Arxiu d'etiquetes: hominins

Eating meat made us human

Currently some of the world’s population can choose their diet: omnivorous, vegetarian, vegan, raw foodism, carnivorous, paleodiet… but what ate our ancestors?  Which diet is more suited to the one of our ancestors? Without going into polemics, we will discuss one of the crucial facts of the evolution from Australopitechus to Homo: the meat intake.

WHAT DID OUR RELATIVES EAT ?

One of the reasons given to follow a strict vegetarian or vegan diet is that as “we are apes”, they feed on fruits and plants, and moreover, a more “natural” diet  is achieved. Currently and traditionally the base of the world diet are the seeds of cereals (rice, wheat, corn, etc.) and legumes (beans, lentils…), which often require processing (flour, for example) and have nothing to do with their wild ancestors. Since agriculture and livestock was invented and we have selected the best varieties for human consumption, the label “natural” loses all meaning. Although transgenic food is now on everyone’s lips, we have been using the genetic modification for thousands of years.

In the top row, wild ancestors of lettuce, carrot and corn. Below, domestic varieties. Source

That we are apes and the natural thing is to eat vegetables, is also not entirely true. As primates have evolved in trees, hominids have a strict diet or mainly folivorous -leaves- and frugivorous -fruit- (gorillas, orangutans), while gibbons also complete their diet with invertebrates. Our closest relatives however (bonobos, chimpanzees) are omnivorous as they eat vegetables, fruits, invertebrates and even small mammals and other primates (althought in less proportion than vegetables).

Chimpanzee eating meat. Populations of chimpanzees have been described  hunting with spears made by themselves. Photo Cristina M.Gomes, Max Planck Institute.

No wonder then that our direct distant ancestors as Australopithecus Lucy, ate leaves, fruits, roots and tubers as the basis of their diet. Some species, in addition to vegetables, also fed on invertebrates and small vertebrates, similar to modern chimpanzees.

HERBIVOROUS AND CARNIVOROUS

Fruits have more sugars, although they are not very abundant in comparison with leaves and stems. But leaves have less nutritional value because they contain many fibers we can not absorb, such as cellulose. Legumes contain more protein than grains, but some essential amino acids and vitamins (such as B12) are absent or in a few proportion in vegetables and easily assimilable iron (hemo iron) is found only in food with animal origin.

In short, vegetables are harder to digest compared to animals, so mammalian herbivores have longer digestive systems, or compartmented stomachs, chew over long periods of time and some are ruminants, while carnivores have digestive systems with lower absorption surface and require little chewing of food.

Digestive systems of non-ruminant herbivores, ruminants, insectivores and carnivores. Unknown author

 

WHY OUR ANCESTORS STARTED EATING MORE MEAT?

2.6 million years ago, climate change made our planet cooler and drier. In Africa the savanna dominated much of the territory, so hominids had to deal with hard leaves, leaves covered with wax, hard or thorny stems, roots… these difficult to digest resources were utilised by Paranthropus, with large teeth and powerful musculature in the jaw to crush, although they had a similar brain to Australopithecus. They became extinct a million years ago.

Paranthropus boisei. Reconstruction by John Gurche, photo by Chip Clark.

But another group of hominins found a kind of resources that offered them more energy in smaller quantities, and were easier to chew: meat. Homo habilis was the first to eat meat at higher rates than the rest of relatives and also meats with more fat. It was an opportunist: they ate almost anything edible, instead, Paranthropus were specialists, so if their food was scarce, they had more possibilities to die.

BIG BRAINS …

While Australopithecus and Paranthropus had a cranial capacity of 400-500 cm 3, Homo habilis had up to 700 cm 3. This increased brain size allowed them greater versatility and ability to improvise to find food.

One thing that clearly differentiates us from other primates and animals is the large size of our brain. As you have noticed, H. habilis and is classified within our genus,  Homo, due to that great leap of brain size, among other things.

Skull comparison between Australopithecus, Homo habilis and Paranthropus. Credit: Peter S. Ungar et al, 2011.

