los Huesos - evolucion humana la historia de los primates
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          El oficio de paleoantropólogo

Los fósiles humanos son tan escasos que a muchos de ellos se les conoce por su nombre. Todos los fósiles tienen un nombre científico: su código de registro en los museos. Así, por ejemplo, el cráneo mejor conservado de Homo ergaster (una especie de nuestro género que vivió en África hace alrededor de 1'5 millones de años) se le conoce como KNM (iniciales de Kenia National Museum) ER (iniciales de East Rudolf, ya que se encontró en un yacimiento de la ribera oriental del lago Turkana, que se llamaba entonces lago Rodolfo) 3733 (número de registro del museo). Como en el caso de KNM ER-3733, otros muchos fósiles son conocidos por su nombre científico: KNM ER-1470, OH-24, KNM WT-17000. 

Pero algunos fósiles humanos tienen el privilegio de tener nombre propio. Buen ejemplo de ello son los fósiles conocidos como Dear Boy (Quérido Muchacho, un adolescente de la especie Paranthropus boisei), Madame Pless (Señora Pless, una hembra adulta de Australopithecus africanus), o Turkana Boy (Niño del Turkana, un niño de Homo ergaster), aunque quizá el más conocido y emblemático de todos los fósiles con "nombre propio" sea Lucy, una hembra adulta de Australopithecus afarensis. Pero el hecho que los fósiles de homínidos tengan nombre propio no es solo una anécdota divertida; implica que los paleoantropólogos están seguros del sexo y de la edad que tenía el individuo representado por el fósil. 

La determinación de la edad de muerte, del sexo y de las características físicas principales, como la estatura y el peso, de los ejemplares representados por los fósiles, son, junto al establecimiento de las relaciones evolutivas algunas de las principales tareas del oficio de paleoantropólogo.  

Para determinar la edad de muerte de los individuos los especialistas se basan en las variaciones que sufre la dentición y el esqueleto a lo largo del desarrollo en los organismos vivos más relacionados con los fósiles. En nuestro caso, en los mamíferos, los primates y las personas. Es un hecho evidente que no nacemos con dientes y que estos van apareciendo a lo largo de la infancia. También es una experiencia común que los primeros dientes, los de leche, caen durante la niñez para dejar paso a la dentición adulta. Pues bien la aparición de cada pieza dental, de leche o permanente, sucede en un momento determinado de la vida, por lo que la erupción y pérdida de cada diente es un jalón que nos permite conocer la edad de muerte de los fósiles.

Sin embargo, desde el momento en que la dentición permanente ya hecho aparición, al final del desarrollo, deja de servir como guía en el establecimiento de la edad de muerte. Para aproximarse al conocimiento de la edad de muerte de un adulto, los científicos utilizan criterios tales como el grado de desgaste dental, que está relacionado con la edad.

Cuando no se dispone de dientes, hay otra manera de estudiar la edad de muerte de un fósil, se trata de analizar el estado de desarrollo de los huesos. Los huesos de nuestro esqueleto están constituidos por diversas partes que no se sueldan hasta que cada hueso alcanza su tamaño definitivo. Esto ocurre a diferentes edades en cada hueso. Si un hueso cuyas partes no se han soldado queda expuesto, por la muerte del individuo, estas partes se separan. Es fácil reconocer esta situación en los fósiles y deducir en consecuencia la edad de muerte del ejemplar. 

Para estimar la estatura y el peso de los individuos representados por los fósiles, también se recurre a la comparación con las poblaciones modernas. En primer lugar, es preciso determinar que medidas de los huesos están más correlacionadas con la estatura y el peso corporal.

Un buen ejemplo lo encontramos en el fémur: su longitud total está muy correlacionada con la estatura del individuo. Es decir, que a fémures largos le corresponden individuos altos. Por otra parte, las dimensiones de las articulaciones están muy correlacionadas con el peso corporal: los individuos más pesados tienen articulaciones más grandes.

Una vez establecidas las variables óseas correlacionadas con la estatura y el peso, y a partir de datos de poblaciones humanas modernas, se emplea la técnica de la Regresión Lineal para calcular la función matemática que relaciona dichas variables con la estaura y el peso respectívamenete. Esta función permite predecir la estatura de una persona a partir de la longitud de su fémur, o su peso en función de las dimensiones articulares.

La base del método empleado por los científicos para establecer las relaciones evolutivas entre las especies se encuentra en la propia Teoría de Descendencia con Modificación de Darwin y Wallace. En esencia, se trata de medir el grado de parentesco evolutivo de las especies en función del número de rasgos evolucionados que tengan en común: cuanto mayor sea este número más próximas evolutivamente estarán dos especies.  
   
Dientes y desarrollo
Entre las características que nos son propias a los mamíferos, se encuentra la de tener dos denticiones a lo largo de nuestra vida. A la primera de ellas se la conoce como dentición decidua, o "de leche", y a la segunda como dentición permanente. En la figura 1.3.1 se encuentran identificadas todas las piezas de nuestras dos denticiones, la de leche y la permanente. La sustitución de una por otra se produce en un periodo concreto de la vida en cada especie. 
                               
Los humanos tenemos en nuestra dentición decidua superior (izquierda) 4 incisivos, 2 caninos y 4 molares al igual que en la mandíbula (derecha). 
                              
