Arxiu d'etiquetes: arbre-filogenètic

Avantpassats teus que no et van ensenyar a l’escola

Segur que et sonaran algun dels noms següents, ja que són els ancestres clàssics que vam aprendre a l’escola: Lucy, Homo habilis, Homo erectus, l’home de Neandertal… però la nostra història té molts més protagonistes, i de tant en tant es fan nous descobriments que modifiquen l’arbre del nostre llinatge. Descobreix en aquest article les últimes troballes que no van poder explicar-te els teus professors.

HOMO NALEDI

Reconstrucción facial de Homo naledi por John Gurche. Foto de Mark Thiessen.
Reconstrucció facial de Homo naledi per John Gurche. Foto de Mark Thiessen.

És gairebé obligat començar amb un dels descobriments més recents que està animant les discussions dins de la paleoantropologia per guanyar-se un lloc clau en el nostre arbre genealògic. El descobriment d’una nova espècie, Homo naledi, es va publicar el 10 de setembre de 2015 amb Lee Berger al capdavant. Es va descobrir en un sistema de coves de Sud-àfrica anomenat Rising Star, a la cambra Dinaledi (naledi significa “estrella” en la llengua local, el sesotho). És especialment interessant per diversos motius:

  • Al jaciment de moment s’han trobat més de 1.700 fòssils humans acumulats, convertint-lo en el més gran de Sud-Àfrica, per darrere de la famosa Sima de los Huesos (Atapuerca, Espanya), el més gran que existeix, amb més de 6.000 fòssils.
  • La cova és de molt difícil accés, amb passadissos de 19 cm d’ample, pel que va ser un equip seleccionat de 6 paleoantropòlogues primes qui va arribar fins a ells.

Esquema del sistema de cuevas de la cámara Dinaledi. Imagen de Jason Treat, NGM Staff, NGM maps, fuente: Lee Berger, Wits. Tomada de National Geographic.
Esquema del sistema de coves de la cambra Dinaledi. Imatge de Jason Treat, NGM Staff, NGM maps. Font: Lee Berger, Wits. Adaptada de National Geographic.

  • Els ossos van pertànyer a 15 individus de totes les edats, mascles i femelles, de manera que es pot obtenir extensa informació sobre aquesta nova espècie. Alguns fins i tot estaven a simple vista al terra de la cova i sense mineralitzar.
  • Les característiques físiques de H. naledi són una barreja de trets d’Homo (alçada, peus) i Australophitecus (espatlles, pit, pelvis), el gènere a partir del qual la majoria de científics creu que apareix Homo fa 2,8-2, 5 milions d’anys. Això pot suggerir que H. naledi podria ser el primer Homo, la baula perduda entre els australopitecs i nosaltres.

    Una parte de la impresionante cantidad de huesos de Homo naledi descubiertos. Foto de John Hawks
    Una part de la impressionant quantitat d’ossos d’Homo naledi descoberts. Foto de John Hawks
  • El més intrigant d’aquest descobriment és que es creu que els ossos van ser posats deliberadament allà. Per la geografia del lloc, l’accés a la cova era el mateix que l’actual, no van poder caure a la fossa, els ossos no va poder portar-los un torrent d’aigua ni cap animal, no presenten marques de violència… Podria tractar-se d’un ritual funerari? Fins ara, els primers ritus s’atribueixen a H. neanderthalensis, de característiques físiques més modernes i gran capacitat craniana comparada amb H. naledi (1.475 cm3 versus 560 cm3 com a màxim).

La resta d’Homo més antic conegut, amb 2,8 milions d’anys, correspon a una mandíbula trobada a Afar al març de 2015 que no s’ha associat a cap espècie. Va ser H. naledi el primer Homo? És realment una espècie molt antiga? És possible que tingués autoconsciència tan aviat i es preocupés pels seus morts? Malauradament, els investigadors encara no han pogut datar les restes, de manera que encara queden moltes preguntes sense respondre i caldrà esperar a futures interpretacions sobre una de les troballes més importants dels darrers temps.

