Potenciador activo

Potenciador inactivo

Potenciador inactivo Gen inactivo

ARN polimerasa Potenciador inactivo

Factor de transcripción Gen activo ARNm

Cuando los potenciadores se pierden





Sin el potenciador rosa, el gen de la célula renal c sigue permaneciendo inactivo. Pero en la célula cutánea d , el gen antes activo permanece ahora en silencio y no envía instrucciones a la célula. (En otros tipos de células, la actividad regida por los otros dos potenciadores continuaría.) c Célula renal 

d Célula cutánea 

Potenciador ausente

Gen inactivo

Gen inactivo

JEN CHRISTIANSEN

Interruptores perdidos

Los segmentos de ADN que no codifican proteínas albergan elementos como los interruptores. Estos se han comparado entre el ser humano, el chimpancé, el macaco y el ratón para identificar aquellos que habrían desaparecido cuando surgió nuestra especie. Algunos elementos (triángulos) están presentes en todos, un indicio revelador de su importancia para todos los mamíferos. Otros (círculos) se conservan en los primates pero no en los ratones, de lo que se deduce que eran relevantes para los primeros. Otros (rectángulos) muestran en los humanos cambios singulares que tal vez fueron determinantes para nuestra evolución. Por último, otros (pentágonos) se hallan en los ratones, los chimpancés y los macacos, pero no en los humanos. Esas regiones perdidas pudieron contribuir a los rasgos que nos hacen diferentes.

Potenciador ausente

Elemento conservado en los mamíferos

Elemento conservado en los primates

Cambio de secuencia específico en humanos

Eliminación en humanos del elemento conservado

Humano Gen

Chimpancé

Macaco

Ratón

Nuestra historia evolutiva  79

3

1

4

PRUEBAS EN RATONES: Para ver qué hace un interruptor génico, se inyecta ADN a una serie de embriones de ratón que tiñe de azul las células donde el interruptor permanece «encendido». El color azul revela los puntos donde se desarrollan los bigotes sensoriales y los folículos pilosos (1), y las células que forman el pene o el clítoris y las glándulas mamarias (2). Otras técnicas han revelado que ese interruptor está muy próximo a un gen que permite a las células responder a las hormonas sexuales, como la testosterona (3); en los ratones macho adultos el interruptor es sumamente activo en las células que originan las espinas del pene (4).

Y son idénticos en un 96 por ciento en la fracción mucho mayor que no alberga tales genes codificadores de las proteínas. HURGANDO EN LA BASURA

A nosotros nos interesaba esa fracción mucho más extensa. Aunque en el pasado fue bautizada como ADN «basura», hoy sabemos que se halla atiborrada de interruptores que activan y desactivan genes. Su cometido resulta crucial. Si bien la práctica totalidad de las células del cuerpo humano contienen a grandes rasgos los mismos 20.000 genes, no todos están activados en todas partes o en todo momento. Crear el cerebro solo exige ciertos genes, en tanto que el esqueleto o el cabello requieren otros. Puesto que los chimpancés y los humanos, pese a sus diferencias, poseen la misma estructura corporal básica, no es sorprendente que las respectivas regiones genómicas plagadas de interruptores presenten muchísimas similitudes. Pero eran precisamente las diferencias las que nos importaban. En concreto, queríamos dar con secuencias que hubieran permanecido conservadas a lo largo de la evolución en numerosas especies (un indicador de su relevancia), pero que, en cambio, ya no estuvieran presentes en los humanos. Con ese propósito, nuestros colaboradores expertos en genómica computacional compararon primero el genoma del chimpancé, el macaco y el ratón. Lograron así localizar con precisión cientos de fragmentos de ADN que permanecían casi intactos en los tres. El paso siguiente consistió en examinar minuciosamente la lista para hallar fragmentos ausentes en el genoma humano y que, por tanto, se hubieran perdido en algún momento posterior a nuestra separación del linaje de los chimpancés. Hallamos más de 500.

80  TEMAS 92

INACTIVADORES MASCULINOS

Los resultados fueron fascinantes. Parecían indicar que existía realmente un interruptor activador del receptor de los andrógenos, uno que la especie humana había desechado. En los embriones de ratón, el tubérculo genital (que origina el clítoris y el pene) se tiñó de azul, como las incipientes glándulas mamarias y los puntos de la cara del ratón donde brotan las cerdas sensoriales o vibrisas del hocico. Se sabe que todos esos tejidos que fabrican el receptor de los andrógenos responden a la testosterona. Al observar con mayor atención, vi que la tinción en los genitales embrionarios radicaba en puntos donde posteriormente acabarían brotando pequeñas pero duras espinas proteicas en el pene del roedor. Es evidente que ni los bigotes ni los penes con espinas son atributos humanos, pero sí son propios de muchos otros mamíferos, como los ratones, los simios inferiores y los chimpancés. También es sabido que la pérdida de la testosterona comporta bigotes más cortos en los roedores machos, así como la ausencia de espinas peneanas en los roedores y los primates. Las espinas y los bigotes podrían haber desaparecido de modo similar si un interruptor esencial del ADN se hubiera perdido y el receptor de los andrógenos hubiera dejado de formarse en las células de esos tejidos. Mientras proseguía con mis experimentos, otros andaban atareados con el efecto de otras eliminaciones, con resultados igualmente intrigantes. El entonces estudiante graduado Alex Pollen descubrió así que cierto fragmento de ADN activaba un gen neural próximo a él, lo que sucedía en puntos concretos del cerebro en desarrollo. Tal gen interviene en un proceso clave, al colaborar en la destrucción de las neuronas que se producen en exceso durante el desarrollo embrionario. Ello suscita una idea seductora: dado que el cerebro humano es mucho mayor que el del chimpancé (1400 frente a 400 centímetros cúbicos), ¿habría contribuido la pérdida de ese interruptor a una aceleración evolutiva que propició el crecimiento del órgano?

CORTESÍA DE PHILIP L. RENO

2

¿Cuáles convenía estudiar? Puesto que queríamos hallar interruptores que pudieran alterar el desarrollo de los mamíferos, fijamos nuestra atención en eliminaciones cercanas a genes que desempeñan funciones conocidas en dicho proceso. Uno de mis colaboradores eligió una eliminación próxima a un gen que regula la formación de las neuronas; otro, una aledaña a un gen implicado en la formación del esqueleto. Por el interés que había despertado en mí la evolución de las diferencias entre la anatomía masculina y femenina, me sentí intrigado por una eliminación cercana al gen del receptor de los andrógenos. Los andrógenos, como la testosterona, son hormonas imprescindibles para el desarrollo de los rasgos masculinos. Sintetizados en los testículos, circulan por la sangre, y como respuesta a su estímulo, las células que fabrican los receptores androgénicos siguen pautas de desarrollo masculinas: la formación del pene en lugar del clítoris, y, en momentos posteriores de la vida, el brote de la barba y el ensanchamiento de la laringe que dota de una voz más grave. Antes que nada, necesitábamos saber si esos fragmentos de ADN contenían realmente interruptores. Para averiguarlo, los extrajimos del genoma del chimpancé y del ratón y los fijamos a un gen que tiñe de azul las células, pero solo si el gen está activado. Inyectamos esa combinación de ADN en óvulos fecundados de ratón para ver si los embriones emitían luz azul al crecer (lo que revelaría la presencia del interruptor funcional en el segmento de ADN) y, en tal caso, en qué parte lo hacían.