En la dentición permanente superior (izquierda) e inferior (derecha) tenemos: 4 incisivos, 2 caninos, 4 premolares y 6 molares. La aparición de cada pieza dental (de leche o permanente) sucede en un momento concreto de la vida, por lo que la erupción y pérdida de cada diente es un criterio para conocer la edad a que murieron esos individuos.
 
En el caso de los primates, la aparición de los molares permanentes coincide con los grandes momentos de transición a lo largo del crecimiento.

En el desarrollo de nuestro grupo zoológico se pueden distinguir cuatro grandes estados: la primera infancia, que coincide con la lactancia y es un periodo de fuerte dependencia de la cría respecto de la madre; la segunda infancia, que transcurre entre el final de la lactancia y el comienzo de la pubertad; la adolescencia, en la que aparecen elevados niveles de hormonas sexuales, con la consiguiente maduración de los genitales y la aparición de los caracteres sexuales secundarios; y la madurez o periodo reproductor.

Pues bien, el primer molar permanente hace erupción al final de la lactancia (en los humanos esto ocurre hacia los seis años, varios años después del final de lactancia, que puede prolongarse hasta los tres años), ver foto de abajo: 
                               
Fragmento de maxilar del individuo 2 de la Gran Dolina (Homo antecessor). Aún no ha hecho erupción el primer molar permanente. Se aprecian el canino y el primer molar de leche y por esta razón podemos saber que este niño murió cuando tenía unos 3 ó 4 años. 

La aparición del segundo molar coincide con el inicio de la pubertad (emerge alrededor de los doce años entre las personas) y el tercer molar surge poco antes del final del crecimiento, marcando el comienzo de la edad adulta (en las personas esta es la llamada "muela del juicio", que puede aparecer muy tarde o no hacerlo nunca),
                                
Mandíbula de Homo heidelbergensis procedente de la Sima de los Huesos. El tercer molar (la "muela del juicio") está todavía emergiendo asi que este joven no debía ser mucho mayor de 18-20 años de edad cuando murió.
 
De este modo, si un fósil de homínido no tiene ningún molar permanente (evidentemente, no porque lo haya perdido durante el proceso de fosilización) sabremos que el individuo era un niño pequeño. Si tiene el primer molar permanente, pero el segundo aún no había salido, asignaremos el fósil a un niño entre el final de la lactancia y el inicio de la pubertad. Y mediante un razonamiento análogo, la presencia del segundo molar nos permitirá asignar a un fósil con un adolescente, mientras que el tercer molar nos indicará que se trataba de un individuo adulto.

La secuencia de aparición de los molares nos permite situar a los fósiles en los grandes periodos de la vida de un primate. Y aún es posible afinar todavía más. En nuestra especie, los incisivos decíduos emergen un poco antes de nuestro primer cumpleaños, los caninos y la primera muela de leche aparecen entre el año y el año y medio, y el segundo molar permanente suele salir entre el año y medio y los dos años y medio. De modo que las piezas de leche que tenga emergidas un fósil nos permiten afinar en el cálculo de su estado de desarrollo en el periodo anterior a la emergencia del primer molar. Para el lapso entre éste y la aparición del segundo molar permanente, se puede usar la secuencia de aparición del canino, primer premolar y segundo premolar permanentes (que suelen emerger en ese orden).

Un ejemplo nos puede ayudar a entender este galimatías. Imaginemos una serie de restos fósiles que conserven toda o parte de su dentición. El primero de ellos (A1) presenta todos los dientes, entre los que no hay ninguna pieza permanente pero si los incisivos y caninos de leche. Del segundo (A2) solo se conserva la región posterior de la mandíbula, en donde encontramos los molares de leche y ninguno permanente. Un tercer ejemplar (A3), del que se conserva toda la dentición, cuenta con los incisivos, caninos, y primer molar permanentes. Del último fósil de la serie (A4) solo se conserva la parte posterior de una mandíbula, que incluye los primeros molares y todos los premolares permanentes. )Qué podemos saber de la edad de muerte de los ejemplares representados por los fósiles?

En primer lugar, podemos agrupar los ejemplares A1 y A2, por un lado, y A3 con A4, por otro. El criterio para esta separación está en la presencia del primer molar permanente. En A1 y A2 esta pieza aún no había hecho erupción, por lo que se trataba de niños pequeños. Por su parte, A3 y A4 ya presentan el primer molar permanente, por lo que se trata de niños de edad más avanzada. Dentro del grupo de niños pequeños, sabemos que A2 (al que ya le habían salido los molares de leche) era mayor que A1 (que aún no presentaba los molares de leche). Y también podemos concluir que A4 (con sus premolares permanentes) superaba en edad a A3 (al que aún no le habían emergido los premolares definitivos).  
 
En resumen, diríamos que los fósiles representaban a cuatro niños de edades diferentes. El más pequeño sería el representado por A1 (al que situaríamos en un estado de desarrollo equivalente al del primer año de vida de un humano moderno), a continuación vendría el individuo A2 (que tendría un desarrollo similar al de una persona de dos años), luego el A3 (de una edad equivalente a los 8-9 años) y, finalmente A4 (con un estado de desarrollo comparable al de un niño de unos 10-11 años).