ELS DENISOVANS

A la cova de Denisova (Sibèria) es va trobar el 2008 un fòssil gens espectacular: un tros d’un os de dit que es va datar en 30.000 anys d’antiguitat i es va atribuir a un individu d’uns 8 anys. Però quan es va extreure l’ADN, es va concloure que no pertanyia ni a H. sapiens ni a H. neanderthalensis, sinó a una espècie nova. Més tard es trobarien dos queixals d’un individu diferent de la mateixa població que el del dit, que va resultar ser una nena. En la mateixa cova a més, es van trobar restes neandertals i de sapiens.

Diente, muela, denisova, denisovanos, teeth, tooth, denisova
Els molars denisovans. Foto de l’Institut Max Planck.

És possible que els denisovans s’hibridessin amb sapiens? Estudis d’ADN en les poblacions actuals, indiquen que un 5% de l’ADN dels aborígens australians, papús i altres pobles de Melanèsia és denisovà. D’altra banda sabem que el 20% acumulat de les poblacions europees és Neandertal.

ON ELS SITUEM EN EL NOSTRE LLINATGE?

Es baralla que neandertals i denisovans van tenir un ancestre comú (H. heidelbergensis), que va emigrar cap a l’oest d’Europa i Àsia central donant lloc a H. neanderthalensis, que posteriorment es va hibridar amb nosaltres, i cap al sud-est asiàtic on donaria lloc al hominí de Denisova que també es va aparellar amb H. sapiens, el que explicaria la presència d’ADN en les poblacions actuals d’Australàsia.

¿COM EREN?

La inexistència de més fòssils o restes d’objectes i eines ens impedeixen saber quin aspecte tenien i quines eren les seves habilitats. Tampoc s’ha trobat explicació a la mancança d’ADN denisovà a les poblacions russes o xineses, tan properes geogràficament a la cova de Denisova. Els denisovans segueixen sent un gran misteri per a la ciència.

LA DONA DE FLORES

Homo floresiensis. Reconstrucción de John Gurche
Homo floresiensis. Reconstrucció de John Gurche. Foto de Chip Clark

Homo floresiensis, com el seu nom indica, va habitar a l’illa de Flores (Indonèsia) fa només entre 95.000 i 12.000 anys. Es va descobrir fa 12 anys. És l’únic jaciment on s’ha trobat aquesta espècie.

Com en els fòssils anteriors, la barreja de característiques va cridar l’atenció de la comunitat científica, sobretot per la seva petita capacitat craniana i la seva poca alçada, el que li va valer el sobrenom de hobbit. Primer es va pensar que es tractava d’un individu amb alguna patologia, o un pigmeu d’una espècie coneguda, ja que la seva morfologia era molt estranya tractant-se de fòssils tan moderns. Però actualment es disposa de restes d’almenys 12 individus amb les mateixes característiques, el que inclina la balança cap al seu rang d’espècie.

COM EREN?

  • Poca alçada: l’esquelet més complet pertany a una femella de només un metre d’alçada i 25 kg de pes.
  • Crani petit: la seva capacitat craniana (380-420 cm3) era semblant a la dels australopitecs o un ximpanzé actual, però el cervell tenia una anatomia més semblant a Homo. Les dents eren grans en relació al crani.

Reproducción de cráneo de Homo floresiensis. American Museum of National History. Foto de Mireia Querol
Reproducció del crani LB1 de Homo floresiensis. American Museum of National History. Foto de Mireia Querol

  • Peus llargs i cames curtes: els peus eren molt llargs en relació a les cames, que eren curtes i robustes. Això i més característiques suggereixen que la locomoció era diferent a la nostra i eren mals corredors.
  • Braços llargs: a més d’una proporció de braços més propera als australopitecs i H. habilis que a sapiens, eren robustos i tenien una musculatura poderosa.
  • Indústria lítica i foc: a més de trobar eines d’hominins anteriors, s’han associat eines a H. floresiensis amb una tecnologia semblant a la Olduvaiana africana, la primera que es va inventar. També dominava el foc.

PER QUÈ EREN TAN PETITS?