Vahan B. Indjeian, entonces posdoctorado del laboratorio, halló de forma similar que el interruptor que investigaba activaba un gen implicado en el crecimiento del esqueleto; determinaba el desarrollo de las extremidades posteriores, en concreto, de los dedos del pie. Del segundo al quinto de esos dedos son más cortos en los humanos que en los simios superiores y los ratones, unas alteraciones que facilitan la marcha bípeda. Es fácil ver de qué modo los interruptores del cerebro y del tejido óseo encajan en el modelo evolutivo humano. La pérdida de ambos parece vinculada con los rasgos distintivos de nuestra especie: el gran cerebro y el bipedismo. La pérdida de los bigotes sensoriales es fácil de justificar, porque dejamos de andar buscando presas u otro sustento con el hocico en la oscuridad nocturna y pasamos a usar las manos a plena luz del día. A pesar de su escasa importancia, empero, no está claro cómo nos desprendimos de ellos. RELACIONES SENSIBLES

El argumento que se esconde tras las espinas peneanas no es tan evidente, pero tal vez sí sea más trascendente y también encaja a la perfección en la historia adaptativa de nuestra especie. La pérdida de las espinas, creemos, es uno de toda una serie de cambios que tuvo efectos trascendentales para nuestra evolución. En conjunto, esos cambios alteraron el modo en que copulamos, el aspecto físico del hombre y de la mujer, nuestras relaciones mutuas y el modo en que cuidamos a la descendencia. Compuestas de queratina, la misma sustancia de las uñas, esas espinas son comunes en numerosos mamíferos, entre ellos los primates, los roedores, los felinos, los murciélagos y las zarigüeyas, donde adquieren formas que van desde sencillos conos microscópicos hasta grandes espinas barbadas y erizadas. Cumplen funciones diversas según la especie: aumentar la excitación, estimular la ovulación, extraer el esperma inseminado por otros machos o irritar el epitelio vaginal para refrenar el interés de la hembra por aparearse con otros. La duración de la cópula en los primates provistos de penes espinosos es notablemente corta: menos de 10 segundos en el chimpancé, por regla general. Y antiguos experimentos indican que la extirpación de las espinas alarga la cópula hasta en dos tercios. A raíz de esas observaciones, cabe suponer que su pérdida debió ser uno de los cambios que contribuyeron a prolongar el acto sexual en la especie humana, haciéndolo más íntimo, en contraste con el de nuestros predecesores armados de espinas. Y eso, aparte de sonar placentero, bien pudo servir a nuestra especie desde el punto de vista evolutivo. Nuestra estrategia reproductora se aparta de la de las especies de simios superiores, en las que impera una feroz competencia entre los machos. En el chimpancé y el bonobo, los contendientes compiten por aparearse con cuantas hembras fértiles sea posible. Producen copiosos volúmenes de esperma, no en vano sus testículos son tres veces más grandes que los nuestros, su pene está dotado de espinas y, al igual que los demás machos de los simios superiores e inferiores, esgrimen temibles colmillos como elemento disuasorio para los rivales. Delegan por entero la crianza de la descendencia en la hembra. Por eso, la culminación del apareamiento supone una labor considerable para ella (gestar, amamantar y criar a cada retoño hasta su emancipación), que no procreará de nuevo hasta que el destete concluya. Los humanos somos distintos. Trabamos lazos de pareja bastante duraderos. Los varones solemos colaborar en la crianza de los hijos, lo cual posibilita el destete en fecha más temprana y el incremento de la tasa reproductiva. La competencia entre los

machos no es tan enconada. Suponemos que la pérdida de las espinas peneanas corrió en paralelo a la de otros rasgos vinculados con la competencia feroz (como los peligrosos caninos) y la adquisición de otros nuevos que fomentan la vinculación afectiva y la cooperación. El bipedismo, como propuso Lovejoy, pudo ser uno de ellos. La ayuda masculina probablemente adoptó en sus inicios la forma de recolección de alimentos ricos en grasas y proteínas, como larvas, insectos y pequeños vertebrados, que exigían una búsqueda y un porteo considerables. Los machos se vieron obligados a caminar lejos con las manos desocupadas para llevarlos consigo, lo que probablemente confirió la ventaja selectiva inicial para caminar erectos. PÉRDIDA DE GENES Y ADQUISICIÓN DE RASGOS

Pero no acaba ahí. La cooperación y el aprovisionamiento también debieron permitir a los padres criar a su frágil descendencia durante más tiempo y prolongar así el período juvenil tras el destete. Esto debió de brindar más tiempo para el aprendizaje y, por tanto, potenciar la utilidad de un cerebro grande y ágil; tal vez sentó las bases para su evolución. En ese sentido, las historias de las tres eliminaciones de ADN se hallan íntimamente imbricadas. Cuando llegué al laboratorio de Kingsley, no imaginé el giro que tomaría mi trabajo ni que me vería devorando textos de los años cuarenta sobre la anatomía de los genitales de los mamíferos. Mi laboratorio prosigue la investigación con este y otros cambios genéticos y ambientales de consecuencias trascendentales, como el refinamiento evolutivo de los pequeños huesos de la muñeca humana que facilitó la fabricación de herramientas. Es mucho lo que nunca lograremos saber acerca de toda esta remota historia, no importa lo agudos que seamos para descubrirlo. Pero, aunque no podamos estar seguros del porqué de un cambio evolutivo, con las herramientas de la moderna biología molecular sí es posible abordar el cómo, una incógnita fundamental y fascinante por sí misma. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, abril de 2018

EL AUTOR

Philip L. Reno es profesor de ciencias biomédicas en el Colegio de Medicina Osteopática de Filadelfia. PARA SABER MÁS

Reexamining human origins in light of Ardipithecus ramidus. C. Owen Lovejoy en Science, vol. 326, págs. 74-74e8, 2 de octubre de 2009. Human-specific loss of regulatory DNA and the evolution of human-specific traits. Cory Y. McLean et al. en Nature, vol. 471, págs. 216-219, 11 de marzo de 2011. A penile spine/vibrissa enhancer sequence is missing in modern and extinct humans but is retained in multiple primates with penile spines and sensory vibrissae. Philip L. Reno et al. en PLOS ONE, vol. 8, n.o 12, art. e84258, 19 de diciembre de 2013. Genetic and developmental basis for parallel evolution and its significance for hominoid evolution. Philip L. Reno en Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews, vol. 23, n.o 5, págs. 188-200, septiembre/octubre de 2014. Evolving new skeletal traits by cis-regulatory changes in bone morphogenetic proteins. Vahan B. Indjeian et al. en Cell, vol. 164, n.o 1-2, págs. 45-56, 14 de enero de 2016. EN NUESTRO ARCHIVO

¿Qué nos hace humanos? Katherine S. Pollard en IyC, julio de 2009.

Nuestra historia evolutiva  81

LARGO CAMINO HACIA AMA DABLAM, en el Himalaya nepalí. Los habitantes de la región soportan la escasez de oxígeno y las bajas temperaturas propias de las altitudes elevadas, un ejemplo de la adaptación humana a ambientes extremos.

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A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

Genes humanos para ambientes extremos El genoma de las poblaciones adaptadas a vivir en las zonas más inhóspitas de la Tierra puede encerrar información valiosa sobre nuestra evolución y sobre posibles tratamientos médicos Matteo Fumagalli y Luca Pagani

T

al vez por un exceso de autoconfianza o por una pizca de arrogancia, a menudo damos por sentado que la humanidad ha dejado de evolucionar. ¿Es realmente así? Obviamente, debido al largo tiempo que necesita la evolución y a la imposibilidad de predecir el futuro, no es posible confirmarlo. Sin embargo, la observación de los diversos grupos humanos contemporáneos parece indicar que, al igual que ocurre en otras formas de vida, la evolución biológica no es un «avanzar hacia», sino la propia esencia de la existencia.

