Mas allá de Darwin : la Evolución Humana

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El árbol genealógico del ser humano

En 1859 Darwin publicó el Origen de las Especies y en 1871 publicó el Origen del Hombre donde sentó las bases de la evolución de los seres vivos que habitan este Mundo. El ancestro común y el árbol genealógico del ser humano.

En el árbol de la vida de Darwin, su forma era muy clara y sencilla de entender, todos los seres vivos nacen de un ancestro común y a modo de árbol se distribuyen en ramas, algunas de las cuales dejan de crecer (evolucionar) y otras crecen hasta hoy dando lugar a los seres vivos actuales. En el árbol las especies actuales se sitúan en la copa mientras que las especies extintas se situarían por debajo, en ramas cercanas al tronco.

mas alla de darwin El árbol de la evolución humana parecía muy claro hasta los años 70 del siglo pasado, todos los parientes extintos eran antepasados directos según se retrocedía en el pasado, y según se producía esto iban adquiriendo apariencia menos humana y más simiesca. El árbol de la vida de los humanos actuales tenía en la base a el hombre – mono descubierto en África, el Australopitecos, por debajo se enlazaba con el pariente común que compartimos con chimpancés y bonobos, y por encima con Homo Erectus, la expansión de la especie hacia Asía, y por encima de este, el Neanderthal, la expansión de Asía hacia Europa, y en la copa el hombre moderno, el Homo Sapiens. En esta visión unos sucedían a otros sin que hubiera cohabitación e hibridación.

La historia de la evolución humana se basaba en los fósiles encontrados y poco más.

Encontrar fósiles humanos es complejo, es como buscar una aguja en un pajar, y sin embargo los descubrimientos abundantes desde los años 70 hasta ahora han permitido dibujar nuevas ramas en el árbol genealógico, haciéndolo mucho más complejo, en el que se dibujan de nuevo los capítulos de la evolución humana, invalidando alguno de los existentes.

El avance en los estudios genéticos, los análisis de ADN han ayudado a descifrar como se relacionan las distintas especies y como sigue evolucionando el homo sapiens. Como los neandertales o los denisovianos cohabitaron y se cruzaron con el homo sapiens, dando lugar a mejoras en la especie de homo sapiens.

Hoy el árbol de la evolución humana se ha hecho más frondoso, más complejo e intrigante, donde durantemillones de años cohabitaron y se mezclaron especies, lo que hace mucho más difícil identificar los antepasados directos del hombre moderno. Un árbol lleno de ramas y ramitas de especies que se extinguieron, lleno de ramas y ramitas que nos hace muy difícil dibujar de forma continua la evolución humana.

Un árbol abierto por lo tanto a múltiples conjeturas, en el que se clasifican cuatro grupos evolutivos.

Hoy nos seguimos preguntando de dónde venimos y hacia dónde se dirige la especie, si seguirá evolucionando. Algunos científicos piensan que la ventaja técnica que hemos alcanzado nos ha liberado de la selección natural y la evolución humana se ha parado y otros piensan que se está acelerando, la especie se estaría mezclando gracias al aumento de la interrelación en un mundo globalizado.

En la imagen inferior se puede ver cómo sería el árbol de la evolución humana a partir de los últimos datos publicados.

El dibujar el árbol como una maraña de ramas con distintos colores y no como una única rama de un solo color, y esto es una realización y apreciación del que escribe, se debe a que no parece que la evolución con los datos de hoy se pueda explicar en el formato unificado; incluso en términos de grupos, aunque se han fijado cuatro ya se habla de la posible existencia de un quinto grupo el de los denisovianos y cuando se analiza el ADN a los humanos modernos nos faltan letras en la historia y bastante cercanas , entorno a hace 100.000 años. Lo llaman el linaje “fantasma”

Es claro que viendo la estructura llena de vacíos la labor de los futuros paleoantropólogos será todavía más atrayente para poder explicar nuestros orígenes

El árbol que aquí se presenta incluye a las especies tipo del género homo, pero además existen restos fósiles de individuos que pueden hacer el árbol del género homo más denso si cabe, fósiles que no están clasificados en estas especies, que ya se clasifican como especies pero falta información quizá para darles jerarquía en el árbol o sujetos que podrán dar lugar a nuevas especies como el llamado Hombre de la Cueva del Ciervo en China, desaparecido hace cerca de 11 000 años; el hombre de Denisova, Siberia, que tiene un ancestro común al homo sapiens; Homo Naledi, descubierto en 2015 en Sudáfrica, y que se cree que es de las especies homo más primitivas pero hoy todavía sin datar de forma fiable; Homo Gautengensis encontrado en Sudáfrica que se extinguió hace 600.000 años y vino al mundo hace 2 millones de años y así otros como Homo Georgicus, Antecesor (Atapuerca), Cepranensis, Rhodesiensis, Helmei, Tsaichangensis, todas “difuntas” aunque viendo a algún congénere pareciera que no.

