Cráneo de Paranthropus sugiere que primos humanos evolucionaron rápidamente

Los investigadores han creído durante mucho tiempo que las especies ancestrales humanas distantes llamadas Paranthropus robustus eran algo así como los gorilas, orangutanes y babuinos modernos porque pensaban que los machos de esta especie eran considerablemente más grandes que las hembras. Sin embargo, un cráneo de Paranthropus recién descubierto sugiere que la diferencia en el tamaño del cuerpo se debió a una rápida evolución en lugar de diferencias sustanciales de sexo en la estructura anatómica de los miembros de esta antigua especie.

Un comunicado de prensa de la Universidad de Washington en St. Louis informa que un estudiante descubrió el cráneo de Paranthropus robustus que cambia de paradigma durante una excavación en una escuela de campo en el sistema de cuevas Drimolen rico en fósiles al noroeste de Johannesburgo, en Sudáfrica. Excavaciones anteriores en el Complejo de Cuevas Drimolen han proporcionado fósiles de homínidos pertenecientes a las  especies Australopithecus, Homo erectus y Paranthropus.

Los investigadores escriben en la revista Nature Ecology & Evolution que el cráneo recientemente descubierto muestra que Paranthropus  evolucionó rápidamente durante una época de dramático cambio climático en la región hace aproximadamente 2 millones de años, y este evento evolutivo explica las diferencias en el tamaño de los fósiles que anteriormente se habían producido, atribuido al dimorfismo sexual (color, tamaño, forma o diferencias estructurales entre sexos en la misma especie).

Paranthropus robustus tenía dientes relativamente grandes y un cerebro pequeño. (Universidad de Washington en St. Louis)

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¡Según EurekAlert!, los investigadores saben desde hace algún tiempo que el surgimiento de Paranthropus robustus "coincidió aproximadamente" con la desaparición de las especies más primitivas de Australopithecus. El declive de este último estuvo vinculado al cambio climático. El Homo erectus también aparece en escena casi al mismo tiempo, en una transición que se ha descrito como "muy rápida" (en términos evolutivos), en sólo unas pocas decenas de miles de años.

El coautor del estudio, David Strait, profesor de antropología biológica en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington, discutió la transición en el clima y las especies de homínidos, diciendo:

"La hipótesis de trabajo ha sido que el cambio climático creó estrés en las poblaciones de Australopithecus que condujeron finalmente a su desaparición, pero que las condiciones ambientales fueron más favorables para Homo y Paranthropus, que pueden haberse dispersado en la región desde otros lugares. Ahora vemos que las condiciones ambientales fueron probablemente también estresantes para Paranthropus y que necesitaban adaptarse para sobrevivir".

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Angeline Leece de la Universidad La Trobe, en Australia y otro de los autores del nuevo estudio cree que las diferencias en los homínidos, más notablemente los especímenes de Paranthropus y Homo encontrados en el sistema de cuevas de Drimolen, proporcionan pistas significativas sobre lo que estaba sucediendo en la región dos millones de años. "Estas dos especies muy diferentes, H. erectus con sus cerebros relativamente grandes y dientes pequeños, y P. robustus con sus dientes relativamente grandes y cerebros pequeños, representan experimentos evolutivos divergentes", dijo Leece. Si bien fuimos el linaje que ganó al final, el registro fósil sugiere que P. robustusera mucho más común que H. erectus en el paisaje hace dos millones de años.

Comparación de un cráneo de Paranthropus robustus (izquierda) (José Braga; Didier Descouens / CC BY SA 4.0 ) con un cráneo de Homo erectus (derecha). (CC0)

Los investigadores también creen que la desaparición de algunos mamíferos de bosques o matorrales del registro fósil en la región en ese período de tiempo proporciona más evidencia de un cambio climático rápido y significativo. Las especies que generalmente están vinculadas a entornos más secos y abiertos también comienzan a aparecer en el área aproximadamente al mismo tiempo.