Hay otra técnica que permite conocer, en algunos casos, la edad de muerte absoluta de un individuo inmaduro, a partir del estudio de los dientes. Se trata de contar las líneas de crecimiento del esmalte de los dientes. El esmalte se deposita por capas, en ciclos semanales, cuando se forman las coronas de los dientes. Los límites entre las capas se marcan en la superficie de los dientes como unas líneas llamadas perykimatas, que se pueden ver bien con un microscopio. Contando el número de perykimatas de un diente cuya corona no haya completado su desarrollo, o lo haya hecho poco antes de la muerte del sujeto, se puede saber cuántas semanas han trascurrido desde que empezó a formarse el diente. Como se conoce cuándo tuvo lugar este comienzo para cada diente, se puede determinar a qué edad exacta murió el individuo.

Para estimar la edad en individuos adultos, que ya presentan todas las piezas permanentes, se recurre al desgaste de los dientes. Este método está basado en la premisa de que el desgaste dental avanza con la edad, por lo que dientes más gastados corresponden a individuos mayores. En la figura 4 se analiza el estado de desgaste de uno de los fósiles humanos de la Sima de los Huesos. Este método presenta dos problemas. En primer lugar, establecer la relación entre grado de desgaste y edad; no basta con saber que un individuo es mayor que otro, desearíamos saber cuanto mayor. Por otra parte, el desgaste depende del tipo de alimentación, de modo que en poblaciones con dietas más abrasivas el desgaste avanza más rápidamente, y puede ocurrir que personas jóvenes de dichas poblaciones tengan mayor desgaste que otras mayores pero cuya dieta produzca menor desgaste.
                               
 El desgaste dental avanza con la edad, por lo que dientes más gastados corresponden a individuos de mayor edad. Esta dentadura corresponde a uno de los individuos más viejos de la población de la Sima de los Huesos. En la ampliación se señala un desgaste producido por el uso de objetos a modo de palillos de dientes.
 
Para paliar estos inconvenientes, se recurre a establecer tasas de desgaste dental en la misma población a la que pertenece el individuo problema. Imaginemos una muestra compuesta por esqueletos de diversas edades. De ella, tomamos los individuos en los que podemos estimar la edad con cierta precisión a partir de las piezas dentales (evidentemente, excluyendo a los adultos). A continuación medimos el desgaste dental a las distintas edades y hallamos la tasa de desgaste de la población (expresada en grados de desgaste/año). A continuación medimos el desgaste de los individuos adultos y calculamos su edad a partir de dicha tasa. Este método también es problemático porque asume que el desgaste es lineal en todas las edades (es decir, que los dientes se desgastan a igual velocidad a todas las edades), y porque para aplicarla se hace necesario contar con individuos de diferentes edades, situación ésta que no ocurre casi nunca en el caso de los fósiles humanos (la colección de la Sima de los Huesos de la Sierra de Atapuerca es una de las contadísimas excepciones en las que el método puede ser aplicado).

Pero los dientes no son los únicos elementos del cuerpo susceptible de fosilizar y que resultan útiles para determinar la edad de muerte de un individuo. También podemos contar con los propios huesos.
  
El crecimiento de los huesos
A diferencia de lo que ocurre en otros vertebrados, los huesos de los mamíferos no son de crecimiento continuo; esto es, solo crecen durante una fase del desarrollo del individuo. Dejando aparte las vértebras, podemos distinguir tres tipos de huesos en el esqueleto de un mamífero: huesos largos (que son los de las extremidades, como el fémur o el húmero), huesos cortos (los de pies y manos) y huesos planos (como los de la cadera, el cráneo, o el omóplato). En realidad, los huesos cortos tienen la misma estructura que los largos, aunque su longitud es menor. En ambos se pueden distinguir dos partes: la región central o "caña" del hueso, que se conoce como diáfisis, y la región articular o epífisis. En los huesos planos, es más difícil hacer esta distinción, pero si es posible delimitar las epífisis, que suelen coincidir con las zonas articulares.

Pues bien los huesos de los mamíferos presentan una zona de crecimiento, de tejido cartilaginoso, situada justo en la zona de unión de las epífisis al resto del hueso. Cuando este tejido cartilaginoso se osifica, la epífisis se suelda a la diáfisis y termina el crecimiento. Cuando un hueso cuyas epífisis no están soldadas al resto del hueso queda expuesto, el tejido cartilaginoso se descompone rápidamente y se separan las epífisis, quedando una cicatriz característica que permite reconocer que el hueso no estaba completamente soldado, ver figura 5. Esta situación no se da en todos los huesos al mismo tiempo, ya que unos huesos terminan su crecimiento antes que otros. 
                                 
Tibias de dos homínidos de la Sima de los Huesos. La tibia de la izquierda presenta una cicatriz (entre AT-649 y AT-837) que permite reconocer que el hueso aún no estaba totalmente soldado. La otra por el contrario no presenta dicha cicatriz luego habían completado su crecimiento, quedado soldadas la epífisis y la diáfisis.
 
 Las primeras epífisis que se sueldan son las de los huesos de los dedos (falanges) de los pies, y lo hacen entre los 14 y 15 años de edad. El último hueso en completar su crecimiento es la clavícula, cuyas epífisis esternales (las que se articulan con el esternón) se sueldan entre los 25 y 28 años de edad. Entre ambos límites, se encuentran el resto de los huesos. Así por ejemplo, la epífisis distal del fémur se suelda hacia los 18 años, las epífisis distales de tibia y peroné lo hacen sobre los 16 años, las falanges de las manos terminan su crecimiento alrededor de los 15 años, etc...
                                 