Nuestra historia evolutiva  83

Otra cuestión son las variaciones que podrían desencadenar las modificaciones ambientales globales, como el cambio climático, por no mencionar el entorno específico del ser humano, constantemente en cambio a causa de las nuevas conquistas tecnológicas y digitales. Puede que tales factores influyan también en nuestra evolución futura; sin embargo, aún es pronto para decir a qué funciones biológicas afectarán. Aquí abordaremos algunos casos de estudio cruciales en la evolución de nuestra especie: la respuesta genética a la presión selectiva de patógenos y la adaptación humana a las condiciones atmosféricas, a dietas muy ricas en grasa y a la hipoxia (la menor disponibilidad de oxígeno a grandes altitudes). Como se verá, además de un valor evolutivo, estos ejemplos tienen implicaciones no solo para la salud de las poblaciones analizadas, sino también por las posibles aplicaciones prácticas que podrían derivarse de estas conquistas biológicas. ADAPTACIONES EXTREMAS

La cuna de nuestra especie es el África subsahariana, donde han salido a la luz los restos más antiguos de los seres humanos. El fósil más remoto de Homo sapiens, datado en hace unos 195.000 años, fue descubierto en Etiopía. Desde las primeras migraciones de África a Eurasia hasta la colonización de la mayor parte de las tierras emergidas, nuestros antepasados tuvieron que hacer frente a ambientes nuevos. La exposición a las nuevas condiciones impuso una fuerte presión selectiva y dio lugar a una importante reorganización de las características genéticas de las poblaciones. Desde el centro hasta el norte de África y hasta Europa, los climas más fríos del norte y la menor incidencia de la luz solar indujeron cambios genéticos profundos en la pigmentación. Las poblaciones europeas presentan mutaciones frecuentes en genes clave, como SLC45A2, OCA2 y TYR, cuyo efecto es reducir la producción de melanina, debido a la menor exposición a la luz ultravioleta, como demostraron Joseph Pickrell, ahora en la Universidad de Columbia, y sus colaboradores en la revista Genome Research en 2009. Mientras que una pigmentación oscura protege contra los efectos dañinos de la luz solar y reduce el riesgo de cáncer de piel, una pigmentación clara parece asociarse a una mayor síntesis de vitamina D, que precisamente se obtiene, en gran parte, de la exposición a los rayos ultravioleta. La evolución humana no se ha basado solo en los cambios geográficos, sino también en los sociales, en el mantenimiento de grupos extensos de individuos conectados entre sí, y en su sustento, es decir, la disponibilidad de nuevas fuentes de alimento. En este contexto, el ejemplo más espectacular de adaptación genética a los avances culturales, en este caso la ganadería, es la persistencia de la enzima lactasa. Como describió en 2013 Pascale Gerbault, del Colegio Universitario de Londres, en la revista Human Heredity, una mutación que regula el gen LCT,

EN SÍNTESIS

Nuestra especie surgió en África hace unos 200.000 años y desde entonces ha colonizado la Tierra en ambientes distintos del lugar de origen, algunos incluso extremadamente inhóspitos.

84  TEMAS 92

Los humanos se adaptaron a condiciones de escasez de oxígeno, a temperaturas muy cálidas o muy frías, y también a cambios profundos en la alimentación.

Estas adaptaciones han dejado huella en el genoma, es decir, variaciones genéticas que hoy están siendo identificadas por los científicos. Las variaciones asociadas a ambientes extremos arrojan luz sobre la historia evolutiva de nuestra especie.

Este conocimiento podría contribuir también al desarrollo de tratamientos contra algunas enfermedades, especialmente las causadas por el estilo de vida.

PÁGINAS ANTERIORES: ISTOCK/YAI112

La teoría de la evolución, como la describió Charles Darwin y más tarde refinaron otros científicos, se basa en la idea de que las mutaciones en el ADN de un organismo surgen principalmente al azar. Con el tiempo, estas mutaciones desaparecerán o aumentarán su frecuencia en una población dependiendo de su efecto sobre el portador. La selección natural actúa de hecho sobre las variantes genéticas que, expuestas a ambientes diferentes, proporcionan una ventaja reproductiva a los individuos que las llevan. A su vez, esta ventaja contribuye a la propagación de estas mismas variantes, ya que garantizan una mejor adaptación de la descendencia a un nuevo ambiente. Pero también hay un lado negativo. Si una especie no está expuesta a cambios ambientales, este empuje adaptativo resulta menos preponderante y, debido a ello, la reserva genética de la especie alcanza una suerte de «equilibrio evolutivo». Nuestra especie, Homo sapiens, además de este posible equilibrio evolutivo, cuenta con la cultura como fuerza estabilizadora adicional de su patrimonio genético. Pensemos en la capacidad de producir energía mediante la combustión, en la ropa, en las vacunas, en los antibióticos o en la agricultura y la ganadería como conquistas que mejoran la calidad de vida y la supervivencia de una comunidad; o incluso en las gafas o en las prótesis como instrumentos que pueden aumentar enormemente la probabilidad de supervivencia de los individuos que, sin ellos, se encontrarían desfavorecidos. Sin embargo, durante los últimos 10.000 años (un tiempo escaso, en términos evolutivos), la humanidad ha debido hacer frente a condiciones ambientales que no se podían neutralizar o mitigar con soluciones tecnológicas. En particular, la menor disponibilidad de oxígeno en altitudes elevadas o las temperaturas extremas, muy altas o muy bajas, son algunas de las limitaciones del entorno que hasta ahora no se han podido remediar mediante respuestas culturales, salvo por períodos cortos. No sorprende, pues, que precisamente estos estímulos sean responsables de una buena parte de la evolución reciente de nuestra especie. No es necesario llegar a lugares exóticos para hallar ambientes extremos. A partir de la revolución industrial, a finales del siglo xviii, la población mundial comenzó a vivir cada vez más en áreas urbanas y metropolitanas. Hoy en día, más de la mitad de los 7400 millones de habitantes de la Tierra viven en ciudades. Aunque la urbanización ha mejorado el bienestar de la humanidad, también ha introducido nuevos retos. Destacan los relacionados con el sistema inmunitario, por la alta concentración de patógenos asociada a la superpoblación, y con la regulación del metabolismo, por la introducción de nutrientes cada vez más elaborados. Es razonable suponer que el sistema inmunitario y el metabolismo se hallan hoy sometidos a presiones evolutivas y que la humanidad del futuro llevará señales de estos importantes cambios.

ASÍ FUNCIONA

Las señales genéticas de la selección natural

DANILO SOSSI, SEGÚN LOS AUTORES

INFERENCIA GENÉTICA

TIEMPO (GENERACIONES)

Las mutaciones genéticas neutras (círculos verdes, derecha) no confieren características fenotípicas particulares (izquierda). De promedio, todas las personas tenemos un número elevado de este tipo de mutaciones que nos hacen semejantes unas a otras pero, al mismo tiempo, genéticamente diferentes. Cuando un individuo (lila, izquierda) adquiere una nueva mutación adaptativa (círculo lila, derecha), esta modifica su fenotipo y aumenta su aptitud biológica, o éxito reproductor. Por consiguiente, después de un cierto número de generaciones, aumenta la frecuencia de esta mutación en la población, y también del entorno genético de la mutación (barras lilas). Las regiones genéticas sometidas a selección son, por lo tanto, más homogéneas que las neutras, ya que derivan de un antepasado común: el primer portador de la mutación adaptativa. Al comparar el grado de homogeneidad de las diversas regiones en el genoma de las poblaciones actuales es posible dar un salto atrás en el tiempo e inferir qué zonas han sido sometidas a la selección natural.

que codifica la lactasa, hace posible la digestión de la lactosa (una de las principales fuentes de energía de la leche), incluso durante la edad adulta. Tal mutación es muy frecuente en las poblaciones de Europa y Oriente Medio, pero casi no existe en otros lugares. La capacidad de metabolizar la lactosa no solo en la infancia, sino también en la edad adulta, confiere una ventaja a las poblaciones cuya dieta se basa en la leche y los productos lácteos. La presencia reciente de la mutación en Europa fue confirmada en 2015 con estudios de ADN antiguo publicados en Nature por Iain Mathieson, de la Escuela de Medicina de Harvard. Si el entorno es uno de los factores que determinan el éxito evolutivo de una mutación, es lógico pensar que los ambientes extremos tengan una mayor eficiencia en la selección de mutaciones adaptativas. Sin duda, un ambiente donde abunden los patógenos se considera extremo desde el punto de vista de la supervivencia. A pesar de los avances de la medicina, la presión ejercida por las enfermedades infecciosas sigue siendo aún muy alta; basta pensar en las recientes epidemias de ébola y zika, o en la pandemia actual del VIH, que han causado un gran impacto demográfico en las poblaciones afectadas.