La controvèrsia continua: ¿era un descendent directe d’Australophitecus (¿com hauria viatjat tan lluny, des d’Àfrica?), o un membre recent del nostre arbre genealògic que es va quedar petit per manca de recursos?

El nanisme insular és un procés evolutiu conseqüència d’un aïllament a llarg termini en una zona petita amb recursos limitats i absència de depredadors. A Flores també es van trobar elefants pigmeus (Stegodon) que H. floresiensis caçava  amb aquesta adaptació. El procés contrari seria el gegantisme insular, en què animals que solen ser petits en el continent són gegants a les illes, com per exemple, les tortugues de les Galápagos o rates i llangardaixos extingits de Flores.

Un lagarto gigante se enfrenta al hombre de Flores. Imagen de National Geographic
Un llangardaix gegant s’enfronta a l’home de Flores que ha caçat una rata. Imatge de National Geographic

H. floresiensis podria ser resultat d’aquest nanisme, i alguns científics creuen que podria tractar-se en realitat d’Homo erectus reduïts. L’opinió majoritària en l’actualitat és que ja eren petits en arribar a Flores (com l’australopitec del que provenia), i que els trets moderns es deuen a una evolució convergent amb H. sapiens. Malauradament no s’ha pogut extreure ADN en bon estat per posicionar-lo a l’arbre filogenètic de manera segura.

Com va arribar a Flores? ¿Tenien llenguatge, feien art o tenien expressions culturals? ¿Van entrar en contacte amb la nostra espècie? Es van extingir a causa d’una erupció volcànica? Qui va fer les eines anteriors a H. floresiensis? El debat i les incògnites continuen obertes.

REFERÈNCIES

 

Evolució per a principiants

L’evolució biològica encara no és ben compresa pel públic general, i quan parlem d’ella en el nostre llenguatge abunden expressions que confonen encara més com funcionen els mecanismes que donen lloc a la diversitat d’espècies. A través de preguntes que potser t’has formulat alguna vegada, en aquest article farem un primer apropament als principis bàsics sobre evolució i desmitificarem falses idees sobre ella.

L’EVOLUCIÓ ÉS REAL? NO ÉS NOMÉS UNA TEORIA, UNA IDEA NO DEMOSTRADA DEL TOT?

Fora de l’àmbit científic, la paraula “teoria” s’usa per referir-se a fets que no han estat provats o suposicions. Però una teoria científica és l’explicació d’un fenomen recolzada per proves i evidències, resultat de l’aplicació del mètode científic.

diagrama mètode científic
Esquema del mètode científic. Imatge per Mireia Querol adaptada de Lauro Chieza

Com es desprèn del diagrama, les teories poden ser modificades, millorades o revisades si es prenen noves dades que no segueixin recolzant la teoria, però sempre es basen en unes dades i experiments repetibles i comprovables per qualsevol investigador per a ser considerats com a vàlids.

Així doncs, poca gent posa en dubte la Teoria Heliocèntrica (la Terra gira al voltant del Sol), o la Teoria Gravitatòria de Newton, però en l’imaginari popular se segueix creient que la Teoria de l’Evolució formulada per Charles Darwin (i Alfred Russell Wallace) és simplement una hipòtesi i que no evidències que la recolzin. Amb els nous avenços científics seva teoria ha estat millorada i detallada, però més de 150 anys després, ningú ha pogut demostrar que sigui incorrecta, just al contrari.

QUINES PROVES TENIM DE QUE L’EVOLUCIÓ ÉS CERTA?

Les evidències són múltiples i en aquest article no podrem aprofundir en elles. Algunes de les proves de les que disposem són:

  • Registre paleontològic: l’estudi dels fòssils ens informa sobre les semblances i diferències d’espècies de fa milers o milions d’anys respecte les actuals i permet establir parentius entre elles.
  • Anatomia comparada: la comparació de certes estructures que són molt semblants entre organismes diferents, permet establir si tenen un avantpassat comú (estructures homòlogues, per exemple, cinc dits en alguns vertebrats) si han desenvolupat adaptacions similars (estructures anàlogues, per exemple, les ales de les aus i els insectes), o si han perdut la seva funció (òrgans vestigials, per exemple l’apèndix).