Es posible que algunas de ellas sean hibridaciones de especies reconocidas, o variedades que entrarían dentro de la variación normal de una especie. En la medida en se encuentren más fósiles y se puedan realizar pruebas de ADN mitocondrial, se podrán ir clasificando como especies, subespecies, etc. o incluso sacar alguna del género homo

Su hábitat fueron las sabanas arboladas del este de África entre 4 y 2,5 millones de años atrás con notable éxito ecológico, como lo demuestra la existencia de al menos cinco especies diferentes esparcidas por el este y sureste de África.

Su desaparición se ha atribuido a la crisis climática que se inició hace unos 2,8 millones de años y que condujo a una desertificación de la sabana con la consiguiente expansión de los ecosistemas abiertos, esteparios. Como mas alla de darwin resultado de esta presión evolutiva, algunos Australopithecus se especializaron en la explotación de productos vegetales duros y de escaso valor nutritivo, desarrollando un impresionante aparato masticador, originando al Paranthropus; otros Australopithecus se hicieron paulatinamente más carnívoros, originando a los primeros Homo.

Paranthropus es un género extinto de homínidos bípedos, propios de África Oriental y meridional caracterizado por una gran robustez de la mandíbula y los molares. Los Paranthropus (paranthropus o australopitecos robustos) descienden probablemente del género Australopithecus.

Los fósiles encontrados corresponden a especies que vivieron entre 2,6 y 1,1 millones de años antes del presente, en el Pleistoceno temprano a medio. Se caracterizan por un aparato masticador especializado, constituido por grandes mandíbulas y molares, unos incisivos y caninos muy pequeños y unos premolares que se desarrollan como si se tratase de molares, y músculos faciales poderosos que se insertaban en una cresta sagital similar a la del gorila. Sus cerebros tenían entre 410 cm3, los más tempranos y 530 cm3 el resto, eran por tanto de un tamaño inferior al de los cerebros del género Homo.

Todavía no es claro que pertenezcan a la línea evolutiva nuestra, otras especies que conforman este grupo el más antiguo serian Orrorin tugenensis con unos 6 millones de años y hallado en África Oriental y Ardipithecus entre 5,5 y 4,5 millones de años y encontrado en la misma región. Los fósiles de estos homínidos son escasos y fragmentarios y no hay acuerdo general sobre si eran totalmente bípedos. No obstante, tras el descubrimiento en Etiopia del esqueleto casi completo apodado Ardí (Ardipithecus ramidus), 1 millón de años más antiguo que Lucy, se han podido resolver algunas dudas existentes; así, la forma de la parte superior de la pelvis indica que era bípedo y que caminaba con la espalda recta, sin embargo la forma del pie, con el dedo gordo dirigido hacia adentro como en las manos, en vez de ser paralelo a los demás, indica que debía caminar apoyándose sobre la parte externa de los pies y que no podía recorrer grandes distancias.

Los científicos han estimado que las líneas evolutivas de los seres humanos y de los chimpancés se separaron hace entre 5 a 7 millones de años.

Cambios climáticos y evolución humana

Durante el periodo que hasta hoy se conoce de la evolución humana, el clima de la Tierra ha fluctuado entre periodos calientes y fríos, algunos de los más importantes acontecimientos en la evolución humana han ocurrido durante las épocas de más fluctuación.

En la imagen superior se describen los principales eventos climáticos sobre un gráfico publicado por el Smithsonian National Museum of Naturak History, de gran interés la página http://humanorigins.si.edu/evidence/human-evolution-timeline-interactive).

Cada vez más científicos creen que los cambios climáticos acaecidos han desempeñado un papel principal en la evolución de nuestra especie. Los registros geológicos del continente africano indican que durante las grandes variaciones climáticas acaecidas en el continente se produjeron dos de las grandes evoluciones de la especie.

Hace 2,9 y 2,4 millones de años el Australopithecus Afarensis, el linaje de Lucy, desapareció y surgieron el género Homo y el género Paranthropus, dos especies bien diferenciadas. Surgió la estirpe del hombre moderno (Homo Habilis) y junto a sus restos fósiles se encontraron herramientas líticas todavía sin tallar. La especie Homo llegó para quedarse hasta nuestros días, mientras que Paranthropus se extinguió hace aproximadamente, a falta de otros registros fósiles, 1,5 millones de años.

Entre 1,9 y 1,6 millones de años surge homo Erectus (o Ergaster), la especie homo que emigró de África a Europa, más ágil, corpulento que los anteriores y empiezan a encontrarse en el registro fósil herramientas líticas talladas.

Y que es lo que ocurrió en esas épocas tan cercanas entre sí para que se dieran estos cambios, se dieron grandes fluctuaciones en el clima entre periodos secos y húmedos, variaciones que obligaron a nuestros ancestros a cambiar, a adaptarse.