Entre estas enfermedades, la malaria aqueja por lo menos a 500 millones de personas, principalmente niños. El principal parásito responsable de la infección, Plasmodium falciparum, puede evolucionar con rapidez para contrarrestar la acción de los fármacos y, en el ser humano, ha generado como mínimo una adaptación conocida en una variante del gen de la hemoglobina B, llamado HBB. Entre los grupos humanos contemporáneos, las poblaciones próximas al círculo polar ártico, como los inuit, son de las más expuestas a las condiciones ambientales más extremas­e inusuales para una especie de origen africano como la nuestra. En particular, el frío intenso de aquellas regiones, aunque parcialmente mitigado con el uso del fuego y de ropa aislante, provoca un mayor gasto de energía para mantener la temperatura corporal a niveles fisiológicos. Por esta razón, además de la imposibilidad objetiva de encontrar fuentes alternativas de alimento, la dieta ártica tradicional se caracteriza por una gran cantidad de carne y, especialmente, de grasas de origen animal. Durante años, la dieta ártica ha sido objeto de investigación porque, a pesar de la alta concentración de lípidos que esta

Nuestra historia evolutiva  85

D E L O S A N D E S A L S U D E S T E A S I ÁT I C O

Un mundo de adaptaciones La conquista de las zonas más remotas de la Tierra, que se caracterizan por condiciones ambientales muy diferentes y a menudo inhóspitas, ha dejado huellas en el genoma de nuestros antepasados. Hoy las comenzamos a reconocer y catalogar, como se muestra en el mapa (genes implicados en cursiva). Las adapta-

Región FADS

Región FADS

Tolerancia a la lactosa

SLC24A5, MATP, TYR

Resistencia a la malaria Resistencia al cólera

Altitud elevada Pigmentación clara de la piel

CPT1A, LRP5, THADA, PRKG1

EGLN1 EPAS1

DOCK3, CISH, STAT5, HESX1, POU1F1

Ambiente abundante en arsénico Clima frío

MCM6

Varios canales de potasio y genes del sistema inmunitario innato

VAV3, ARNT2, THRB

EGLN1

G6PD, HBB, (HbS), (HbC), GPY A

AS3MT

MCM6 Varios

GYPS

HBB (HbE) Desconocidos

HBB (HbE)

Estatura baja

contiene, los inuit no muestran una incidencia elevada de enfermedades cardiovasculares, como ocurre en otras poblaciones, entre ellas la europea. Esta observación puede explicarse porque la dieta ártica es rica en ácidos grasos poliinsaturados de tipo omega-3, procedentes principalmente de aceites marinos, a diferencia de los ácidos grasos más comunes (para nosotros) de tipo omega-6 que se ingieren con la carne de mamíferos terrestres. Por tanto, se planteó la hipótesis de que una dieta más rica en ácidos grasos poliinsaturados de tipo omega-3 sería un factor protector contra las enfermedades cardiovasculares. De hecho, en casi todas partes están ya a la venta productos o complementos alimentarios que los incluyen. Sin embargo, el análisis del genoma de los inuit, publicado en 2015 en Science por uno de nosotros (Fumagalli) y sus colaboradores, y el de los nativos de Siberia, publicado en 2014 por Florian J. Clemente, de la Universidad de Cambridge, en American Journal of Human Genetics, demostraron que estas poblaciones presentan mutaciones casi exclusivas en genes que regulan la ingesta de ácidos grasos poliinsaturados. Dichas mutaciones se habrían seleccionado porque favorecían el equilibrio lipídico de la dieta ártica.

86  TEMAS 92

Tal adaptación tiene un paralelismo interesante en otra población que ha colonizado el ambiente ártico: los osos polares. Esta especie se adaptó a vivir a bajas temperaturas y a una dieta aparentemente poco saludable. Debido a que comen principalmente focas, más de la mitad del peso de un oso polar se compone de grasa. Por tanto, los osos polares presentan, de manera crónica, valores absolutos del llamado colesterol «malo» más altos que los que tolera nuestro organismo. ¿Cómo se liberan los osos de todo ese colesterol? En un análisis de cerca de 100 genomas de osos polares y de osos pardos publicado en 2014 en Cell, Shiping Liu, del Instituto de Genómica de Pekín, y sus colaboradores identificaron un conjunto de mutaciones exclusivas de los osos polares en varios genes fundamentales para el metabolismo, especialmente el APOB, responsable de la eliminación del exceso de colesterol en los humanos. La adaptación de especies distintas a la nuestra a una dieta extrema puede hacernos comprender mejor cómo funciona la fisiología humana. La hipoxia, la menor disponibilidad de oxígeno en altitudes elevadas, supone también una fuerte presión ambiental. Sabemos que hay por lo menos cuatro grandes poblaciones humanas que viven desde hace miles de años a más de 2000 metros sobre

DANILO SOSSI; FUENTE DE LOS DATOS: «STRENGTH IN SMALL NUMBERS», POR SARAH TISHKOFF EN SCIENCE, VOL. 349, N. O 6254, 17 DE SEPTIEMBRE DE 2015

Dieta marina

ciones no solo están relacionadas con temperaturas muy cálidas o muy frías ni con las condiciones de hipoxia a grandes altitudes, ambas descritas en este artículo, sino también con la convivencia con patógenos, como los causantes de la malaria y el cólera, o incluso con altas concentraciones de arsénico en el agua.

ISTOCK/BARTOSZ HADYNYAH

el nivel del mar: los habitantes del macizo etíope, los del Cáucaso, algunas poblaciones del Himalaya, especialmente los sherpas, y algunos pueblos andinos. Debido a la presión atmosférica reducida a esas altitudes, el aire que entra en los pulmones con cada inspiración contiene menos oxígeno. Es decir, aunque las proporciones relativas de nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono se asemejan a las existentes a nivel del mar, la cantidad total de moléculas disponibles en cada inhalación se reduce a medida que aumenta la altitud. Nuestro organismo, que evolucionó cerca del nivel del mar, se enfrenta así a una menor disponibilidad de oxígeno, elemento esencial para la vida celular. La consecuencia inmediata es un aumento de la frecuencia respiratoria y, en unos pocos días, la activación de una cascada fisiológica, llamada aclimatación, que modifica la composición de la sangre con el fin de optimizar la absorción del poco oxígeno disponible. La aclimatación es una solución compleja y eficaz que evita la muerte de las células del orgaPAISAJE ANDINO: Mujer indígena en el municipio de Chinchero, en los Andes de Perú, a casi 3800 nismo por hipoxia. Sin embargo, metros sobre el nivel del mar. También en esta región la hipoxia ha desempeñado un papel en la la continuación del estímulo hiselección y adaptación de los individuos que han alcanzado altitudes tan elevadas. póxico implica a medio plazo un deterioro de la calidad de vida y del rendimiento físico comúnmente llamado mal de altura, que de cientos de individuos. De estos estudios se ha concluido que no puede ser mitigado por adaptaciones culturales, a menos que todas las poblaciones examinadas han desarrollado mecanismos se disponga de bombonas de oxígeno o de cámaras hiperbáricas. genéticos de adaptación. Tanto la aclimatación como el mal de altura pueden detectarse Llama la atención que las variantes genéticas seleccionadas mediante indicadores fisiológicos como la concentración de en las diferentes poblaciones sean independientes. Este fenóhemoglobina en la sangre. En muchas de estas poblaciones meno hace pensar que las variantes no estaban presentes en de montaña los indicadores son anómalos porque, en algunos los antepasados comunes a todos estos individuos, sino que la casos, sus niveles de hemoglobina no son más altos que los de selección actuó sobre mutaciones nuevas. No obstante, la inveslas poblaciones de tierras bajas. Parece como si no se hubieran tigación de los últimos años ha revelado que la selección natural aclimatado. ha favorecido modificaciones en los mismos componentes de Se pensó que, dada la larga exposición a un estímulo ambien- la compleja maquinaria de respuesta a la hipoxia. Esta reprotal tan fuerte y teniendo en cuenta los efectos secundarios de ducibilidad de la señal genética observada en poblaciones de la aclimatación, estas poblaciones podrían haber desarrollado distintas partes del planeta permite albergar cierto optimismo un mecanismo genético de adaptación, es decir, no basado en en cuanto a la fiabilidad de los resultados. una simple plasticidad fisiológica. Dada la complejidad del meDos genes en particular, EGLN1 y EPAS1, son objeto de concanismo de respuesta a la hipoxia, no entraremos en detalles sideración al ser los protagonistas de la mayoría de los estudios. de la maquinaria genética que interviene. Pero podemos pensar Versiones mutadas del primero se hallaron en poblaciones tibeen dos formas básicas para superar el problema de la falta de tanas, sherpas, caucásicas y andinas. Se cree que contribuyen oxígeno: aumentar la eficiencia del transporte de esta molécula a neutralizar el aumento de la concentración de hemoglobina en la sangre o la eficiencia del metabolismo aeróbico celular, que de la sangre debido a la aclimatación. Una cantidad excesiva de consume oxígeno. Ambas hipótesis se han utilizado en estudios esta proteína aumenta la viscosidad de la sangre, con el consigenéticos cada vez más avanzados en estas poblaciones. Se partió guiente riesgo de problemas circulatorios. Si bien es apropiado de una lista de genes candidatos que, por su función conocida, mantener bajo control la hemoglobina, también es cierto que podrían intervenir en alguno de los dos supuestos mecanismos, una alta concentración de esta proteína ayuda a contrarrestar y se ha terminado en los últimos años por analizar el genoma la menor disponibilidad de oxígeno. Por este motivo, nuevos