anatomia comparada, órganos homólogos
Òrgans homòlegs en humans, gats, balenes i ratpenats

  • Embriologia: l’estudi d’embrions de grups emparentats mostra una gran semblança en les fases més primerenques del desenvolupament.
  • Biogeografia: l’estudi de la distribució geogràfica dels éssers vius revela que les espècies habiten en general les mateixes regions que els seus avantpassats, encara que hi hagi altres regions amb climes similars.
  • Bioquímica i genètica: les similituds i diferències químiques permeten establir relacions de parentiu entre diferents organismes. Per exemple, espècies més emparentades entre si presenten una estructura del seu ADN més semblant que altres més llunyanes. Tots els éssers vius compartim una part d’ADN, és a dir, part de les teves instruccions” també es troben en una mosca, un planta, o un bacteri, prova que tots els éssers vius tenim un avantpassat comú.

ÉS CERT QUE ELS ORGANISMES S’ADAPTEN AL MEDI I ESTAN DISSENYATS PER VIURE EN EL SEU HÀBITAT?

Les dues expressions, freqüentment utilitzades, impliquen que els éssers vius tenen un paper actiu per adaptar-se al medi o “algúels ha dissenyat perquè visquin perfectament on són. És el típic exemple de Lamarck i les seves girafes: a força d’estirar el coll per arribar a les fulles dels arbres més altes, com a resultat actualment les girafes tenen aquest coll per donar-li aquest ús. En tenir una necessitat, s’adapten a ella. És justament al revés: és el medi qui selecciona els més aptes, és a dir, la natura “selecciona” els que siguin més eficaços per sobreviure, i per tant reproduir-se. És el que es coneix com a selecció natural, un dels mecanismes principals de l’evolució. S’han de complir tres requisits perquè actuï:

  • Variabilitat fenotípica: hi ha d’haver diferències entre individus. Algunes girafes tenien el coll lleugerament més llarg que altres, igual que hi ha persones més altes, baixes, d’ulls blaus o marrons.
  • Eficàcia biològica: aquesta diferència, ha de suposar un avantatge. Per exemple, les girafes amb un coll lleugerament més llarg podien sobreviure i reproduir-se, mentre les altres no.
  • Herència: aquests caràcters s’han de transmetre a la següent generació, amb la qual cosa els fills seran lleugerament diferents per a aquesta característica, mentre que la característica “coll curtes transmet cada vegada menys.

seleccion natural
La variabilitat en la població provoca que els individus amb característiques favorables es reprodueixin més i transmetin els seus gens a la següent generació, augmentant la proporció d’aquests gens. Imatge presa de Understanding Evolution.

Amb el pas dels anys aquests canvis és van acumulant, fins que les diferències genètiques són tan grans que algunes poblacions ja no es poden reproduir amb d’altres: hauria aparegut una nova espècie.
Si heu pensat que és un procés semblant a la selecció artificial que fem amb les diferents races de gossos, vaques que donin més llet, arbres que donin més fruits i més grans, enhorabona, teniu un pensament semblant al de Darwin ja que és va inspirar en uns quants d’aquests fets. Per tant, a els éssers vius som mers espectadors del procés evolutiu, dependents dels canvis del seu hàbitat i del seu material genètic.

¿PER QUÈ ELS ÉSSERS VIUS SÓN DIFERENTS ENTRE SI?

La variabilitat genètica permet que actuï la selecció natural. Els canvis en el material genètic (habitualment ADN) són causats per:

  • Mutacions: canvis en el genoma que poden tenir conseqüències negatives o letals per a la supervivència, indiferents o beneficioses per a la supervivència i reproducció. En l’últim cas aquests gens passaran a les següents generacions.
  • Flux genètic: és el moviment de gens entre poblacions (la migració d’individus permet aquest intercanvi al reproduir-se amb altres d’una població diferent).
  • Reproducció sexual: permet la recombinació de material genètic d’individus diferents, donant lloc a noves combinacions d’ADN.