But a large brain also has drawbacks: 25% of our body’s energy is consumed by the brain at rest, H. habilis brain consumed 15% and Australopithecus only 10%. In addition to quantity, this energy also has to have quality: some fatty acids for proper brain function only are found in some nuts, but especially in animal fat, easier to achieve if vegetables were scarce.

homo habilis, cosmocaixa, daynes, museu de la ciencia de barcelona
Homo habilis reconstruction by Elisabeth Daynès, Cosmocaixa (Barcelona). Photo by Mireia Querol

…SMALL INTESTINES …

The only way to dedicate more energy to brain function is to reduce the size of other high energy consumer organs (Aiello, L. Wheeler, P, 1995). Heart, kidney, liver, they are major consumers of energy, but vital, so the solution is to reduce the gut and that’s only possible with the change of an almost exclusively vegetarian diet (Australopithecus) to another of easier assimilation with more protein and animal fat (H. habilis).

Comparison between high energy consumer organs between humans and other primates. Image by J. Rodriguez

…AND TOOLS

A large brain also gave another advantage to H. habilis. Despite his appereance (small, no large fangs or claws) they could make use of a great variety of meat (first as scavengers and later as hunters) due to the use of tools. Australopithecus probably used some sort of simple tools, mostly wooden made, but we know for sure that early manufacture of stone tools (archaeological industry) belong to H. habilis. This allowed them to take advantage of the inside of the bone marrow of large prey killed by carnivores when all the flesh had been eaten by other animals. Currently only hyenas and bearded vultures can access this resource without tools. Besides, by not requiring such large teeth and jaws, the skull can accommodate a larger brain.

habilis, carronyer, carroñero, habilis, herramientas ,eines
H. habilis scavenging a rhino. Source; DK FindOut

CONCLUSION

In short, the increase of the brain of Homo was possible by changing diet, which allowed a shorter digestive tract and smaller masticatory apparatus. In turn, to achieve these more energy foods more intelligence is required, resulting in more complex behaviors such as the use of manufactured tools (Oldowan lithic technology, Mode 1).

Our digestive system is the result of millions of years of evolution as opportunistic omnivores. Some current strict diets (vegetarian or almost carnivorous) are in contradiction with this biological heritage and the abuse and access to all kinds of food carry us all kinds of allergies and food problems. The secret remains following a balanced and varied diet.

REFERENCES

Menjar carn ens va fer humans

Actualment una part de la població mundial es pot permetre el luxe de triar la seva dieta: omnívora, vegetariana, vegana, crudívora, carnívora, paleodieta… però què menjaven els nostres avantpassats? Quina dieta s’ajusta més a la dels nostres avantpassats? Sense voler entrar en polèmica, parlarem sobre un dels fets crucials del pas de Australopitechus a Homo : la ingesta de carn.

QUÈ MENGEN ELS NOSTRES PARENTS?

Una de les raons que s’esgrimeixen per seguir una dieta vegana o vegetariana estricta és que com som micos, aquests s’alimenten de fruites i plantes, i a més, així s’aconsegueix una dieta més natural . Actualment i tradicionalment la base de l’alimentació mundial són les llavors de cereals (arròs, blat, blat de moro, etc.) i llegums (mongetes, llenties…), que moltes vegades necessiten elaboració (la farina, per exemple) i no tenen res a veure amb els seus avantpassats silvestres. Des de que es va inventar l’agricultura i ramaderia i s’han seleccionat les millors varietats per a consum humà, l’etiqueta de “natural” perd tot el seu sentit. Tot i que ara els transgènics estan en boca de tots, en realitat la modificació genètica la venim fent des de fa milers d’anys.

A la fila de dalt, avantpassats silvestres de l’enciam, pastanaga i blat de moro. A sota, les varietats domèstiques. Font

Que siguem micos i per això el natural és menjar vegetals, tampoc és del tot cert. Com els primats hem evolucionat als arbres, els homínids tenen una dieta estricta o principalment folívora -fulles- i frugívora -fruita- (goril·les , orangutans), mentre que els gibons , a més, completen la dieta amb invertebrats. Els nostres parents més propers però (bonobos, ximpanzés), són omnívors, ja que s’alimenten de vegetals, fruita, invertebrats i fins a petits mamífers i altres primats, encara que això sí, en menor quantitat que de vegetals.