Nuestra historia evolutiva  87

estudios tratan de aclarar qué otro mecanismo de adaptación puede equilibrar el efecto del gen EGLN1 mutado. La historia de EPAS1 despierta aún mayor interés. En un estudio publicado en 2014 en Nature, Emilia Huerta Sánchez, por entonces en la Universidad de California en Berkeley, y sus colaboradores descubrieron que los tibetanos y los sherpas nepalíes han desarrollado una versión local de este gen, que, con el gen EGLN1, interviene en la regulación la cantidad de hemoglobina en la sangre. Lo más extraordinario es que las mutaciones detectadas en la versión himalaya de este gen probablemente no sean de Homo sapiens. Tales variantes se han encontrado solo en el Himalaya y en el único genoma disponible del hombre de Denisova, una especie extinguida de homínido cuyas huellas más recientes datan de hace 41.000 años. Se conocen episodios de hibridación entre humanos y denisovianos y, hoy por hoy. se piensa que la copia EPAS1 que permitió a la población del Himalaya adaptarse a ambientes de gran altura fue heredada por sus antepasados después de una hibridación con esta población de homínidos. SALUD Y MEDICINA EVOLUTIVA

En este breve viaje desde el centro de África hasta el continente europeo y las estepas árticas para terminar en las cimas del Himalaya hemos visto que, a pesar de las soluciones tecnológicas desarrolladas por nuestra especie para mitigar muchas presiones de selección, algunos entornos extremos plantean retos adaptativos aún sin resolver. Además, el propio desarrollo de la sociedad humana crea nuevos ambientes y, potencialmente, nuevas presiones selectivas. El poder de ese tipo de estudios, sin embargo, no solo se debe a la fascinación que nos despierta el conocimiento de nuestra historia evolutiva. Identificar el trabajo de la selección natural nos ofrece también una herramienta eficaz para comprender qué componentes de nuestro mecanismo molecular resultan esenciales y cuáles pueden sufrir cambios compatibles con la N U E VA S P R E S I O N E S

Los retos del ambiente posindustrial La mayor disponibilidad de alimentos y la menor presencia de patógenos son dos características de los entornos urbanos muy poblados y constituyen dos «microambientes extremos» que introducen nuevos retos metabólicos e inmunitarios. Sin embargo, la alta concentración de personas, asociada a los recientes avances en la movilidad global (aviones, trenes de alta velocidad, etcétera) nos exponen a un nuevo desafío evolutivo: las pandemias. No es casual que en los últimos años estas macroepidemias se sucedan a un ritmo cada vez más rápido (basta pensar en el SARS, la gripe porcina y, más recientemente, el ébola y la fiebre del Zika). Estos episodios demuestran que los virus con un alto potencial destructivo pueden beneficiarse precisamente de los últimos logros técnicos para aumentar su radio de acción y alcanzar nuevos ambientes en los que proliferar. Dada la rapidez de acción y la letalidad potencial de futuras pandemias, confiamos en que nuestras respuestas tecnológica y evolutiva no se hagan esperar.

88  TEMAS 92

vida. Estos últimos podrían ser utilizados para aliviar o curar enfermedades en las que intervienen los mismos mecanismos moleculares que en los fenómenos adaptativos estudiados. Por ejemplo, nuestro organismo no está expuesto a hipoxia solo a grandes altitudes. Tanto durante la gestación como tras la interrupción del flujo sanguíneo causada por un infarto o por isquemia de los tejidos, particularmente los del cerebro, se produce una falta de oxígeno. El conocimiento de cómo las poblaciones que viven en cotas muy elevadas pueden sobrevivir con una deficiencia de oxígeno semejante puede ayudar a desarrollar un tratamiento específico. También los tejidos cancerosos están expuestos a hipoxia. En las primeras etapas, el tumor no es más que un amasijo de células escasamente vascularizado que, por tanto, dispone de poco oxígeno, necesario para proliferar. Desgraciadamente para el organismo, las células cancerosas desarrollan mutaciones y recombinaciones que pueden revascularizar la zona y llevar nutrientes a las células. Una vez más, entender el mecanismo de la vascularización vinculada a la hipoxia podría abrir nuevas vías en la lucha contra el cáncer. Nuestra herencia evolutiva, sin embargo, no solo proporciona ventajas. Desde una perspectiva biomédica, el mantenimiento de mutaciones portadoras de algunas enfermedades comunes en las poblaciones modernas podría atribuirse a episodios pasados de adaptación a ambientes extremos que hoy en día ya no existen. El ejemplo más flagrante de este fenómeno está relacionado con la incidencia cada vez mayor de enfermedades autoinmunitarias en el mundo industrializado. La llamada hipótesis de la higiene, que David Strachan formuló a finales de los años ochenta del siglo xx en British Medical Journal, precisamente para explicar esta observación, afirma que la adaptación humana a un ambiente donde abundan los patógenos es hoy en día responsable de un desequilibrio en nuestro sistema inmunitario, que a su vez favorece la aparición de enfermedades inflamatorias crónicas. Varios estudios han demostrado que, paradójicamente, mutaciones que ahora se asocian a un mayor riesgo de ciertos trastornos autoinmunitarios (como la celiaquía o la enfermedad de Crohn) y alergias se presentan con mucha frecuencia en poblaciones que han sufrido un cambio drástico de presión evolutiva por parte de patógenos. Otro ejemplo de la estrecha relación entre la evolución humana, sobre todo la adaptación a ambientes extremos, y la aparición de enfermedades es la obesidad. La pandemia actual de obesidad representa una carga para la salud y la economía de los países, ya que aumenta el riesgo de padecer diabetes de tipo  2 y otros síndromes metabólicos. Obviamente, la predisposición individual a la obesidad es el resultado de varios factores, entre ellos el ambiente y el estilo de vida. Sin embargo, el patrimonio genético de un individuo puede explicar hasta el 60 por ciento del riesgo de padecerla. Si estas mutaciones son tan perjudiciales para el portador, ¿por qué son frecuentes en las poblaciones humanas y no han sido eliminadas por la selección natural? Para hallar una respuesta a este dilema, en 1962 James V. Neel, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan, formuló la hipótesis del «gen ahorrador», que publicó en la revista American Journal of Human Genetics. Según dicha hipótesis, la prevalencia de enfermedades relacionadas con la obesidad en las sociedades modernas es una consecuencia de la adaptación de nuestros antepasados a períodos continuados de carestía. Las mutaciones que favorecían un mayor aporte de energía con la misma cantidad de alimento se habrían mantenido con una frecuencia alta en la población porque resultaban favorables. Dado que las hambrunas son infrecuentes en las so-