El cráneo de Paranthropus con pistas evolutivas

Los investigadores han determinado que el nuevo cráneo de Paranthropus pertenecía a un macho de la especie. Sin embargo, también afirman que se diferencia de otros fósiles de P. robustus que se han encontrado en el sitio de Swartkrans, un lugar que ha proporcionado la mayoría de los restos pertenecientes a esta especie. Aunque el nuevo cráneo es más grande que los ejemplos anteriores encontrados en Drimolen, es más pequeño que la mayoría de los restos de presuntos machos de Paranthropus encontrados en Swartkrans.

Estas diferencias en el tamaño del cráneo podrían haber sido atribuidas a diferencias sexuales en el pasado, pero el nuevo estudio afirma que este es un ejemplo afortunado de investigadores que presencian la evolución en el trabajo, algo que puede ser difícil de determinar en el registro fósil, especialmente para homínidos con menos muestras para comparar. Jesse Martin, estudiante de doctorado en La Trobe University y co-primer autor del estudio, explica que "ahora parece que la diferencia entre los dos sitios, Drimolen y Swartkrans, no se puede explicar simplemente como diferencias entre hombres y mujeres, sino más bien como diferencias a nivel de población entre los sitios".

La cara del cráneo de Paranthropus robustus se vuelve a armar por primera vez. (Universidad de Washington en St. Louis)

Martin también dijo que el estudio muestra la diferencia entre las edades de los dos sitios. "Drimolen es anterior a Swartkrans en unos 200.000 años, por lo que creemos que P. robustus evolucionó con el tiempo, con Drimolen representando una población temprana y Swartkrans representando una población posterior, derivada más anatómicamente". Strait dijo que estudiar el cráneo de Paranthropus también proporciona signos sobre las diferencias ambientales durante los dos períodos de tiempo:

"P. robustus es notable porque posee una serie de características en su cráneo, mandíbulas y dientes que indican que estaba adaptado para comer una dieta que consistía en alimentos muy duros o muy duros. Creemos que estas adaptaciones le permitieron sobrevivir con alimentos que eran mecánicamente difíciles de comer a medida que el ambiente cambiaba para ser más frío y seco, lo que provocó cambios en la vegetación local. Pero los especímenes de Drimolen exhiben características esqueléticas que sugieren que sus músculos masticadores estaban colocados de tal manera que los hacían menos capaces de morder y masticar con tanta fuerza como la población posterior de P. robustus de Swartkrans. En el transcurso de 200.000 años, un clima seco probablemente llevó a la selección natural a favorecer la evolución de un aparato de alimentación más eficiente y poderoso en la especie".

Amanecer en el sitio de campo de Drimolen, Sudáfrica. (Estrecho de David)

En general, a los investigadores les resulta más fácil identificar grandes cambios, como cuando una especie aparece o se extingue, mediante el uso del registro fósil. Las adaptaciones más pequeñas no son tan fáciles de ver. Como dijo Martin, "uno puede usar el registro fósil para ayudar a reconstruir las relaciones evolutivas entre especies y ese patrón puede proporcionar todo tipo de conocimientos sobre los procesos que dieron forma a la evolución de grupos particulares. Pero en el caso de P. robustus, podemos ver muestras discretas de la especie extraídas de la misma región geográfica pero en momentos ligeramente diferentes que exhiben sutiles diferencias anatómicas y eso es consistente con el cambio dentro de una especie".

Finalmente, los investigadores creen que su estudio puede servir como advertencia para otros que identifican especies de homínidos en el registro fósil. La codirectora del proyecto, Stephanie Baker, de la Universidad de Johannesburgo, dijo que el análisis del nuevo cráneo de Paranthropus "es un ejemplo de lo que una investigación cuidadosa y a gran escala puede decirnos sobre nuestros ancestros lejanos". Por otro lado, Strait advierte: "dependiendo de las edades de las muestras fósiles, las diferencias en la anatomía ósea podrían representar cambios dentro de los linajes en lugar de evidencia de múltiples especies".

Imagen de portada: El cráneo de Paranthropus recién descubierto. Fuente: Jesse Martin y David Strait

Autora: Alicia McDermott