Cambios evolutivos a pequeña escala observados en humanos extintos

Se pensaba que los machos de la especie humana extinta Paranthropus robustus eran sustancialmente más grandes que las hembras, al igual que se produce en los primates modernos.

Pero un nuevo descubrimiento de fósiles en Sudáfrica sugiere en cambio que P. robustus evolucionó rápidamente durante un período turbulento de cambio climático local hace aproximadamente 2 millones de años, lo que resultó en cambios anatómicos que antes se atribuían al sexo.

Un equipo de investigación internacional que incluye antropólogos de la Universidad de Washington en St. Louis informaron sobre su descubrimiento del sistema de cuevas Drimolen, rico en fósiles, al noroeste de Johannesburgo, en la revista Nature Ecology & Evolution.

"Este es el tipo de fenómeno que puede ser difícil de documentar en el registro fósil, especialmente con respecto a la evolución humana temprana", dijo David Strait, profesor de antropología biológica en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington.

El fósil notablemente bien conservado que se describe en el documento fue descubierto por una estudiante, Samantha Good, que participó en la Escuela de Campo Drimolen Cave codirigida por Strait.

Los investigadores ya sabían que la aparición de P. robustus en Sudáfrica coincidió aproximadamente con la desaparición de Australopithecus, un humano temprano algo más primitivo, y la aparición en la región de los primeros representantes de Homo, el género al que pertenece la gente moderna. Esta transición tuvo lugar muy rápidamente, quizás dentro de unas pocas decenas de miles de años.

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

El nuevo espécimen descubierto en Drimolen, identificado como DNH 155, es claramente un macho, pero difiere en aspectos importantes de otros P. robustus previamente descubiertos en el sitio cercano de Swartkrans, donde se han encontrado la mayoría de los fósiles de esta especie.

La evolución dentro de una especie puede ser difícil de ver en el registro fósil. Los cambios pueden ser sutiles y el registro fósil es notoriamente incompleto.

Por lo general, el registro fósil revela patrones a mayor escala, como cuando especies o grupos de especies aparecen en el registro fósil o se extinguen. Así que este descubrimiento de Drimolen proporciona una ventana rara vez vista a la evolución humana temprana.

El nuevo espécimen es más grande que un miembro bien estudiado de la especie descubierta previamente en Drimolen, un individuo conocido como DNH 7, y se presume que es hembra, pero es considerablemente más pequeño que los supuestos machos de Swartkrans.

"Ahora parece que la diferencia entre los dos sitios no se puede explicar simplemente como diferencias entre hombres y mujeres, sino más bien como diferencias a nivel de población entre los sitios", dijo Jesse Martin, estudiante de doctorado en La Trobe University y co-primer autor del estudio. "Nuestro trabajo reciente ha demostrado que 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".

"Se puede utilizar 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", dijo Martin. "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".

La evidencia de un cambio climático rápido pero significativo durante este período en Sudáfrica proviene de una variedad de fuentes. Críticamente, los fósiles indican que ciertos mamíferos asociados con entornos boscosos o de matorrales se extinguieron o se volvieron menos frecuentes, mientras que otras especies asociadas con entornos más secos y abiertos aparecieron localmente por primera vez.

"P. robustus es notable porque posee una serie de características en su cráneo, mandíbulas y dientes que indican que se adaptó a una dieta que consiste en alimentos muy duros o muy duros", dijo Strait. "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 posicionados de tal manera que los hacían menos capaces de morder y masticar con tanta fuerza como la población posterior de P. robustus de Swartkrans", dijo. "A lo largo 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".