ISTOCK/BARTOSZ HADYNIAK

HOY Y AYER: Una mujer trabaja en la región montañosa del norte de Etiopía, a más de 1500 metros sobre el nivel del mar. Nuestra especie surgió hace unos 200.000 años en una región del sur de ese país africano.

ciedades industrializadas, hoy en día estas mutaciones confieren una mayor predisposición a la obesidad. Si bien es fascinante, la teoría del gen ahorrador no ha sido del todo validada. Aunque algunos estudios han demostrado que la selección natural ha actuado en algunas mutaciones asociadas a trastornos metabólicos, otros no han conseguido repetir esas observaciones a gran escala [véase «El gen de la obesidad», por Richard J. Johnson y Peter Andrews; Investigación y Ciencia, febrero de 2016]. Por lo tanto, podemos decir que el patrimonio genético de nuestra especie es un conglomerado de adquisiciones antiguas y recientes. Esta mezcla muestra un equilibrio dinámico, ya que los nuevos microambientes creados por nuestros avances tecnológicos suponen un reto constante para el sistema inmunitario y cuestionan las estrategias de adaptación que en otro tiempo resultaron ventajosas. Así que es razonable esperar que las diversas poblaciones humanas alcancen siempre nuevos equilibrios de adaptación que, si bien no darán un aspecto nuevo a la especie humana, harán que el metabolismo y el sistema inmunitario de las futuras generaciones sean compatibles con la vida en tiempos del Antropoceno.

LOS AUTORES

Matteo Fumagalli es investigador posdoctoral en el Instituto de Genética del Colegio Universitario de Londres. Sus temas de interés son la bioinformática y la genómica evolutiva. Luca Pagani es investigador posdoctoral en el Departamento de Arqueología y Antropología de la Universidad de Cambridge. Sus estudios tratan de la antropología molecular y la genética de poblaciones. PARA SABER MÁS

Armi, acciaio e malattie. J. Diamond. Einaude, Turín, 1998. Signals of recent positive selection in a worldwide sample of human populations. J. K. Pickrell, J. K. Pritchard et al. en Genome Research, vol. 19, n.o 5, págs. 826-837, 2009. High altitude adaptation in Daghestani populations from the Caucasus. L. Pagani, Q. Ayub et al. en Human Genetics, vol. 131, n.o 3, págs. 423-433, 2012. La historia del cuerpo humano. D. E. Lieberman. Ed. Pasado y Presente, Barcelona, 2014. Greenlandic inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation. M. Fumagalli, I. Moltke et al. en Science, vol. 349, n.o 6254, págs. 1343-1347, septiembre de 2015. EN NUESTRO ARCHIVO

Genes, cultura y dieta. Olli Arjamaa y Timo Vuorisalo en IyC, junio de 2010. Genética de la evolución. Jonathan Pritchard en IyC, diciembre de 2010. El futuro de la evolución humana. John Hawks en IyC, noviembre de 2014.

Artículo publicado en Investigación y Ciencia, junio de 2017

Nuestra historia evolutiva  89

A D A P TA C I O N E S B I O L Ó G I C A S

El futuro de la evolución humana Durante los últimos 30.000 años nuestra especie ha experimentado cambios notables y rápidos, un proceso que todavía continúa

L

a especie humana es tenaz. Ningún otro ser vivo del planeta ha logrado ser amo de su destino como nosotros. Hemos conjurado infinidad de peligros por cuya causa perecimos como moscas y hemos aprendido a resguardarnos de los elementos y de los depredadores; hemos ideado curas y tratamientos para multitud de enfermedades mortales y transformado los pequeños huertos de nuestros ancestros en vastos campos agrícolas mecanizados; y hoy criamos hijos sanos como nunca antes, pese a las adversidades de siempre.

90  TEMAS 92

CHRISTIAN NORTHEAST

John Hawks

Muchas personas aducen que nuestra ventaja técnica (la capacidad para desafiar y controlar las fuerzas de la naturaleza) nos ha liberado de la selección natural y que la evolución humana ha cesado. Según este argumento, ya no existe la «supervivencia del más apto» porque todos llegamos a viejos. Esta noción desacertada no solo se halla en la mente del gran público. Investigadores como Steven Jones, del Colegio Universitario de Londres, y prestigiosos comunicadores científicos, como David Attenborough, también han declarado que la evolución humana ha llegado a su fin. Pero tal idea resulta falsa. En el pasado reciente sí hemos evolucionado, y seguiremos haciéndolo mientras vivamos. Si tomamos los más de siete millones de años que han transcurrido desde que los humanos nos separamos del último ancestro común con los chimpancés y los condensamos en un día de 24 horas, veremos que los últimos 30.000 años apenas suponen seis minutos. Pero el último capítulo de la evolución humana está repleto de andanzas: enormes migraciones a nuevos entornos, profundos cambios en la alimentación y aumento de la población mundial en más de mil veces. Todas esas personas han aportado numerosas mutaciones singulares al conjunto de la población, lo que ha imprimido un rápido impulso a la selección natural. La evolución humana no se ha detenido; si acaso, se está acelerando. UN LEGADO ANTROPOLÓGICO

Desde hace tiempo, el estudio de los restos óseos de antiguos pobladores nos indica que algunos de nuestros rasgos son recientes y aparecieron con suma rapidez. Hace unos 11.000 años, a medida que la caza y la recolección dieron paso a la agricultura y a la cocción de alimentos, la anatomía humana cambió. Los habitantes de Eurasia y del norte de África de ese tiempo poseían una dentadura un diez por ciento mayor que los de hoy en día. El consumo de alimentos cocinados, más blandos, redujo el esfuerzo de la masticación, y los dientes y la mandíbula se contrajeron paulatinamente con el paso de las generaciones. Los antropólogos conocen estos atributos desde hace decenios, pero solo en los últimos diez años se ha puesto de relieve cuán novedosos son. El estudio del genoma humano nos ha revelado los últimos objetivos de la selección. Se ha visto así que los descendientes de los agricultores tienden a producir una mayor cantidad de amilasa salival, una enzima clave para degradar el almidón de los alimentos. La mayoría de las personas poseemos varias copias del gen que codifica la amilasa, el AMY1. En cambio, los cazadores-recolectores actuales, como los datoga de Tanzania, suelen tener menos copias que los sucesores de las poblaciones agrarias, ya vivan en África, Asia o América. Ese cambio en el metabolismo del almidón desde el inicio del proceso pudo aportar una ventaja a los antiguos agricultores cuando comenzaron a ingerir granos ricos en almidón.

Otra adaptación alimentaria, la tolerancia a la lactosa, constituye uno de los ejemplos mejor estudiados de la evolución humana reciente. Casi todos nacemos con la capacidad para sintetizar la enzima lactasa, que descompone la lactosa (el azúcar de la leche) y facilita la obtención de energía a partir del líquido nutricio, algo esencial para la vida del lactante. La mayoría de las personas perdemos esa facultad en la edad adulta. Pero a lo largo de nuestro pasado evolutivo reciente, desde que comenzamos a consumir leche de animales, han aparecido como mínimo cinco mutaciones que alargan la actividad del gen de la lactasa. Tres de ellas se originaron en diferentes regiones del África subsahariana, donde el pastoreo se practica desde tiempos remotos. La cuarta resulta habitual en Arabia y parece haber surgido en las antiguas tribus de pastores de cabras y dromedarios. La quinta mutación, la mayoritaria, mantiene activado el gen de la lactasa en la edad adulta. Hoy se presenta en las poblaciones que ocupan desde Irlanda hasta India, con la frecuencia más alta en Europa septentrional. La mutación se originó en un individuo hace 7500 años (milenio arriba o abajo). En 2011 se analizó el ADN recuperado de Ötzi, el «hombre del hielo», quien quedó momificado de forma natural hace unos 5500 años en el norte de Italia. Carecía de la mutación de tolerancia a la lactosa, un indicio de que todavía no era común en esa región miles de años después de haber aparecido. Desde entonces, se ha secuenciado el ADN de esqueletos de agricultores que vivieron en Europa hace más de 5000 años. Ninguno era portador de la mutación. Pero hoy, en la misma región se cuentan por cientos de millones los que la poseen y representa más del 75 por cien-

Algunos investigadores y comunicadores científicos han proclamado que nuestra especie ya no está sometida a la selección natural y que nuestra evolución ha cesado.