Ximpanzé menjant carn. S’han descrit poblacions de ximpanzés que cacen amb llances construïdes per ells mateixos. Foto de Cristina M.Gomes, Institut Max Planck.

No és d’estranyar doncs, que els nostres ancestres directes llunyans, australopitecs com Lucy, tinguessin les fulles, fruites, arrels i tubercles com a base de la seva dieta. Algunes espècies, a més de vegetals, també s’alimentaven d’invertebrats i petits vertebrats, de manera similar als actuals ximpanzés.

HERBÍVORS I CARNÍVORS

Els fruits tenen més sucres, encara que no són molt abundants en comparació amb les fulles i tiges. Per contra, les fulles tenen menys valor nutritiu, ja que contenen moltes fibres que no podem assimilar, com la cel·lulosa. Els llegums contenen més proteïnes que els cereals, però alguns aminoàcids essencials i vitamines (com la B12) són inexistents en alguns vegetals o es troben en molt poca quantitat, o d’altres com el ferro de fàcil assimilació (ferro hemo) només es troben en aliments d’origen animal.

En resum, els vegetals són més difícils d’assimilar comparat amb la carn, de manera que mamífers herbívors presenten sistemes digestius més llargs, o amb estómacs compartimentats, masteguen durant llargs períodes de temps i alguns són remugants, mentre que els carnívors tenen sistemes digestius amb menor superfície d’absorció i necessiten poca masticació de l’aliment.

Sistemes digestius de herbívors no remugants, remugants, insectívors i carnívors. Autor desconegut

PER QUÈ ELS NOSTRES AVANTPASSATS VAN COMENÇAR A MENJAR MÉS CARN?

Fa 2,6 milions d’anys, un canvi climàtic va fer el nostre planeta més fred i sec. A l’Àfrica la sabana dominava gran part del territori, de manera que els homínids s’havien de conformar amb fulles dures, recobertes de ceres, tiges durs o amb espines, arrels… aquests recursos difícils de digerir van ser explotats pels paràntrops (Paranthropus), amb grans dents i potents musculatures a la mandíbula per poder triturar-los, encara que amb un cervell semblant al dels australopitecs. Es van extingir fa un milió d’anys.

Paranthropus boisei. Reconstrucció de John Gurche, foto de Xip Clark.

Però un altre grup d’hominins va trobar un tipus de recurs que els oferia més energia en menys quantitat, i eren més fàcils de mastegar: la carn. Homo habilis va ser el primer a menjar carn en major proporció que la resta de parents i a més, carns amb més quantitat de greix. Es tractava d’un oportunista: gairebé qualsevol cosa comestible l’aprofitava. Per contra els Paranthropus eren especialistes, de manera que si escassejava el seu aliment, el més probable era que morissin.

CERVELLS GRANS …

Mentre que Australophitecus i Paranthropus tenien una capacitat craniana de 400-500 cm3, Homo habilis va arribar a tenir fins a 700 cm3. Aquesta major grandària cerebral li permetia una major capacitat d’improvisació i versatilitat per trobar aliment.

Una de les coses que ens diferencia clarament de la resta de primats i animals és la gran mida del nostre cervell. Com haureu observat, H. habilis ja es classifica dins del gènere Homo, el nostre, per aquest gran salt de grandària cerebral, entre altres coses.

Comparació dels cranis d’Australophitecus, Paranthropus i Homo habilis. Crèdit: Peter S. Ungar et al, 2011.

