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.
Un grupo de investigadores liderados por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), y con la participación del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont, ha encontrado una de las primeras evidencias de mezcla genética entre europeos y asiáticos en los restos de antiguos guerreros escitas, que vivieron hace más de 2000 años en Mongolia, en el macizo de Altái. Los resultados publicados en la revista PLoS ONE, indican, contra lo que se consideraba hasta ahora, que esta mezcla no fue fruto de una migración europea hacia el este, sino de una expansión demográfica de la población local de Asia Central, favorecida por las mejoras tecnológicas que les supuso adoptar la cultura escita.
El Altái es una cordillera de Asia Central que ocupa territorios de Rusia y Kazajstán al oeste y de Mongolia y China en la cara este. Históricamente la estepa de Asia Central ha sido un corredor para las poblaciones asiáticas y europeas, dando lugar a la gran diversidad poblacional actual. En épocas antiguas, sin embargo, las montañas del Altái, situadas en medio de la estepa, supusieron una barrera importante para que las poblaciones de ambos lados convivieran y se mezclaran; así permanecieron diferenciadas durante milenios: la europea en la parte occidental y la asiática en el este.
La investigación realizada por investigadores de la UAB, del Instituto Catalán de Paleontología Miquel Crusafont y del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC) aporta nueva luz sobre cuándo y cómo se produjo esta mezcla genética euroasiática.
En el laboratorio de paleogenética de la UAB los investigadores han analizado el ADN mitocondrial (que se transmite por vía materna y permite seguir el rastro de nuestros antepasados) extraído de huesos y dientes de 19 esqueletos de las edades de Bronce (s. XX a VII aC) y Hierro (s. VII a II aC) de la zona del Altái situada en Mongolia. Estos restos provienen de tumbas localizadas hace siete años en una investigación en que se descubrieron esqueletos de guerreros escitas y que supuso la primera evidencia de esta cultura en el este asiático.
Los resultados obtenidos muestran que la población de la Edad de Hierro, correspondiente al periodo escita del Altái, tenía una mezcla perfecta, del 50%, de linajes o secuencias de ADN mitocondrial europeos y asiáticos. Es un dato importante, puesto que las poblaciones anteriores no muestran mezcla de estos linajes: el ADN de las tumbas localizadas en Rusia y Kazajstán pertenece a linajes europeos, mientras que los de la parte del este, en Mongolia muestran linajes asiáticos.
“Los resultados nos aportan una información muy valiosa para saber cómo y cuándo se generó la diversidad poblacional que hay hoy en día a las estepas de Asia Central y nos sugieren que esta diversidad se originó en el Altái hace más de 2000 años, entre la población local de los dos lados de la cordillera, coincidiendo con la expansión de la cultura escita, proveniente del oeste”, explica Assumpció Malgosa, profesora de Antropología Biológica a la UAB y coordinadora de la investigación.
Los estudios hechos hasta ahora sobre ADN antiguo en el Altái ya indicaban que los escitas fueron la primera gran población con mezcla europea y asiática. Pero sólo se habían analizado poblaciones de las estepas euroasiáticas de la parte occidental, lo cual sugería que esta mezcla fue debida a migraciones de población europea hacia el este.
El estudio hecho ahora es el primero en evidenciar esta mezcla poblacional en la cara este del Altái e indica que la mezcla entre linajes europeos y asiáticos se produjo a partir de las poblaciones que ya estaban presentes antes de la Edad del Hierro a ambos lados de la cordillera. El trabajo sugiere que la población asiática adoptó la cultura escita, más avanzada tecnológica y socialmente, lo que les hizo mejorar demográficamente favoreciendo su expansión y encuentro con los europeos.
Esta idea supone una nueva hipótesis sobre el origen de la diversidad poblacional actual en Asia Central y permite entender mejor los procesos demográficos que la han determinado.
Las tumbas heladas de los guerreros escitas
Entre los años 2005 a 2007 investigadores de la UAB participaron conjuntamente con investigadores franceses y mongoles en un proyecto europeo que tenía como objetivo excavar tumbas escitas en el Altái de Mongolia. Se llevaron a cabo tres campañas de excavación durante las cuales se excavaron más de una veintena de tumbas. Muchas de ellas estaban congeladas y contenían cuerpos humanos momificados acompañados de un rico ajuar y de sus caballos. Esta era la primera vez que se encontraban tumbas de la cultura escita en Mongolia, puesto que hasta el momento sólo se habían localizado en la cara oeste del Altái.
Los escitas eran un pueblo de origen indoeuropeo dedicado al pastoreo nómada y a la cría de caballos, que se expandió por las estepas euroasiáticas desde el mar Caspio hasta las montañas del Altái durante los siglos VII-II aC. Este pueblo es conocido sobre todo por los textos antiguos del historiador griego Herodotus.
+ info "Tracing the origin of the east-west population admixture in the Altai region (Central Asia)". Mercedes González-Ruiz, Cristina Santos, Xavier Jordana, Marc Simón, Carles Lalueza-Fox, Elena Gigli, Maria Pilar Aluja, Assumpció Malgosa. PLoS ONE. http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0048904
