Esta semana se publica en la edición online de la revista The Anatomical Record resultados de una investigación que identifica características del diseño del húmero que permiten distinguir, a partir de la observación de un fragmento de este hueso, si pertenece a un humano o a un gran simio antropomorfo. Este trabajo se enmarca en una investigación sobre el diseño y eficiencia del antebrazo de los homínidos, liderado por el grupo de Antropología Biológica de la UAB y que cuenta con la colaboración del investigador del ICP Xavier Jordana.
El antebrazo de los hominoideos , los primates ortógrados actuales y fósiles, tiene un movimiento de rotación a lo largo de su eje longitudinal, conocido como prono-supinación, que lo caracteriza. Los hominoideos incluyen a los actuales gorilas, chimpancés, orangutanes, gibones y los humanos. El trabajo «3D Analysis of the Forearm Rotational Efficiency Variation in Humanos» muestra por primera vez que es gracias al epicóndilo que podemos trata de distinguir entre los humanos y el resto de grandes simios antropomorfos. El epicóndilo es una prominencia ósea situada en el extremo inferior del húmero (ver figura que sigue). Los investigadores que firman el artículo que publica esta semana la revista The Anatomical Record muestran que en los grandes simios antropomorfos el epicóndilo es mayor y se orienta en una dirección más proximal -más cercana al hombro- que en el caso de Homo sapiens.
Las investigaciones para conocer los detalles de este movimiento son ya antiguas, y se basan en la hipótesis de que la evolución de este grupo de primates habrá optimizado un diseño que sea más eficiente en aquellos movimientos más habituales para cada especie. De hecho, el estudio se adentra en los detalles de la forma y el tamaño del húmero, el radio y el cúbito de los humanos, así como también en la posición relativa de las inserciones musculares, y los compara con los de gorilas, chimpancés y orangutanes. El extremo inferior del húmero y la curvatura del radio son dos de los rasgos morfológicos que se han demostrado más importantes para entender la prono-supinación. Era ya conocido, por ejemplo, que el epicóndilo de los primates cuadrúpedos o pronógrados está orientado en una dirección más dorsal que en el caso de los ortógrados, que se caracterizan por tener el tronco erecto.
En este trabajo los investigadores estudian también la eficiencia de los movimientos de prono-supinación en humanos, en función del ángulo de rotación y de si el brazo está estirado o flexionado, y la compara con la de los simios antropomorfos. Los resultados son interesantes por dos motivos. Primero porque el estudio de este patrón de eficiencia permite distinguir perfectamente entre los humanos y los simios. Segundo, porque las características de este patrón son coherentes con la hipótesis de una adaptación evolutiva morfofuncional que sigue criterios de eficiencia.
En la figura anterior, vemos que el movimiento de prono-supinación es menos eficiente energéticamente en los humanos que en los grandes simios. Este es un resultado en cierto modo esperado, ya que en los grandes simios la prono-supinación está ligada a su manera de desplazarse: trepando a los árboles en los orangutanes, o caminando sobre los nudillos en el caso de los gorilas y chimpancés. El desplazamiento es una actividad con un coste energético muy elevado y por ello esperamos que la evolución seleccione un diseño más eficiente. En cambio, en los humanos este movimiento está mucho más ligado a la manipulación, que tiene un coste energético mucho más bajo.
Además, las curvas de eficiencia energética tienen su máximo en ángulos de rotación diferentes. En el caso de los humanos este ángulo coincide con la posición neutra cuando tenemos los brazos estirados, y cambia cuando tenemos los brazos flexionados. En cambio en orangutanes, chimpancés y gorilas este máximo se alcanza en las posiciones locomotoras habituales.
A partir de los resultados de este trabajo, los investigadores han iniciado ya la siguiente fase de la investigación que incorporará a otros primates actuales ya especies fósiles. Desde la perspectiva de la paleontología esto abre una nueva vía para identificar en los restos fósiles un rasgo morfológico muy concreto, pero fácil de medir gracias a las tecnologías 3D, que permite identificar las adaptaciones evolutivas a los diferentes tipos de locomoción de los homínidos, así como también las coaptaciones a las habilidades de manipulación.
Esta línea de trabajo completa la del estudio de la mano de los hominoideos (enlace), liderada desde el Grupo de Investigación de Paleoprimatología y Paleontología humana del ICP. Más allá de las implicaciones en la evolución de los homínidos, estos estudios permiten avanzar también en campos como la robótica o el tratamiento y prevención de discapacidades y la medicina del deporte.