 Fémur de un individuo de la Sima de los Huesos donde se puede apreciar la cicatriz de la fusión entre la diáfisis y la epífisis (en este caso la distal). La epífisis distal del fémur se suelda hacia los 18 años.
  
Como ocurría con los dientes, cuando ya ha hecho erupción la totalidad de la dentición permanente, una vez que los huesos completan su crecimiento, es muy difícil establecer la edad de muerte de un individuo. Existen criterios auxiliares para intentar saber la edad en ejemplares adultos. El más conocido es del grado de fusión, o sinostosis, de las suturas craneales. Los huesos del cráneo están articulados entre sí a lo largo se superficies de contacto, de trazado muy sinuoso, que reciben el nombre de suturas. Cuando el individuo es joven, las suturas están abiertas; es decir, los huesos no se han soldado y pueden desarticularse. Esto es así, porque el cráneo no puede ser una caja rígida que limite el crecimiento del encéfalo. Pero al finalizar el crecimiento, cuando el encéfalo ya no va acrecer más, los huesos craneales comienzan a soldarse para constituir una caja sólida. A este proceso se le conoce como sinostosis articular o de las suturas. La sinostosis se produce a un ritmo diferente en cada individuo y hay mucha variabilidad. A veces se encuentran ejemplares muy viejos con las suturas abiertas y otros más jóvenes con las suturas en avanzado estado de sinostosis. No obstante, es un buen criterio auxiliar si se emplea con la debida precaución.

Combinando todas estas técnicas, los paleontólogos pueden estimar la edad aproximada de muerte de un individuo, que será tanto más fiable cuantos más elementos se disponga para establecerla.

Otro aspecto que los científicos calculan a partir de los fósiles es la estatura y el peso de los ejemplares originales. Para ello se basan también en el estudio de los huesos.
 
Huesos largos y huesos robustos
Para la estimación del peso y de la estatura a partir de restos óseos aislados, los paleontólogos recurren a dos técnicas estadísticas: la correlación y la regresión lineal.

Hay muchas variables de nuestro mundo que están relacionadas entre si, de modo que cuando una varía también lo hace la otra. Por ejemplo, la altura y la presión atmosférica, ya que al aumentar la primera desciende la segunda. Las variables que están así relacionadas se dice que están correlacionadas. La correlación entre dos variables puede ser positiva si la variación es del mismo signo (cuando una aumenta lo hace la otra, y cuando una disminuye también disminuye la otra), o negativa cuando la variación es de signo contrario (cuando una disminuye la otra aumenta y viceversa). En el ejemplo anterior, altura y presión atmosférica, la correlación entre ambas variables es negativa.

Pues bien, hay variables de los huesos que están correlacionadas positivamente con la estatura o con el peso. La longitud del hueso del muslo (el fémur) está correlacionada positivamente con la estatura: cuanto más largas sean las piernas de una persona más alta será, o dicho de otro modo las personas más altas tienen las piernas más largas.

Las epífisis (zonas articulares de los huesos), por su parte, están correlacionadas positivamente con el peso: las personas más pesadas tienen epífisis más grandes. Esto es así porque el peso del cuerpo se transmite de hueso a hueso a través de las epífisis, que deben ser más grandes con pesos mayores para evitar que la presión entre los huesos aumente. Recordemos que la presión es igual a la Fuerza (peso en este caso)/Superficie (tamaño de la articulación, es decir de la epífisis), por lo que si el peso (en el numerador) aumenta, también lo ha de hacer el tamaño de la epífisis (en el denominador) para que la presión se mantenga constante. 

De modo que la longitud de los huesos (sobre todo la del fémur) y el tamaño de las epífisis (sobre todo de los huesos de las extremidades inferiores) nos informan sobre si un individuo fue alto o bajo, pesado o liviano. Pero ¿cómo deducir su estatura o su peso de manera precisa?

Las variables que están correlacionadas entre si están relacionadas por una expresión matemática que permite calcular el valor de una a partir de la otra. La profundidad y la presión hidrostática están correlacionadas (al aumentar la primera también aumenta la segunda) y es fácil deducir la relación matemática que las relaciona. Basta con medir la presión a distintas profundidades para descubrir que cada diez metros de profundidad la presión aumenta en una atmósfera, de modo que la ecuación que las relaciona es: 
                     Presión hidrostática = (Profundidad en metros) x 1/10 Atmósferas/metro

que es la ecuación de una recta que corta el origen de coordenadas y cuya pendiente es 1/10.

De la misma manera podemos proceder para conocer la relación matemática entre longitud de un hueso y estatura, por un lado, o tamaño de una epífisis y peso, por el otro. Si reunimos datos de la longitud del fémur y de la estatura de un gran número de personas, podremos deducir la ecuación que relaciona ambas variables. Para realizar este cálculo se emplea la técnica estadística de la regresión lineal, cuyo resultado es la ecuación de la recta que mejor describe la variación conjunta de ambas variables. 

Veamos como ejemplo dos casos de cálculo de estatura a partir de la longitud del fémur. Se ha calculado que en el caso de las personas de raza negra de Sudáfrica la ecuación que liga la longitud del fémur y la estatura es la siguiente: 

                      Estatura (en cm) = 3'422 x longitud del fémur (en cm) + 0'002

mientras que la ecuación calculada para las personas blancas de Estados Unidos es: 

                      Estatura (en cm) = 2'38 x longitud del fémur (en cm) + 61'41

O sea, que a una longitud de fémur de 50 cm le corresponde una estatura de 171'1 cm, en el primer caso, y de 180'4 cm, en el segundo. Nuestro ejemplo, además de indicar que los negros sudafricanos tienen las piernas proporcionalmente más largas que los blancos norteamericanos, pone de manifiesto que según la población de referencia que se emplee, se obtendrán valores diferentes, lo que complica el cálculo de la estatura en los fósiles.