Una vez más la selección produjo los cambios, hoy se disponen de herramientas que permiten analizar los estratos y ver la vegetación que existía en cada momento y también es posible analizar los dientes de los fósiles para saber que comieron, como se alimentaron. Darwin en el Origen de las Especies ya hablaba de la adaptación de las especies al entorno, a que un cambio en el clima podría cambiar la alimentación de las especies, y que periodos de frio y calor darían lugar a un control en el número de especies. Y lo que ocurrió es que las especies más flexibles en la alimentación y en el hábitat, con un cerebro mayor, fueron las que se adaptaron y evolucionaron.

Hoy parece claro que han existido ciclos de periodos secos y húmedos en el clima africano, con registros geológicos que indican periodos de 23.000 años, coincidente con las variaciones en la órbita terrestre, lo que modifica la radiación solar que llega a la Tierra, y por lo tanto un mayor o menor aporte de calor y por tanto de humedad en el medio.

Hoy analizando la proporción existente entre carbono 13 y carbono 12 en el suelo somos capaces de discernir si el terreno en aquel momento tenía más vegetación de sabana (hierbas, juncos) que vegetación de bosque (arboles leñosos), y esto es así porque la vegetación de sabana, herbáceas, tiene un ciclo fotosintético llamado C4 que necesita menos agua y CO2 y tiene presenta más carbono 13; mientras que los arboles leñosos de ciclo fotosintético C3 necesitan más agua , ambientes más húmedos y tiene en su composición más carbono doce. Hace 8 millones de años empezó a cambiar el ecosistema de África pasando de ser una zona más de bosque a una zona más de sabana, de praderas de hierba, y hace entre 3 y 2,5 millones de años hubo una expansión significativa. Y con el aumento de las praderas el incremento de los animales que podían alimentarse en ellas, los herbívoros, cuyo registro fósil es mucho mayor que el de los homínidos, y por lo tanto una fuente de información mucho más exacta.

Ni tan lejos ni tan cerca: el ADN en el estudio de la evolución humana

Los científicos han estimado que las líneas evolutivas de los seres humanos y de los chimpancés se separaron hace 5 a 7 millones de años. Recientemente se ha secuenciado el genoma de gorilas, chimpancés y bonobos, y tal como cabría mas alla de darwin esperar, y Darwin ya lo dijo, hay una levada similitud por lo menos en términos de genoma entre los grandes simios y el hombre, un 99% de similitud para el genoma de chimpancés y bonobos y un 98% de similitud con el genoma de gorilas.

Y sin embargo ese uno por ciento o ese dos por ciento nos confieren unas diferencias significativas, tales que mientras que la especie homo y concretamente el homo sapiens ha sido capaz de llegar a la Luna, los grandes simios no han salido de sus bosques y solo en el caso de los chimpancés utilizan herramientas de forma rudimentaria. Enlace

El ADN mitocondrial descubierto en 1963, por Margit y Sylvan Nass, en los seres humanos tiene un tamaño de 16.569 pares de bases, y un pequeño número de genes, 13 en cada genoma. Esto le hace atractivo frente al ADN cromosómico nuclear que tiene entre 20.000 y 25.000 genes, a la hora de encontrar relaciones evolutivas, además tienen una tasa de mutación mayor, unas 10 veces que el ADN nuclear. En cada célula están presentes grandes cantidades de mitocondrias, esto supone utilizar en menor número de muestras en un estudio evolutivo.

En el ADN mitocondrial humano la herencia del genoma mitocondrial se realiza exclusivamente por la vía materna, sin recombinarse. Gracias a su presencia en el hueso se puede obtener el genoma de individuos ya muertos desde hace muchos años. En los últimos 30 años, los antropólogos moleculares han estado comparando el ADN de humanos provenientes de regiones diversas con el fin de producir árboles evolutivos. A nivel del genotipo, las diferencias (o polimorfismos) nos hacen únicos. El análisis de estas diferencias muestra cuán cerca estamos emparentados.

Hoy la tecnología ha permitido secuenciar grandes cadenas llegando a los genomas completos de las mitocondrias, se ha abierto una nueva una nueva era en la que se estudie el genoma de las poblaciones.

El Proyecto Genoma Humano, ha tenido gran trascendencia. Fundado en 1990 por el DOE (departamento de energía de EE. UU) y los Institutos nacionales de Salud del mismo país tuvo por fin éxito en 2003 cuando se publicó el genoma del ser humano.

La construcción de bases de datos de genomas mitocondriales completos ha permitido generar un árbol filogenético robusto. Analizando la tasa de substitución de las secuencias genómicas, se han derivado fechas para cada punto del árbol y se ha podido construir una cronología de hechos en la evolución y migración de las especies que entre otras apoyan la teoría del origen reciente en África, la teoría de la “Eva mitocondrial africana”.