92  TEMAS 92

En realidad, los humanos hemos evolucionado con rapidez y de forma notable en los últimos 30.000 años. El pelo lacio y negro, los ojos azules y la tolerancia a la lactosa son ejemplos de rasgos relativamente recientes.

Esta evolución acelerada ha sido posible por varios motivos, como la transición de las sociedades de cazadores-recolectores hacia las agrarias, que permitió un crecimiento rápido de la población. Cuanto más aumenta esta, más probable es que surjan nuevas mutaciones ventajosas.

Los humanos, sin duda, seguiremos evolucionando en el futuro. Aunque parezca que nos encaminamos hacia una mezcla cosmopolita de genes, las generaciones venideras seguramente serán un vistoso mosaico de nuestro pasado evolutivo.

JOSEPH CLARK, GETTY IMAGES

EN SÍNTESIS

NUMEROSOS RASGOS de la biología humana son relativamente nuevos. Los ojos azules, el cabello lacio, espeso y negro, la capacidad para digerir la leche en la edad adulta y ciertas mutaciones que aclaran el color de la piel han surgido en los últimos 30.000 años.

to del acervo génico. No se trata de una paradoja, sino de la progresión matemática de la selección natural. Las mutaciones nuevas sometidas a la selección crecen exponencialmente, pero deben transcurrir muchas generaciones antes de volverse frecuentes en la población. Ahora bien, una vez que lo consiguen, se diseminan con rapidez y acaban convirtiéndose en dominantes.

ANTHONY LEE, GETTY IMAGES (ojo); ANDREAS KUEHN, GETTY IMAGES (pelo); DAITOZEN, GETTY IMAGES (leche)

LA MODERNIDAD DE LAS RAZAS

Tal vez lo más extraordinario de nuestra evolución es que numerosos rasgos físicos de la anatomía humana resultan totalmente novedosos. El cabello negro, espeso y lacio de muchos orientales surgió en los últimos 30.000 años gracias a una mutación de EDAR, un gen esencial en el desarrollo inicial de la piel, el pelo, la dentadura y las uñas. La variante genética viajó con los primeros colonizadores del continente americano, cuyos pobladores de hoy comparten raíces comunes con los del oriente asiático. De hecho, la historia evolutiva de la pigmentación de la piel, el pelo y el iris es sorprendentemente reciente. En las primeras fases de la evolución humana todos nuestros antepasados tenían la piel, el cabello y los ojos oscuros. A partir de ese estado primigenio, docenas de cambios genéticos los fueron aclarando hasta cierto punto. Parte de ellos corresponden a antiguas variaciones presentes en África pero más comunes en otras regiones del globo; la mayoría, empero, son nuevas mutaciones surgidas aquí y allá. De este modo, un cambio en el gen TYRP1 convierte en rubios a algunos isleños de las Salomón; la mutación de HERC2 deriva en ojos azules; modificaciones en el MC1R hacen crecer pelo rojo en lugar de moreno; y la mutación del gen SLC24A5, que emblanquece la piel, se halla en hasta el 95 por ciento de los europeos. Como en el caso de la lactasa, el ADN antiguo está ofreciendo información sobre la antigüedad de tales mutaciones. Aunque los ojos azules surgieron aparentemente en individuos que vivieron hace más de 9000 años, el gen SLC24A5 todavía no se había generalizado en la población, según se desprende del análisis del ADN de esqueletos datados en esa fecha. El color de la piel, el pelo y los ojos evolucionaron con una rapidez pasmosa. La tonalidad de la pigmentación constituye una de las diferencias raciales más obvias y, en cierta manera, la más fácil

de estudiar. También se han investigado rasgos más extraños y ocultos de la anatomía humana. Pensemos por un momento en el cerumen del oído. Si bien en la mayoría de las personas suele ser pegajoso, muchos orientales segregan una cera seca y escamosa, nada pringosa. Los antropólogos conocen esta peculiaridad desde hace más de un siglo, pero los genetistas no han descubierto la causa hasta hace poco. El cerumen seco procede de una mutación relativamente nueva del gen ABCC11, que con apenas 20.000 o 30.000 años de antigüedad afecta también a las glándulas apocrinas que segregan el sudor. Una persona con mal olor de axilas y cerumen pegajoso probablemente presentará la versión original del ABCC11; si su cerumen es seco y no necesita mucho desodorante, seguramente poseerá la mutación. Milenios antes de que el cerumen seco apareciera por primera vez en los pobladores de Asia oriental, otra mutación en apariencia sencilla comenzó a salvar la vida de millones de africanos amenazados por una enfermedad mortal. El gen DARC produce una proteína en la superficie de los glóbulos rojos que reduce el exceso de quimiocinas, un tipo de moléculas del sistema inmunitario que circulan en la sangre. Hace unos 45.000 años, una mutación de DARC confirió una notable resistencia contra Plasmodium vivax, uno de los dos principales parásitos causantes del paludismo. P. vivax penetra en los glóbulos rojos a través de la molécula DARC, por lo que es posible impedir su entrada silenciando la expresión del gen en cuestión. Pero por contra, la ausencia de DARC aumentó la cantidad de quimiocinas inflamatorias en la sangre, lo que a su vez se ha vinculado con el aumento de la incidencia de cáncer de próstata en los varones afroamericanos. No obstante, el éxito global de la mutación fue tal que el 95 por ciento de las personas que viven al sur del Sáhara la poseen, frente al escaso 5 por ciento de los habitantes de Europa y Asia. EL PODER DEL AZAR

Solemos pensar que la evolución corresponde a un proceso en el que unos genes «beneficiosos» reemplazan a otros «perjudicia-

Nuestra historia evolutiva  93

HALLAZGOS

La mutación que permite digerir la leche Gozar de los lácteos en la edad adulta es un privilegio bastante nuevo en nuestra historia evolutiva. El ser humano depende de la enzima lactasa para descomponer la lactosa, el azúcar de la leche, pero el organismo suele cesar de fabricar la lactasa al término de la adolescencia y la mayoría de la población adulta es intolerante a ese azúcar. En los últimos 10.000

años, varias poblaciones de pastores han desarrollado mutaciones genéticas que mantienen activa la lactasa durante toda la vida. Hasta ahora se han descubierto cinco mutaciones, pero quizás haya varias más. Todas esas adaptaciones explican la prevalencia de la tolerancia a la lactosa que se observa hoy en el mundo.

Una de las mutaciones responsables de la persistencia de la lactasa en la edad adulta surgió hace unos 7500 años en los pastores de una región entre Europa central y el norte de los Balcanes. Es la mutación de la lactasa más común en Europa.