Les poblacions amb més variabilitat genètica tindrien sobre el paper més possibilitats de supervivència en cas de succeir algun canvi en el seu hàbitat. Poblacions amb menys variabilitat (per exemple, per estar aïllades geogràficament) són més sensibles a qualsevol canvi, cosa que pot provocar la seva extinció.

L’evolució pot observar-se en éssers amb una taxa de reproducció molt elevada, per exemple bacteris, ja que acumulen mutacions més ràpidament. Has sentit alguna vegada que els bacteris es tornen resistents als nostres antibiòtics o alguns insectes als pesticides? Evolucionen tan ràpidament que en pocs anys han estat seleccionats els més adaptats per sobreviure als nostres antibiòtics.

¿SOM ELS ANIMALS MÉS EVOLUCIONATS?

De la Teoria de l’Evolució es desprenen diverses conseqüències, com l’existència d’un ancestre comú i que per tant, som animals. Encara actualment, fins i tot entre els més joves, hi ha la idea que som una cosa diferent entre els éssers vius i ens situem en un pedestal especial en l’imaginari col·lectiu. Aquest pensament antropocèntric ja li va valer a Darwin burles i enfrontaments més de 150 anys enrere.

caricatura, darwin, mono, orangutan
Caricatura de Darwin com un orangutan. Imatge de domini públic publicada per primera vegada el 1871

Utilitzem en el nostre llenguatge ser “més evolucionatcom a sinònim de més complex, i al considerar-nos una espècie que ha arribat a un alt nivell de comprensió del seu entorn, molta gent creu que l’evolució ha arribat a la seva fi amb nosaltres.

La pregunta un error de formulació: en realitat l’evolució no persegueix cap fi, simplement succeeix, i el fet que el pas de milions d’anys permet l’aparició d’estructures complexes, no vol dir que formes de vida més simples no estiguin perfectament adaptades a l’hàbitat on es troben. Bacteris, algues, taurons, cocodrils, etc., s’han mantingut molt semblants al llarg de milions d’anys. L’evolució és un procés que va començar a actuar en el moment que va aparèixer la vida i segueix actuant en tots els organismes, fins i tot en nosaltres, encara que hem modificat la manera en què actua la selecció natural (avenços mèdics, tecnològics, etc.).

¿LLAVORS SI VENIM DEL MICO, PER QUÈ ENCARA HI HA MICOS?

La veritat és que no venim del mico, som micos, o per ser més rigorosos, simis. No hem evolucionat a partir de cap primat existent. Com vam veure en un article anterior, humans i la resta de primats compartim un ancestre comú i la selecció natural ha anat actuant de manera diferent en cada un de nosaltres. És a dir, l’evolució l’hem de visualitzar com un arbre, on cada branca seria una espècie, i no com una línia recta.

darwin, árbol, evolución, darwin tree, arbre evolutiu
Primer esquema de l’arbre evolutiu de Darwin en el seu quadern de notes (1837). Imatge de domini públic.

Algunes branques deixen de créixer (les espècies s’extingeixen), mentre que altres segueixen diversificant-se. El mateix s’aplica per a la resta d’espècies, per si t’havies preguntat: “si els amfibis vénen dels peixos, per què hi ha encara els peixos?”. Actualment les anàlisis genètiques han aportat tal quantitat de dades que dificulten les relacions de parentiu de l’arbre clàssic de Darwin.

árbol filogenético, clasificación seres vivos, árbol de la vida
Classificació dels éssers vius basada en els tres dominis, Archaea, Bacteria i Eukarya segons dades de Carl R. Woese (1990). Dins d’Eukarya s’inclouen els regnes Protista, Fungi, Plantae i Animalia. Imatge de Rita Daniela Fernández.

L’evolució és un tema molt extens que segueix generant dubtes i controvèrsies. En aquest article hem intentat apropar a persones no iniciades alguns conceptes bàsics, en els quals podem aprofundir en el futur. Tens alguna pregunta sobre evolució? T’interessa aprofundir en algun tema que no haguem tractat? Pots deixar-nos els teus comentaris a continuació.

REFERÈNCIES

mireia querol rovira