Però un cervell gran també té inconvenients: el 25% d’energia del nostre cos el consumeix el cervell en repòs, H . habilis consumia el 15% i Australopithecus només el 10%. A més de quantitat, aquesta energia també ha de ser de qualitat: alguns àcids grassos per a un correcte funcionament del cervell només es troben en alguns fruits secs, però sobretot, en greix d’origen animal, més fàcil d’aconseguir si escassejaven els vegetals.

homo habilis, cosmocaixa, daynes, museu de la ciencia de barcelona
Reconstrucció d’Homo habilis d’Elisabeth Daynès, Cosmocaixa (Barcelona). Foto de Mireia Querol

… BUDELLS PETITS …

L’única manera de poder dedicar més energia al funcionament del cervell és reduir la mida d’altres òrgans que consumeixin molta energia (Aiello, L. i Wheeler, P, 1995). Cor, ronyons, fetge, són grans consumidors d’energia però vitals, de manera que la solució és reduir el tub digestiu i això només va ser possible amb el pas d’una dieta gairebé exclusivament vegetariana dels Australophitecus a una altra de més fàcil assimilació amb més contingut de proteïnes i greix animal d’H. habilis .

Comparació entre els òrgans consumidors d’energia entre humans i altres primats. Imatge de J. Rodríguez

… I EINES

Un cervell gran va donar a més un altre avantatge a H. habilis. Malgrat el seu físic (mida petita, sense urpes ni grans ullals) va poder explotar gran varietat de carn (primer com carronyers i després cada vegada més com a caçadors) per l’ús d’eines. Probablement els australopitecs van utilitzar algun tipus d’eina senzilla, majoritàriament de fusta, però les primeres proves segures que disposem de fabricació d’eines de pedra (lítiques) pertanyen a H. habilis. Això fins i tot els va permetre aprofitar el moll interior de l’os de grans preses abatudes per carnívors quan tota la carn ja havia estat consumida per altres animals. Actualment només les hienes i trencalosos poden accedir sense eines a aquest recurs. En no necessitar unes dents i mandíbules tan grans, el crani pot allotjar un cervell més gran.

habilis, carronyer, carroñero, habilis, herramientas ,eines
Grup d’H. habilis aprofitant la carronya d’un rinoceront. Font: DK FindOut

CONCLUSIÓ

En resum, l’augment del cervell de Homo va ser possible gràcies al canvi de dieta, que va permetre un tub digestiu més curt i un aparell mastegador més petit. Al seu torn, per obtenir aquests aliments més energètics es necessita més intel·ligència, que va donar com a resultat comportaments més complexos com l’ús d’eines treballades (tecnologia lítica Olduvaiana, Mode 1).

El nostre aparell digestiu és el resultat de milions d’anys d’evolució com omnívors oportunistes. Algunes dietes actuals estrictes (ja siguin vegetarianes o gairebé carnívores) entren en contradicció amb aquesta herència biològica i l’abús i accés a tota mena d’aliments ens porten tot tipus d’al·lèrgies i problemes alimentaris. El secret segueix sent una dieta equilibrada i variada.

REFERÈNCIES

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

 

Mans lliures al Pliocè

A l’article anterior vam descobrir els canvis anatòmics associats al bipedisme en els primers homínids i la possible relació de la selecció d’aquesta característica amb un canvi climàtic. És el bipedisme un tret que ens fa humans? Quins avantatges suposa respecte d’altres animals quadrúpedes?

¿QUÈ ÉS EL PLIOCÈ?

Des de l’origen del nostre planeta, els geòlegs han dividit el temps en diferents divisions en milions d’anys: els eons (Arcaic, Proterozoic i Fanerozoic), que al seu torn es divideixen en diferents eres. El Fanerozoic (des 542 M.a fins a l’actualitat) es divideix en tres eres, de més antiga a més moderna: Paleozoic, Mesozoic i Cenozoic. En aquest enllaç pots veure amb més detall totes les èpoques i les principals fites biològiques.

cenozoicoDetall del Cenozoic. (Font: Granada Natural)

El Miocè es l’època en la que apareixen els hominoïdeus, essent Proconsul el gènere més conegut i no és fins el Pliocè quan apareixen, entre d’altres, els Australopithecus. Homo sapiens no apareixem fins l’Holocè, un parpelleig en la història del planeta, com se sol dir.

