lunes, 16 de marzo de 2015

El desarrollo del cerebro del erectus, una polémica clave para la comprensión de su historia de vida

Se ha considerado que Homo erectus disponía de un tamaño de cuerpo grande, piernas largas, abdomen reducido, gran cerebro, dieta de alta calidad que incluía la carne, aumento de la complejidad del juego de herramientas y avanzada organización social haciendo hincapié en el hecho de compartir los alimentos. Sin embargo, trabajos recientes han puesto de manifiesto que algunos de estos cambios críticos tuvieron lugar después de la aparición de H. erectus (Hublin, Neubauer y Gunz, 2015).
  • Entre 1,8-1,5 Ma, los primeros miembros africanos del H. erectus muestran volúmenes endocraneales en el rango de 800-900 cc, aunque los cráneos de Dmanisi (Georgia) son sustancialmente más pequeños.
  • En comparación con los humanos modernos, los cerebros de H. erectus muestran diferencias morfológicas significativas, incluyendo baja altura del cerebro, proporciones alargadas y anchas, zonas temporoparietales menos desarrolladas y lóbulos frontales estrechos, fuerte proyección posterior de los lóbulos occipitales, y posicionamiento anterior de la fosa cerebelosa. 
  • El tamaño corporal y cerebral de H. erectus, llevó a asignar rasgos de historia de vida de esta especie dentro de la moderna gama de variación. Sin embargo, esta predicción no concuerda con el registro fósil.
    • A partir de la pelvis BSN49/P27 de Gona se ha estimado un tamaño neonatal del cerebro de 315 cc; sobre la base del volumen endocraneal de Perning 1, de entre 0,5-1,5 años de edad, el crecimiento del cerebro es intermedio entre los chimpancés y los humanos actuales, lo que indica un periodo más corto de crecimiento cerebral. 
    • Descubrimientos recientes demuestran grandes variaciones en el tamaño del cerebro y la forma del cuerpo de erectus, que recuerdan a las observadas en las poblaciones modernas. 
    • KNM-WT 15000 (el Niño de Nariokotome) proporcionó una oportunidad única para comparar la edad de calendario, el desarrollo dental y el desarrollo del esqueleto. KNM-WT 15000 se considera que es una persona de sexo masculino que murió en una etapa temprana de la adolescencia. Su edad de desarrollo esquelético establecido en los escenarios de la osificación de la epífisis es cerca de 13-13,5 años para los estándares modernos. Para esta edad, KNM-WT 15000 disfruta de la estatura (aproximadamente 160 cm) y masa corporal (aproximadamente 48 kg) de un adolescente africano moderno de 15-18 años de edad. Por el contrario, el desarrollo dental, con los caninos deciduos superiores todavía en su lugar y terceros molares erupcionados, es comparable con la de los niños modernos de poco más de 10 años de edad. Suponiendo un punto medio de edad de desarrollo ca 12 años de edad, así como un crecimiento de estatura comparable con la de los seres humanos existentes y suponiendo un estirón en la adolescencia, se estimó una altura de adulto probable de 185 cm, pero con un máximo posible de 197 cm. Sin embargo, hasta la fecha no ha aparecido ningún H. erectus de una talla similar. El análisis de las microestructuras del esmalte y la dentina muestra claramente que los H. erectus se desarrollaban mucho más rápido que los humanos existentes. Al morir, KNM-WT 15000 tenía una edad cronológica entre 7,6 y 8,8 años, y un desarrollo más rápido. Cuando todos estos parámetros se tienen en cuenta, KNM-WT 15000 muestra un patrón de desarrollo somático más cercano al de un chimpancé que a la de un humano moderno. En particular, el contraste entre su desarrollo esquelético y su edad desafía seriamente la idea de que el crecimiento de H. erectus ya exhibió una desaceleración en la infancia.
  • Todas estas diferencias tienen importantes implicaciones sociales, económicas y psicológicas. En general, es muy poco probable que las capacidades cognitivas y habilidades sociales de H. erectus pudieran ser comparables a las de los últimos H. sapiens.
Niño de Mojokerto
Zachary Cofran (2013) considera por el contrario que la tasa de crecimiento del encéfalo del erectus es similar a la del sapiens moderno, lo que puede indicar los mismos requerimientos energéticos y de atención parental durante la infancia. También, una proliferación rápida de las conexiones neuronales en el erectus y con ello una infancia estimulada intelectualmente, incluyendo los planos social y lingüístico. La adolescencia pudo haber aparecido en esta especie; sus beneficios pudieron ser una menor tasa de mortalidad en la primera cría, ya que durante la adolescencia se aprende y experimenta sobre la maternidad y paternidad (Bermúdez de Castro et al, 2004).

Zachary Cofran y Jeremy M. DeSilva  han simulado tasas anuales promedio de crecimiento absoluto de volumen endocraneal (AR) y cambio de tamaño proporcional (PSC) en H. erectus, utilizando estimaciones del volumen endocraneal (ECV) neonatal y un rango de edades para el H. erectus de Mojokerto y considerando un tamaño medio de 800 cc para el cerebro del erectus adulto de Java.

Los autores han comparado los valores para H. erectus con los de la serie ontogenética de humanos, chimpancés y gorilas desde el nacimiento hasta los seis años. Los resultados son consistentes con otros estudios de crecimiento del ECV en taxones existentes:
  • Existe una amplia coincidencia en el PSC entre todos los hominoideos actuales durante el primer año después del parto, con un continuado pero menor solapamiento entre los humanos actuales y los chimpancés a los seis años. 
  • Las ARs de los humanos actuales son mayores que las de los simios, aunque hay una superposición modesta hasta los 0,50 años. Las ARs de los simios se superponen a lo largo de la secuencia, con los gorilas ligeramente por encima de los chimpancés hasta los 0,50 años.
  • El PSC simulado del H. erectus a los 0,50 años, se puede encontrar en todas las especies de hominoideos actuales. Después de los 2,5 años, la mediana cae por debajo de la de humanos actuales y chimpancés.
  • Las ARs del H. erectus se elevan por encima de las de todos los taxones existentes antes de 0,50 años. Después de los dos años caen fuera del rango humano actual, pero todavía están por encima de los rangos de simios.
    • El niño de Mojokerto es un cráneo infantil descubierto en Perning (Mojokerto) en 1936, de 630 cc. Los autores aceptan que la edad a la muerte de este individuo era de un año, lo que conduciría a unas ARs en la mitad inferior de la gama humana.
Estos resultados apuntan a altricialidad secundaria en H. erectus, lo que implica que las adaptaciones humanas fundamentales para aumentar la disponibilidad de energía de las hembras pueden haber sido establecidas hace al menos 1 Ma.

La ampliación del espacio cognitivo en el eje ontogenético

Tasas anuales promedio de crecimiento absoluto de volumen endocraneal en Gorila, chimpancé, H. erectus y humanos actuales.