Los científicos han sido capaces de medir y analizar los cráneos fósiles de nuestros ancestros ancestrales para estimar el volumen y el crecimiento del cerebro. La cuestión de cómo estos cerebros antiguos se comparan con los cerebros humanos modernos y los cerebros de nuestro primo de primates más cercano, el chimpancé, continúaser un objetivo importante de investigación.
Un nuevo estudio publicado en Avances científicos utiliza tecnología de tomografía computarizada para ver huellas cerebrales de tres millones de años dentro de cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis famoso por "Lucy" y "Selam" de la región Afar de Etiopía para arrojar nueva luz sobre la evolución de la organización y el crecimiento del cerebro. La investigación revela que, si bien las especies de Lucy tenían una estructura cerebral tipo simio, el cerebro tardó más enalcanzar el tamaño adulto, lo que sugiere que los bebés pueden haber tenido una mayor dependencia de los cuidadores, un rasgo similar al humano.
La tomografía computarizada permitió a los investigadores obtener dos preguntas de larga data que no pudieron ser respondidas solo por observación visual y medición: ¿Hay evidencia de una reorganización cerebral similar a la humana? Australopithecus afarensis ¿y fue el patrón de crecimiento cerebral en esta especie más similar al de los chimpancés o al de los humanos?
Para estudiar el crecimiento cerebral y la organización en A. Afarensis , los investigadores, incluido el paleoantropólogo de la ASU William Kimbel, escanearon ocho cráneos fósiles de los sitios etíopes de Dikika y Hadar utilizando tomografía computarizada convencional y sincrotrón de alta resolución. Kimbel, líder del trabajo de campo en Hadar, es directora del Institutode Human Origins y Virginia M. Ullman, profesora de Historia Natural y Medio Ambiente en la Escuela de Evolución Humana y Cambio Social.
La especie de Lucy habitó en África oriental hace más de tres millones de años - se estima que la propia "Lucy" tiene 3.2 millones de años - y ocupa una posición clave en el árbol genealógico homínido, ya que es ampliamente aceptado que es ancestral de todoshomínidos posteriores, incluido el linaje que conduce a los humanos modernos.
"Lucy y sus parientes proporcionan evidencia importante sobre el comportamiento temprano de los homínidos: caminaron erguidos, tenían cerebros que eran alrededor de un 20 por ciento más grandes que los de los chimpancés y pueden haber usado herramientas afiladas de piedra", explica el coautor Zeresenay Alemseged Universidad de Chicago, quien dirige el proyecto de campo Dikika en Etiopía y es un afiliado de investigación internacional con el Instituto de Orígenes Humanos.
Los cerebros no se fosilizan, pero a medida que el cerebro crece y se expande antes y después del nacimiento, los tejidos que rodean su capa externa dejan una huella en el interior de la caja ósea cerebral. Los cerebros de los humanos modernos no solo son mucho más grandes que los de nuestroparientes simios vivos más cercanos, pero también están organizados de manera diferente y tardan más en crecer y madurar. En comparación con los chimpancés, los bebés humanos modernos aprenden más y dependen por completo del cuidado de los padres durante períodos de tiempo más largos. Juntas, estas características son importantes para la cognición humana y socialcomportamiento, pero sus orígenes evolutivos siguen sin estar claros.
Las tomografías computarizadas dieron como resultado "endocasts" digitales de alta resolución del interior de los cráneos, donde la estructura anatómica de los cerebros se podía visualizar y analizar. Con base en estos endocasts, los investigadores podían medir el volumen cerebral e inferir aspectos clave deorganización cerebral a partir de impresiones de la estructura del cerebro.
Una diferencia clave entre los simios y los humanos implica la organización del lóbulo parietal del cerebro, importante en la integración y el procesamiento de la información sensorial, y el lóbulo occipital en el centro visual en la parte posterior del cerebro. El endocast excepcionalmente preservado de "Selam, "un cráneo y esqueleto asociado de un Australopithecus afarensis el infante encontrado en Dikika en 2000, tiene una impresión inequívoca del surco semilunar, una fisura en el lóbulo occipital que marca el límite del área visual que es más prominente y se ubica más adelante en los simios que en los humanos, en un monoposición similar a la exploración de la huella endocraneal de un adulto A. Afarensis el fósil de Hadar AL 162-28 revela una impresión previamente no detectada del surco semilunar, que también está en una posición de simio.
Algunos científicos habían conjeturado que la reorganización cerebral similar a la humana en australopiths estaba vinculada a comportamientos que eran más complejos que los de sus parientes simios p. Ej., Fabricación de herramientas de piedra, mentalización y comunicación vocal. Desafortunadamente, el surco semilunar típicamenteno se reproduce bien en endocasts, por lo que hubo una controversia no resuelta sobre su posición en Australopithecus .
"Lo más destacado de nuestro trabajo es cómo la tecnología de punta puede aclarar los debates de larga data sobre estos fósiles de tres millones de años", señala el coautor Kimbel. "Nuestra capacidad de" mirar "en los detalles ocultos del hueso yla estructura dental con tomografías computarizadas realmente ha revolucionado la ciencia de nuestros orígenes "
Una comparación de los volúmenes endocraneales de lactantes y adultos también indica un crecimiento cerebral más prolongado similar al de los humanos Australopithecus afarensis , probablemente crítico para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil en homínidos.
En los bebés, las tomografías computarizadas de la dentición permiten determinar la edad de un individuo al morir contando líneas de crecimiento dental. Similar a los anillos de crecimiento de un árbol, las secciones virtuales de un diente revelan líneas de crecimiento incrementales que reflejan el ritmo interno del cuerpo.Al estudiar los dientes fosilizados del bebé Dikika, los expertos dentales del equipo calcularon una edad de muerte de 2.4 años.
El ritmo de desarrollo dental del bebé Dikika fue ampliamente comparable al de los chimpancés y, por lo tanto, más rápido que en los humanos modernos. Pero dado que el cerebro de Australopithecus afarensis los adultos eran aproximadamente un 20 por ciento más grandes que los de los chimpancés, el pequeño volumen endocraneal del niño Dikika sugiere un período prolongado de desarrollo cerebral en relación con los chimpancés.
"La combinación de la estructura cerebral simiesca y el crecimiento cerebral prolongado similar al humano en la especie de Lucy fue inesperada", dice Kimbel. "Ese hallazgo respalda la idea de que la evolución del cerebro humano fue en gran medida un asunto poco frecuente, con un crecimiento cerebral extendido que aparece antes del origen denuestro propio género Homo . "
Entre los primates, diferentes tasas de crecimiento y maduración están asociadas con diferentes estrategias de cuidado infantil, lo que sugiere que el período extendido de crecimiento cerebral en Australopithecus afarensis puede haber estado relacionado con una larga dependencia de los cuidadores. Alternativamente, el crecimiento lento del cerebro también podría representar principalmente una forma de difundir los requisitos energéticos de la descendencia dependiente durante muchos años en entornos donde la comida no siempre es abundante. En cualquier caso, cerebro prolongadoadelgazar Australopithecus afarensis proporcionó la base para la evolución posterior del cerebro y el comportamiento social en los homínidos y probablemente fue fundamental para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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