Con un procedimiento análogo se puede estimar el peso de un individuo a partir de sus huesos, solo que en vez de emplear la longitud del fémur usaremos las dimensiones de sus epífisis. También se obtienen valores distintos según la población humana que se use de referencia para establecer la relación matemática entre el peso y la medida elegida como estimador.   
                                                       
El cálculo de la estatura se realiza mediante una ecuación de correlación a partir de la longitud del fémur y el del peso a partir de las dimensiones de la cabeza del fémur.
 
Determinación del sexo
La práctica totalidad de nuestros huesos tienen idéntica función en ambos sexos. Por ello, no cabe esperar otras diferencias que las de tamaño (los varones suelen ser más grandes que las mujeres) y aquellas relacionadas con el desarrollo de la musculatura (que es más potente en los varones), como son las áreas de inserción de los músculos. Es decir, que normalmente los huesos más grandes y/o con inserciones musculares más marcadas suelen asignarse a individuos masculinos, mientras que los más pequeños y/o con inserciones más leves se atribuyen a mujeres. Tambien existen ciertos caracteres de desigual expresión en cada sexo que no están ligados al tamaño del cuerpo o a la potencia muscular. Así, el cráneo femenino suele presentar una frente más abombada, mientras que en los varones en el que es más común que la frente sea algo más huidiza. El desarrollo de determinadas estructuras del cráneo, como son los arcos superciliares o las apófisis mastoides, suele ser mayor en los varones que en las mujeres. Tambien pueden uasarse las dimensiones de los dientes, especialmente de los caninos, que suelen ser mayores en los varones que en la mujeres.

No obstante, cuando se contrastan estos criterios en poblaciones actuales de sexo conocido, se observa que hay un gran solapamiento entre los sexos en las distintas características. Es decir, que se acierta casi siempre en el diagnóstico sexual en los individuos extremos (muy grandes o muy pequeños; con inserciones muy marcadas o muy poco marcadas, etc...) pero también se constata la existencia de un importante número de individuos intermedios (en tamaño, inserciones musculares, etc...) en los que no se puede hacer una asignación sexual con un mínimo de fiabilidad.  

Este hecho hace que sea muy difícil establecer el sexo de los ejemplares fósiles, a no ser que se cuente con los huesos de la pelvis. La pelvis está formada por el hueso sacro y los dos coxales (uno derecho y uno izquierdo), cada uno de los cuales es el resultado de la fusión de tres huesos: el pubis, el isquion y el íleon. La pelvis es la única región del esqueleto que tiene distintas funciones en cada sexo. La razón es bien sencilla, la pelvis forma un anillo óseo a través del cual a de pasar el feto a término para nacer. Y dar a luz es cosa de mujeres. Por ello, la pelvis femenina es diferente, en su forma, a la masculina. Básicamente, las modificaciones de la pelvis de las mujeres están encaminadas a aumentar los diámetros del canal del parto: el sacro está atrasado y los pubis son relativamente más largos. Estas variaciones afectan a la morfología de los huesos coxales y es relativamente sencillo para el investigador distinguir un coxal masculino de uno femenino. Cuando se cuenta con estos huesos el diagnóstico sexual es mucho más sencillo y, sobre todo, más fiable. 
                                           
La pelvis femenina es diferente, en su forma, a la masculina. Las modificaciones de la pelvis de las mujeres están diseñadas para aumentar los diámetros del canal del parto: el sacro queda retrasado y los pubis son relativamente más largos.

La problemática del establecimiento del sexo de los fósiles ha dificultado el análisis de una cuestión trascendental en el estudio de la evolución humana. Se trata de la variación del dimorfismo sexual a lo largo del tiempo: ¿las diferencias entre los sexos han sido diferentes en el pasado? y de ser así ¿han aumentado o han decrecido? La idea más generalizada ha sido, hasta hace muy poco tiempo, que, en el caso del género Homo, el dimorfismo sexual era mayor en el pasado y que se ha ido reduciendo paulatinamente hasta la situación de las poblaciones modernas. O dicho en otros términos, que en las humanidades primitivas las diferencias de tamaño entre varones y mujeres eran sensiblemente mayores que en la actualidad.

Sin embargo, esta idea ha sido refutada recientemente por las investigaciones realizadas en los homínidos de la Sima de los Huesos de Atapuerca. Este trabajo ha demostrado que la variabilidad en el tamaño corporal entre los individuos adultos de hace 300.000 años era la misma que en la actualidad, por lo que no puede sostenerse la hipótesis de un mayor dimorfismo sexual. Las ivestigaciones sobre el material de la Sima de los Huesos ha puesto de manifiesto, así, una visión novedosa de la evolución humana, en la que el actual grado de dimorfismo sexual se alcanzó muy pronto y ha permanecido estable desde entonces. 