Lugar de recogida de datos (puntos rojos)

Porcentaje de población adulta tolerante a la lactosa 10

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Los primeros pastores de ganado lechero vivieron en Oriente Próximo y el norte de África hace entre 8000 y 10.000 años. Criaban sobre todo ovejas, cabras y vacas, pero al menos una de las mutaciones de persistencia surgió en pastores de dromedarios.

les», pero la fase más reciente de la adaptación humana ofrece pruebas claras de la importancia del azar en la evolución. Las mutaciones ventajosas no persisten de forma automática. Todo depende del momento y del tamaño de la población. Aprendí esta lección del añorado antropólogo Frank Livingstone. El comienzo de mi formación coincidió con el final de su dilatada carrera, durante la cual investigó la base genética de la resistencia al paludismo. Hace más de 3000 años, en África e India surgió una mutación del gen de la hemoglobina, la molécula encargada de transportar el oxígeno en los glóbulos rojos. Cuando una persona hereda dos copias de la mutación, bautizada como hemoglobina S, sufre la anemia falciforme o drepanocítica, una enfermedad en la que los glóbulos se deforman y obstruyen los vasos sanguíneos. Los glóbulos normales son lo bastante blandos y flexibles para circular a través de los capilares minúsculos; en cambio, los mutantes son rígidos y puntiagudos, con una peculiar forma de hoz. Pero resulta que la distinta morfología frustra todo intento del parásito palúdico por infectarlos. Otra mutación de la hemoglobina que interesó a Livingstone fue la hemoglobina E. Se trata de una molécula frecuente en el sudeste asiático que confiere menos resistencia contra el paludismo, pero que está exenta de las graves consecuencias de la hemoglobina S. En una clase un día le pregunté: «La hemo-

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globina E parece mucho mejor que la S. ¿Por qué entonces no existe en África?». «Porque allí no apareció», me respondió Livingstone. La respuesta me sorprendió. Suponía que la selección natural era el arma más poderosa del arsenal de la evolución. Los humanos han vivido con el temible parásito del paludismo durante miles de años en África. Por fuerza, la selección habría eliminado las mutaciones menos útiles y habría conservado la mejor. Livingstone pasó a demostrar cómo la presencia de la hemoglobina S en una población dificulta la propagación de la hemoglobina E en ella. El paludismo irrumpe en un lugar repleto de portadores de la hemoglobina normal y toda nueva mutación que ofrezca una pequeña ventaja frente a la infección puede extenderse con rapidez. Pero una población ya provista de la mutación protectora de la hemoglobina S está expuesta a un riesgo de muerte menor. Los portadores de los glóbulos falciformes (o drepanocitos) todavía afrontan riesgos nada envidiables, pero la hemoglobina E supone una magra ventaja relativa en una población que ya posee esa forma imperfecta de resistencia. Contra toda lógica, no solo importa la suerte de tener la mutación, sino también el momento en que aparece. Una modificación parcial que acarrea efectos secundarios nocivos puede ganar, al menos durante los escasos milenios que lleva nuestra especie adaptándose al paludismo.

FUENTE: BASE DE DATOS DE LA ASOCIACIÓN MUNDIAL DE LA PERSISTENCIA DE LA LACTASA

Tres mutaciones de la persistencia de la lactasa se originaron en el África subsahariana; la más frecuente se ha propagado con rapidez en la región durante los últimos 7000 años.

En lugar de una masa anodina de clones de color café con leche, comenzamos a vislumbrar un espléndido collage de tonalidades: piel oscura, rubios pecosos y sorprendentes combinaciones de ojos verdes y piel olivácea Desde que el hombre empezó a luchar contra esta enfermedad, surgieron cambios genéticos que reforzaron la inmunidad contra ella, cambios diversos en lugares distintos. Todos comenzaron como una mutación fortuita que consiguió persistir en una población pequeña, a pesar de su extremada rareza. Probablemente ninguna de esas mutaciones habría durado lo bastante para consolidarse, pero el rápido y enorme crecimiento demográfico de nuestros antepasados les concedió muchas más oportunidades. Conforme hemos proliferado y nos hemos extendido a nuevas zonas del planeta, las mutaciones se han adaptado con rapidez a los nuevos hogares gracias, precisamente, al enorme tamaño de las poblaciones. NUESTRO FUTURO EVOLUTIVO

Hoy los humanos seguimos evolucionando. A diferencia del pasado remoto, del que nos vemos obligados a deducir la acción de la selección a partir de los efectos que han quedado grabados en los genes, hoy los científicos pueden observar la evolución humana en plena acción, a menudo a través del estudio de tendencias en la salud y la reproducción. Los avances médicos, la higiene y las vacunas han dilatado enormemente la esperanza de vida, aunque la natalidad todavía vacila en muchas poblaciones. En el África subsahariana, las mujeres portadoras de cierta variante del gen FLT1 y que se quedan embarazadas en la estación palúdica tienen una probabilidad algo mayor de dar a luz que las que carecen de la variante, porque las primeras tienden a sufrir menos infecciones del parásito en la placenta. No sabemos por qué el gen reduce el riesgo de paludismo placentario, pero el efecto es profundo y mensurable. Stephen Stearns, de la Universidad Yale, y sus colaboradores han examinado estudios de salud pública a largo plazo para averiguar qué caracteres pueden estar vinculados con las tasas de natalidad actuales. Durante los últimos 60 años, las mujeres estadounidenses de escasa estatura y voluminosas que presentan bajos niveles de colesterol han sido en promedio un poco más prolíficas que las de rasgos opuestos. Todavía no está claro la naturaleza de la relación entre esos caracteres y el tamaño de la familia.

Nuevos estudios de salud pública en marcha, como el Biobank, en el Reino Unido, analizarán los genotipos y la salud de cientos de miles de personas a lo largo de su vida. Este tipo de investigaciones se emprenden porque las interacciones de los genes son complejas y es preciso estudiar miles de casos para entender los cambios genéticos que se ocultan detrás de la salud. Trazar la ascendencia de las mutaciones humanas nos da un enorme poder para observar la evolución a lo largo de cientos de generaciones, pero puede enturbiar las complejas interacciones con el ambiente, la supervivencia y la fecundidad reveladas en el pasado. Podemos detectar los cambios a largo plazo, como la persistencia de la lactasa en la edad adulta, pero corremos el riesgo de pasar por alto la dinámica a corto plazo. Las poblaciones humanas están a punto de convertirse en el experimento a largo plazo más observado de la biología evolutiva. ¿Qué caminos tomará la evolución de nuestra especie en el futuro? A lo largo de los últimos milenios, ha emprendido sendas distintas en diferentes poblaciones, pero sin embargo ha mantenido una sorprendente similitud. Las nuevas mutaciones adaptativas tal vez se hayan abierto camino, pero no han conseguido arrinconar a las versiones antiguas de los genes. La mayoría de las variantes ancestrales todavía permanecen con nosotros. Entre tanto, cada año millones de personas se desplazan entre países y continentes, lo que genera un volumen de intercambio genético y mezclas sin precedentes. Con ese ritmo acelerado de mestizaje, parece razonable pensar que los caracteres aditivos (como la pigmentación, en la que numerosos genes contribuyen de modo independiente a teñir la piel) cada vez se hallarán más mezclados en los humanos del futuro. ¿Podría ser que la diversidad de coloridos que observamos hoy se vaya difuminando hasta adquirir una tonalidad homogénea? La respuesta es no. Muchos de los rasgos que distinguen a las poblaciones humanas no son aditivos. Incluso la pigmentación cutánea dista de ser tan sencilla, como se aprecia fácilmente en los mestizos de Estados Unidos, México y Brasil. En lugar de una masa anodina de clones de color café con leche, comenzamos a vislumbrar un espléndido collage de tonalidades: piel oscura, rubios pecosos y sorprendentes combinaciones de ojos verdes y piel olivácea. Cada uno de nuestros descendientes será un mosaico viviente de la historia humana. Artículo publicado en Investigación y Ciencia, noviembre de 2014

EL AUTOR

John Hawks es antropólogo y experto en evolución humana de la Universidad de Wisconsin-Madison. PARA SABER MÁS

Convergent adaptation of human lactase persistence in Africa and Europe. Sarah A. Tishkoff et al. en Nature Genetics, vol. 39, n.o 1, págs. 31-40, enero de 2007. The origins of lactase persistence in Europe. Yuval Itan et al. en PloS Computational Biology, vol. 5, n.o 8, e1000491, agosto de 2009. The milk revolution. Andrew Curry en Nature, vol. 500, págs. 20-22, agosto de 2013. EN NUESTRO ARCHIVO

La evolución de la especie humana. Sherwood L. Washburn en IyC, noviembre de 1978. El Homo sapiens del futuro. Peter Ward en IyC, enero de 2009. Genes, cultura y dieta. O. Arjamaa y T. Vuorisalo en IyC, junio de 2010.

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