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15 febrero 2011

El Australopithecus Afarensis tenía un sistema de locomoción exclusivamente bípedo



Desde el descubrimiento en 1974 de Lucy, espécimen que corresponde a la especie Australopithecus Afarensis, los paleontólogos han estado discutiendo si esta especie tenía un sistema de locomoción  exclusivamente bípedo o, si por el contrario, se trataba de un trepador arbóreo que ocasionalmente bajaba a la superficie.


En este inicio del año 2011 hemos tenido constancia de dos noticias que parece que ponen punto y final a este debate, concluyendo que si bien los primeros homínidos caminaban erguidos pero tenían conductas arbóreas, la consolidación del sistema de locomoción bípedo tuvo lugar entre hace 4,2 y 3,5 millones de años, estando plenamente evidenciado en Australopithecus Afarensis hace 3,2 millones de años.


La primera noticia  está relacionada con el estudio del carpo de la muñeca de  varios fósiles de 'Australopithecus' y de primates actuales que ha permitido a un equipo internacional liderado por el Instituto Catalán de Paleontología (ICP) fijar el inicio del bipedismo humano entre los 4,2 y los 3,5 millones.


Realizaron tomografías computarizadas de alta resolución del hueso capitatum (es el hueso de la parte central de la muñeca) de primates actuales con diferentes formas de locomoción y postura, y en homínidos fósiles de Kenia los Australopithecus anamensis de Kanapoi (4, 2 Ma) y Au. cf. Afarensis de South Turkwell (3,5 Ma). 

Los investigadores constataron que las especies con comportamientos arbóreos redirigen constantemente la fuerza hacia el hueso central, mientras que las especies terrestres y bípedas sitúan esta fuerza hacia la zona del pulgar. 


La conclusión fue que el Australopithecus anamensis sigue conductas arbóreas, mientras que el Australopithecus afarensis no.

Esta transformación se produjo en un intervalo de hace 4,2 y 3,5 millones de años tal y como apunta el estudio.

La segunda noticia corresponde al hallazgo de un hueso (metatarso) del pie de Australopithecus Afarensis  que corrobora el bipedismo de esta especie hace 3,2 millones de años.


Ahora el “azar del destino”   ha permitido a  Donald Johanson, paleoantropólogo de la Universidad Estatal de Arizona y descubridor de Lucy, presentar en Science el primer metatarso completo del pie de un Australopithecus Afarensis, que confirma que esta especie tenía un sistema de locomoción bípedo plenamente adquirido.


El hueso muestra muchas similitudes con los metatarsos del sapiens. Su curvatura y disposición demuestran que Lucy y los suyos tenían un pie curvado en arco hecho para absorber los impactos y producir el impulso necesario para andar erguidos


Estas dos evidencias del bipedalismo de los australopithecus afarensis, vienen a completar un estudio que conocimos en Marzo de 2010 y que, a través del análisis de las huellas de Laetoli con un método experimental, mostraba que las pisadas de Laetoli evidenciaban marcas de los dedos y el talón similares a las de los seres humanos modernos.



Los científicos realizaron un experimento en que un grupo de seres humanos se desplazaba sobre la arena. 

Unos lo hacían de manera bípeda como los seres humanos modernos y otros inclinados como chimpancés. 

Los modelos tridimensionales de sus huellas fueron analizados por los científicos encabezados por Adam Gordon, del Laboratorio de Morfología Evolutiva de Primates de la Universidad de Albany (Nueva York).

 

Las tres adaptaciones fundamentales de los seres humanos en el proceso evolutivo son la locomoción bípeda, el aumento del cerebro y la tecnología.  La primera gran adaptación que apareció de estas tres fue el bipedismo.

Antes de estas evidencias se pensaba que Homo Erectus era el primer homínido que había conseguido una bipedia completa.

Cabe preguntarse ahora si la aparición de la tecnología puede haberse producido también antes de lo pensado y estar vinculada a Australopithecus Afarensis; en agosto de 2010 se especuló con esta posibilidad. Aunque posteriormente otros investigadores negaron esta hipótesis.

Una vez llegados a este punto, no puedo dejar pasar la oportunidad de recordar la importancia de la aparición del bipedismo en la evolución de los homínidos. Esta adaptación está considerada como característica de los homínidos,y constituye la principal diferencia con respecto a los primates. Algunos primates pueden desplazarse bípedamente por el terreno, pero esa posición no la pueden mantener de forma continuada porque supone un elevado coste energético y esfuerzo muscular.

El bipedismo y la postura erguida supuso un cambio en la estructura física de los homínidos que repercutió en una serie de ventajas gracias a las cuáles estamos hoy aquí:

- mayor control visual del territorio
- menor esfuerzo a la hora de desplazarse
- disponer de las manos libres para fabricar instrumentos, transportar crías, cargar con alimentos, etc…
- tener menos superficie corporal sometida a las altas temperaturas.

Lo que parece claro es que la aparición del bipedismo y de los homínidos son dos fenómenos que están vinculados entre sí; a pesar de que la bipedia completa se consiguió hace 3,2 millones de años, tal como muestra el hallazgo del que hemos hablado con anterioridad, la postura bípeda está presente en los primeros homínidos, cuya fecha de aparición según el reloj genético se sitúa en torno a los 7 millones de años.