La ciencia de la clasificación
La disciplina biológica que se encarga de esta tarea, agrupar y clasificar a los seres vivos es la Taxonomía. Conviene comenzar diciendo que no existe una clasificación objetiva o "natural" del conjunto de los seres vivos. Cualquier clasificación es arbitraria y atenderá a unos criterios subjetivos. No obstante, la agrupación de organismos en especies es de tipo natural. La definición biológica de especie atiende a un criterio aparentemente objetivo y fácilmente aplicable a los organismos: una especie es un conjunto de seres vivos que pueden reproducirse y cuya descendencia es fértil. De este modo, caballos y burros, en el ejemplo clásico, no forman una especie ya que aunque pueden reproducirse, el organismo resultante, la mula, no es fértil. El concepto de especie biológica se complica cuando descubrimos que dos organismos que aparentemente son de especies distintas (tigres y leones, por ejemplo) pueden tener descendencia fértil en condiciones de cautividad. Esta situación nos obligaría a matizar la definición de especie añadiendo que dos organismos son de la misma especie si pueden reproducirse en condiciones naturales. Aunque ahora el criterio parece incluir los casos como los de tigres y leones, lo cierto es que se ha introducido un factor de subjetividad en la definición, ya que es dificil de definir el concepto de "condiciones naturales".  

Pero éste es un problema menor comparado con el hecho de que la definición biológica de especie es inaplicable a los fósiles, en los que no es posible contrastar la interfecundidad. En cualquier caso la especie es el nivel elemental de clasificación. Por encima de éste existen otros niveles de agrupación en función de parecidos más generales. Así, las especies más parecidas se agrupan en géneros, éstos en familias, las familias en órdenes, que a su vez componen clases, que se integran en filos, que constituyen los reinos. También existen categorías intermedias que complican las clasificaciones. Por ejemplo, entre el nivel de orden y el de familia, se encuentran el de suborden y superfamilia.

Volviendo al caso de tigres y leones, éstos pertenecen respectivamente a las especies Panthera leo y Panthera tigris, que junto con el leopardo (Panthera pardus) son representante vivos del género Panthera (como puede verse, los nombres específicos son binomiales y constan del nombre del género al que pertenecen, en primer lugar, seguido de un segundo nombre que le confiere especificidad). El género Panthera pertenece a la familia Felidae (o felinos), junto a otros géneros como Acinonyx (los guepardos), Lynx (los linces), o Puma (los pumas). A su vez, la familia de los felinos se integra junto con otras en el orden Carnivora, que incluye, entre otras, a las familias Canidae (los perros, lobos, zorros, etc...), Ursidae (lo osos) y Hyaenidae (las hienas). El orden carnivora pertenece a la clase de los mamíferos, que se integra en el filo de los cordados, que forma parte del reino animal. Como puede verse los parecidos son más generales y tenues cuanto mayor es la categoría taxonómica.

Las relaciones filogenéticas  
Los principios de la clasificación biológica actual fueron propuestos por el científico sueco Carlos Linneo (1717-1778) y atienden exclusivamente al parecido entre seres vivos, clasificando como más próximos a los organismos más parecidos. Sin embargo, desde que Carlos Darwin (1809-1882) demostrase fehacientemente el hecho evolutivo, se tiende a que la clasificación de los seres vivos refleje su historia evolutiva; es decir, que sea el grado de parentesco evolutivo entre los organismos el que marque su mayor o menor proximidad en la clasificación.

Aparentemente, no debería haber contradicción entre ambos puntos de vista, ya que parece inevitable que los organismos más estrechamente emparentados sean también los más parecidos. Pero esto no tiene por que ser siempre así. De hecho, hay casos en los que se da la situación inversa: los menos parecidos presentan un parentesco más estrecho. Dejando aparte el hecho evidente de que hay parecidos que solo son superficiales (analogías) y que no deben tomarse en consideración, tampoco todos los parecidos reales (homologías) tienen el mismo valor a la hora de establecer la proximidad evolutiva.
                                       
La escuela cladista (o sistemática filogenética) propone que los caracteres evolucionados son los que nos permiten deducir el grado de parentesco entre los organismos.
 
Las aves descienden de un tipo de dinosaurio del grupo de los llamados dinosaurios saurisquios entre los que se hallan los famosos velocirraptores y los no menos famosos tiranosaurios. Es decir, que las aves son "hermanas" de estos dinosaurios, con los que comparten un antepasado (el primer saurisquio) que no lo fue de ningún otro organismo. Sin embargo, aves, velocirraptores y tiranosaurios solo son primos de los dinosaurios llamados ornitisquios (los diplodocus, por ejemplo). Ahora bien, los diplodocus se parecen en más rasgos a los tiranosaurios y velocirraptores, que éstos a las aves. O dicho de otro modo, hay casos en los que los organismos se parecen más a los "primos" que a sus propios "hermanos". En este caso, la clasificación por parecidos agruparía juntos (Reptiles) al diplodocus, tiranosaurio y velocirraptor, e incluiría a las aves en otro grupo (Aves). Sin embargo la clasificación por parentesco reuniría a tiranosaurios, velocirraptores y aves en un grupo, y dejaría a los diplodocus en otro. Ambas clasificaciones son correctas, dependen del criterio que se prefiera, parecido o parentesco.