Habitualment els canvis climàtics que s’han anat succeint al llarg de la història del Terra, suposen l’extinció, diversificació i aparició de noves espècies, i el mateix passa amb la nostra branca evolutiva: molts autors relacionen les fluctuacions climàtiques amb fites evolutives en els hominins. Si és del teu interès en aquest interactiu podràs profunditzar en aquest tema.

slideshow_plate_tectonics_02
Disposició dels continents en el Miocè després del xoc de la placa Índica amb la Euroasiàtica.(Foto de The Burgess Shale)

Un d’aquests canvis climàtics (causat pel xoc de les plaques tectòniques Índica i Euroasiàtica, donant lloc a l’Himàlaia i modificant els corrents de vent) va ser el responsable de la desaparició de grans extensions de boscos humits, donant pas a un paisatge més arbustiu o de sabana. Els hominoïdeus que es van quedar al bosc, van donar lloc als simis no humans actuals, mentre que els que van ocupar el mosaic de sabanaarbres van donar lloc als hominins, el nostre llinatge. Què suposa ser bípede en aquest paisatge?

AVANTATGES DEL BIPEDISME

  • Mans lliures: en no necessitar dues extremitats per desplaçar-se, es poden utilitzar per transportar aliments i les cries. Es poden aconseguir fruits dels arbres sense pujar a ells i més endavant, permetrà la manipulació d’estris, la caça i les manifestacions culturals.
  • Menys calor: el fet de no oferir tota la superfície de l’esquena al sol, i en separar el cos del sòl calent, permet suportar millor les altes temperatures i sobreviure amb menys aigua.
  • Més energia: caminar sobre dues potes consum menys energia que fer-ho a quatre. Unit a l’avantatge anterior, permet recórrer distàncies més llargues amb menys aliment, cosa important en un entorn en el qual constantment cal fugir o cercar menjar. Tenim una gran resistència per caminar o córrer molts quilòmetres en comparació amb els quadrúpedes.
  • Millor camp visual: en tenir els ulls en una posició més elevada, es poden detectar abans possibles depredadors per sobre dels arbusts o foragitar-los amb pedres en cas de necessitat. També és més fàcil albirar fonts d’aliment.
  • Apariència intimidatòria: la postura alçada augmenta aparentment la mida corporal i pot evitar enfrontaments amb certs depredadors.
  • Millor comunicació: la inserció del crani amb la columna deixa suficient espai perquè les cordes vocals permetin, amb el pas del temps, l’aparició del llenguatge articulat. Encara que la resta de simis actuals tinguessin la mateixa capacitat cerebral per parlar que nosaltres, morfològicament els és impossible per l’estructura del seu aparell fonador.
Algunas ventajas del bipedismo. (Ilustración de Karen Carr Studios)
Alguns avantatges del bipedisme. (Il·lustració de Karen Carr Studios)

DESAVANTATGES DEL BIPEDISME

  • Menys velocitat: en distàncies curtes, córrer a dues potes és més lent que a quatre. En cas de l’atac inesperat d’un depredador, disminueixen les probabilitats d’escapar.
  • Mal d’esquena: les tensions a les quals està sotmesa la columna i cames al llarg de la vida a causa de la postura alçada és la causa més probable dels dolors d’esquena, genoll, maluc i peus que pateix una gran part de la població mundial.
  • Perill durant el part: l’estrenyiment del canal de part a causa de l’estructura de la nostra pelvis, unit al gran mida del crani de les cries, provoca més dolor i complicacions en els parts humans en comparació amb d’altres mamífers quadrúpedes.
Canal del parto en una mujer (izquierda) y una chimpancé (derecha). Foto tomada de Jose Mª Bermúdez de Castro
Canal del part en una dona(esquerra) i una ximpanzé(dreta). Foto presa de Jose Mª Bermúdez de Castro

Així doncs, tot i els desavantatges, en un ambient càlid, més aviat àrid i amb pocs arbres per refugiar-se dels depredadors, van sobreviure els hominoïdeus que eren bípedes. Podem considerar el nostre bipedisme com un tret que ens fa humans, ja que és exclusiu entre els animals: només les aus són totalment bípedes -com alguns dinosaures extingits-, i exceptuant el pingüí -de caminars maldestres, la seva columna vertebral no és perpendicular al terra, com la nostra.