Se han dado muchas hipótesis acerca de la aparición del bipedismo; no voy a aburrir enumerando todas ellas, pero sí me voy a detener en tres de ellas.

bipedismo

La primera hipótesis que voy a mencionar es la que propuso Owen Lovejoy en  el año1988; el bipedismo es el resultado de una estrategia general de supervivencia en la que se ve implicada la reproducción y las conductas sociales.

 Según este autor, una de las innovaciones fundamentales de los homínidos fue la aparición de la familia nuclear: la monogamia y el cuidado de las crías a cargo de sus progenitores. 

Al macho le correspondería aprovisionar de alimentos a la familia; necesitaría liberar las manos para poder acarrear alimentos; esto supone un suplemento energético que repercute  en la mejor alimentación de las crías y favorece la reducción del tiempo entre nacimientos, facilitando además la cría simultánea de más de un hijo.
Los detractores de la hipótesis de Lovejoy basan sus argumentos en el dimorfismo sexual presente en Australopithecus Afarensis, ya que la variabilidad de tamaño entre machos y hembras es comparable a la de especies poligínicas, un macho y varias hembras.

La defensa de Lovejoy se resume en el fragmento de la entrevista Un gran paso para la humanidad:

El mayor dimorfismo en Australopithecus es un resultado natural del modelo de aprovisionamiento. Con uniones de pareja, las hembras necesitaban seleccionar a los machos de los que más pudiese confiarse que sobrevivirían a las búsquedas de alimento. Ahora está claro que cuando los Australopithecus se desplazaron a los prados y sabanas (al menos en busca de alimentos) debieron de estar sometidos a una predación bastante intensa. Ser más grande sería una buena defensa contra esa predación. Así que las hembras seleccionarían a machos que fuesen grandes. Los machos, por otra parte, al proporcionar alimento lo hacían GENÉTICAMENTE para su prole, no para sus parejas (aun cuando sus parejas eran probablemente los cuidadores primarios de la prole), porque no estarían genéticamente emparentados con sus parejas, sólo con su prole. Así que los machos elegirían hembras de menor tamaño que no "compitiesen" por el alimento con su prole. El dimorfismo sexual en tamaño corporal CARECE muy a menudo de cualquier relación con la competición por las parejas. Los homínidos NO podrían haber vivido en "harenes"; esa estrategia deja sin pareja a muchos machos, que entonces buscan hembras activamente, lo que lleva a constantes conflictos entre los machos restantes (no ligados) y reduce las probabilidades de supervivencia de la prole. Si los Australopithecus hubiesen tenido "harenes" los machos habrían tenido que pasar su tiempo en conflicto con otros machos, un sistema que no habría tenido ninguna ventaja reproductiva significativa. Pero los homínidos se extendieron geográficamente por gran parte del África oriental y central: tuvieron un gran éxito reproductivo. La progresiva reducción en tamaño y cambio de la forma de los caninos (especialmente los superiores) entre los Ardi tempranos y tardíos nos dice que no estaba ocurriendo esta clase de comportamiento (intenso conflicto entre machos)...

Rodman y McHenry plantearon una hipótesis en los años 80, que se relaciona con los cambios climáticos que se dan a fines del Mioceno.

El aprovechamiento de los recursos alimenticios exigiría recorrer largas distancias y ,en función de ello, se dio una transformación en el sistema locomotor. 

El bipedismo es más eficaz, desde el punto de vista energético, para los desplazamientos.


El sistema de desplazamiento chimpancé es 50% menos eficaz que el de cualquier otro cuadrúpedo y, aunque el bipedismo humanos es menos eficaz, cuando se trata de correr, que los cuadrúpedos tradicionales, es más eficaz energéticamente a la hora de cubrir distancias largas.

 Peter Wheeler propuso en 1993 la hipótesis de la termorregulación, según  la cual el bipedismo implica que sólo cabeza y hombros se exponen al sol, reduciéndose en un 60% el calor absorbido.

En la parte del cuerpo más expuesta, la cabeza, disponemos de la protección del pelo, mientras que en el resto del cuerpo hemos desarrollado la sudoración para evitar el sobrecalentamiento (la pérdida de pelo en otras zonas del cuerpo puwede ser una adaptación para aumentar la sudoración y eliminar así el calor.

Además, cerca del suelo el aire está más caliente, mientras que cuanto más arriba hay más circulación de aire.

Esto hubiese permitido forrajear en las horas del día en que los depredadores descansan.

Ese proceso del bipedismo hubiese ido acompañado de una ordenación vertical del riego sanguíneo para permitir la refrigeración del cerebro. Esto permitiría, a su vez, su incremento.

Fuentes:

- The Arched Metatarsal of Australopithecus afarensis 

- Fossil find puts 'Lucy' story on firm footing

 - La muñeca de los Australopithecus clave para entender el bipedismo 

- Nuestros antepasados ya caminaban erguidos hace 3,6 millones de años, antes que 'Lucy'








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