Un caso similar al anterior es el de orangutanes, chimpancés, gorilas y humanos. Los tres primeros son más parecidos entre sí y, clásicamente, se reúnen en la familia de los póngidos, mientras que los humanos y sus antepasados directos se agrupan en la familia de los homínidos. Sin embargo, hoy sabemos que el chimpancé está más próximo evolutivamente a los humanos que a los gorilas o chimpancés. Por ello, hay quien prefiere agrupar dentro de la familia de los homínidos a chimpancés y humanos. En el apartado dedicado a la taxonomía de los primates se ha obviado el problema manteniendo la explicación a nivel de superfamilia.
 
Pero ¿cómo saben los científicos el grado de parentesco evolutivo entre los organismos, si éste no se deduce directamente del parecido? La respuesta a esta pregunta es complicada. Para ello, se hace preciso distinguir entre caracteres primitivos y derivados (o evolucionados). Un carácter primitivo es aquel que procede de un antepasado muy lejano y que, por tanto, es común a muchas especies y no nos sirve para dilucidar cuáles de ellas están más estrechamente emparentadas. Los caracteres derivados son aquellos que han aparecido más tarde en la evolución y solo los presentan los descendientes de la especie en los que aparecieron por primera vez. Estos caracteres evolucionados son los que nos permiten deducir el grado de parentesco entre los organismos. Este modo de proceder es el propuesto por la escuela cladista y se conoce como cladística o sistemática filogenética.

Un ejemplo de carácter primitivo es la presencia de cinco dedos en los vertebrados terrestres, herencia del ancestro común a todos ellos. Las salamandras y las personas tenemos cinco dedos en las cuatro extremidades, mientras que los caballos solo tienen un dedo en cada pata. Ahora bien, como éste es un rasgo primitivo no puede usarse para argumentar que las personas y las salamandras estamos evolutivamente más próximos que las personas y los caballos.
 
Como carácter derivado podemos pensar en las glándulas mamarias, que es un rasgo novedoso en la evolución de los vertebrados, y que solo presentan aquellos organismos que descienden del primer vertebrado en que aparecieron. La presencia de glándulas mamarias en caballos y humanos es un buen criterio para proponer un grado elevado de parentesco y clasificarlos en el mismo grupo, los mamíferos.

Evidentemente, el mismo carácter puede considerarse como derivado o primitivo según el grupo que estemos estudiando. Dentro del conjunto de los vertebrados, la presencia de glándulas mamarias es carácter derivado. Pero si queremos trabajar en el grupo de los mamíferos, las glandulas mamarias son un rasgo primitivo, puesto que todos los mamíferos lo han heredado del mismo antepasado común. 
 Los hominidos de Atapuerca se quedaban sin dientes a los 40 
Los investigadores que trabajan en los yacimientos de la Sierra de Atapuerca, en Burgos, han llegado a conclusiones importantes respecto a las dentaduras de los homínidos encontrados en las excavaciones.
 
José María Bermúdez de Castro, investigador del CSIC, ha dirigido este estudio que aporta nuevos datos sobre las costumbres y el tipo de vida de estas poblaciones; el trabajo se ha publicado recientemente en la revista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) de Estados Unidos.   
  
Según informó el CSIC en un comunicado, el estudio revela que los homínidos del Pleistoceno, como los recuperados desde hace años en la Sima de los Huesos de Atapuerca, sufrían un desgaste muy rápido de las coronas de sus dientes, sobre todo debido al consumo de alimentos crudos. Los vegetales crudos, por ejemplo, necesitan un proceso de masticación prolongado, y si además contienen partículas silíceas (fitolitos) provocan la abrasión del esmalte y la dentina. El continuo frotamiento de los dientes de ambas mandíbulas también produce una atrición que desgasta las coronas.  
 
Se sabe que estas poblaciones utilizaban los incisivos y caninos (dientes anteriores) como una verdadera herramientas, para sujetar objetos, desgarrar alimentos y otras funciones. Estos usos también desgastaban muy rápidamente las coronas de los dientes anteriores. Los adolescentes y jóvenes de la Sima de los Huesos presentaban un grado de desgaste de incisivos y caninos que los humanos actuales sólo alcanzamos si sobrevivimos hasta los 70 años sin perder esos dientes. 
 
Un desgaste anual de 0,3 milímetros
Estudiando las mandíbulas de los adolescentes descubiertos (60% de los individuos hallados en la Sima de los Huesos), los científicos han podido calcular, por primera vez, la velocidad de desgaste de las coronas de estos dientes en una población del Pleistoceno, determinando que cada año los incisivos perdían por desgaste 0,3 milímetros de la altura de su corona.  

José María Bermúdez de Castro, investigador del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales y codirector de Atapuerca, declaró: "Si tenemos en cuenta que estos dientes despuntan en la encía y comienzan a ser funcionales hacia los siete u ocho años, y que la altura de su corona es de unos 11-13 milímetros, es fácil calcular que entre los 40 y 50 años la corona de los incisivos de estos homínidos desaparecía completamente por desgaste".   

Ancianos de 40 años
Otra de las investigadoras de Atapuerca, Marina Lozano, de la Universidad de Tarragona, que está realizando su tesis bajo la dirección de Bermúdez de Castro, se centra en estudiar las alteraciones en el esmalte y las marcas que quedan en los dientes tras su uso. Además, comparará las dentaduras de estos homínidos con las de otras poblaciones de los siglos XIX y XX (como esquimales y fueguinos) que se conservan en la Universidad de Cambridge.  

Eran pocos los individuos de Atapuerca que llegaban a vivir 40 años, y muy excepcionales los que cumplían los 50, pero cuando lo hacían tenían enormes dificultades para masticar los alimentos y luchar por la supervivencia. Conocer la velocidad de desgaste de los incisivos permite a los científicos estimar con precisión la edad de muerte de los adultos, así como avanzar en los estudios demográficos de este periodo, afirman los investigadores.
  
PALEOPATOLOGÍA
El equipo de Atapuerca estudia las enfermedades de hace 300.000 años

Un solo cráneo puede aportar información sobre la causa más probable de la muerte de un individuo que vivió hace 300.000 años. Si se dispone de los restos fósiles de más de 30 homínidos de la especie Homo heidelbergensis, lo que se obtiene es una reconstrucción bastante fiable de la salud de una población entera. «Este es uno de los aspectos biológicos que investigamos los paleoantropólogos», explica José María Bermúdez de Castro, codirector del equipo científico de los yacimientos de la Sierra de Atapuerca (Burgos).

Las técnicas médicas actuales, como el escáner o los rayos X, son de gran ayuda en esta labor detectivesca, que consiste en formular hipótesis sobre posibles dolencias a partir de las huellas que han dejado en los huesos. Aunque las conclusiones son mucho más amplias cuando se dispone de tejidos blandos (de individuos momificados), la paleopatología basada en restos óseos aporta datos espectaculares.

Este análisis permite conocer tanto el estado general de salud como dolencias concretas. Se sabe que muchos de los antiguos pobladores de la sierra burgalesa sufrían artrosis en la articulación que conecta el cráneo con la mandíbula. «Probablemente, se debía a una masticación prolongada de vegetales sin cocer», apunta Bermúdez de Castro. También se han observado casos muy curiosos de discapacitados. Un homínido de unos 40 años, conocido como Agamenón, fue víctima de una infección. Un crecimiento óseo anómalo del canal auditivo, por el que entra el sonido, hizo que se le cerrase. Por ello, «posiblemente perdió parte de la audición», señala el paleoantropólogo. Otro caso digno de mención es el de un adolescente que tuvo un golpe muy fuerte en una de las cejas y es muy probable que se deteriorase su visión.

El individuo cuyo cráneo recibe el sobrenombre de Miguelón, hallado en pleno apogeo del ciclista Miguel Indurain, debió pasar un mal rato por problemas bucales. «El pobre tuvo una patología tremenda en la cara, producto, seguramente, de la rotura de un diente», según el experto. El resultado fue una infección y un «flemón considerable». Es más, «esto le pudo causar la muerte».

Pero los problemas dentales no eran frecuentes y no se ha encontrado una sola caries. Esto no es extraño si se consideran sus hábitos alimenticios. «Los hidratos de carbono no eran tan abundantes en su dieta como lo son actualmente, sobre todo en las sociedades con azúcares muy refinados, que son los que facilitan la formación de caries», expone el codirector del equipo que investiga estos fósiles hallados en la cueva conocida como Sima de los Huesos. Lo que sí muestran las numerosas piezas dentales que se han recuperado es un rasgo característico de los problemas de nutrición: falta de formación de esmalte.

Es un signo que, en esta población concreta, no está relacionado con la carencia de alimentos, sino con cambios dietéticos. Como si fuesen los surcos de un árbol que indican su edad, quedan marcas en puntos de los dientes que corresponden a una época concreta, en torno a los dos o tres años. Se cree que están asociadas al momento del destete. La sustitución de la leche materna por otro tipo de alimentos puede provocar dificultades digestivas. «Es un periodo difícil», asegura Bermúdez de Castro. «El niño lo pasaría mal durante dos o tres semanas, y era entonces cuando se detenía el crecimiento del esmalte y quedaba una cicatriz».

Una lactancia tan prolongada proporcionaba a los críos que alcanzaban los tres o cuatro años una espléndida protección para el resto de su vida. Sin embargo, entre los habitantes de Atapuerca se registraba, probablemente, una alta mortalidad infantil. «Los individuos que nacían con algún tipo de deficiencia morían muy rápidamente, y otros fallecían en el parto». El especialista estima que en torno a un 40% de los menores perecía antes de cumplir 10 años. A partir de esa edad, podían perder la vida por accidentes o por el ataque de algún depredador. En cualquier caso, su grado de organización social evitaba en gran medida este tipo de incidentes. Un hecho sorprendente es que no se ha encontrado ninguna fractura en los huesos de Homo heidelbergensis, aunque en sus cráneos hay numerosos traumatismos.

A pesar de constituir una especie bien adaptada a su entorno, con individuos fuertes y saludables, serían muy pocos los elegidos que superaban los 40 años. «Las mujeres sufrían un desgaste tremendo, porque empezaban a tener sus primeros hijos a los 16 o 17 años», aventura Bermúdez de Castro. Concebían nuevos vástagos cada tres o cuatro años. Estas féminas no recibían, lógicamente, asistencia médica en el parto. Tampoco les hacía falta: la pelvis denominada Elvis muestra un canal o anillo óseo relativamente más grande que el de los humanos actuales, que permitiría que el bebé saliese del útero materno con muchas menos dificultades de las que hoy en día tienen que soportar las mujeres.

En Atapuerca también habitaba otra especie, el Homo antecessor, que vivió hace un millón de años y es el último antepasado común de los neandertales y los humanos modernos. Hasta ahora no se han hallado suficientes restos fósiles como para hacer un análisis en profundidad de las patologías de estos homínidos que practicaban el canibalismo.  
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