REFERÈNCIES

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials per a fer-ne difusió,  doncs l’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i que arribi al màxim de gent possible.

 Aquesta publicació està sota una llicencia Creative Commons:
Llicència Creative Commons

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

 

Lucy a terra amb diamants

Segurament un dels responsables que estiguis llegint aquest article va ser el canvi climàtic que va tenir lloc fa uns 6 milions d’anys. L’aixecament de la Vall del Rift va provocar un refredament i sequedat de l’Àfrica subsahariana, que va afavorir l’extensió de la sabana en detriment dels boscos i l’evolució dels primers hominins que ja caminaven de peu. El més famós de tots ells és, sens dubte, Lucy. T’animem a conèixer a Australopithecus afarensis i l’anatomia associada al bipedisme.

QUI ERA LA LUCY?

Fa poc més de 40 anys, Donald Johanson va descobrir un esquelet parcial (AL288-1) de 3,2 milions d’antiguitat a Hadar, Etiòpia. Era l’espècie més antiga d’hominí descoberta i desconeguda fins el moment. A la nit, mentre celebrava la troballa amb el seu equip, sonava la cançó dels Beatles Lucy in the Sky with Diamonds, que va donar el sobrenom a aquestes restes fòssils. Pertanyen a l’espècie Australopithecus afarensis (mico meridional d’Afar).

Reproducción de Lucy del Museum national d'histoire naturelle, Paris. (Foto: autor desconocido, Wikimedia)
Reproducció de Lucy al Museum National d'Histoire Naturelle, Paris. (Foto: autor desconegut, Wikimedia)

Actualment A. afarensis és un dels hominins primerencs millor coneguts, ja que s’han trobat restes de centenars d’individus, mascles, femelles i cries.

ANATOMIA

La mitjana d’alçada i pes d’afarensis era de 1,05 m i 29 kg per a les femelles i 1,51 m i 42 kg per als mascles, bastant més petits comparats amb nosaltres. El volum cerebral també era petit, de 387-550 cm cúbics (semblant a un ximpanzé actual). Els braços i dits eren més llargs que els nostres, cosa que els permetia un bon desplaçament pels arbres, i les cames, encara que més curtes, ja presentaven característiques que els permetien un bipedisme (caminar sobre dos peus) complet. El front era estret i les mandíbules estaven situades cap endavant (prognatisme), amb un gran espai per als músculs mastegadors. La seva dieta era principalment herbívora.

Representación de Lucy por Elisabeth Daynès, con las huellas de Laetoli, en CosmoCaixa Barcelona. (Foto: Mireia Querol)
Representació de Lucy per Elisabeth Daynès, amb les empremtes de Laetoli, al CosmoCaixa. (Foto: Mireia Querol)

TRETS ANATÒMICS DEL BIPEDISME

A. afarensis ja presentava les adaptacions necessàries per a caminar com nosaltres, encara que potser no és l’hominí  bípede més antic: Orrorin tugenensis (6,2-5,6 ma) és l’aspirant a ser uns dels primers membres del llinatge humà que van caminar de peu.

Comparativa esqueletsComparativa entre els esquelets d'un humà actual (Homo sapiens), un A. afarensis i un ximpanzé (Pan troglodytes). (Foto: H. sapiens autor desconegut, A. afarensis John C. Phillips, ximpanzé Udo M. Savalli).
  • Foramen magnum: la medul·la espinal passa a través d’una obertura al crani, el foramen magnum. En el ximpanzé està situada a la part posterior del crani, mentre que en A. afarensis ja es troba a la base, cosa que permet assentar una columna vertical.
  • Columna vertebral: la zona lumbar i cervical de la columna humana són més corbes, tenim una columna en forma de S. El centre de gravetat del cos queda en la línia mitjana dels peus i permet una flexió de la columna al caminar, per aquesta raó quan els ximpanzés caminen sobre dos peus, trontollen per mantenir l’equilibri en tenir una columna més recta.
  • Caixa toràcica: A. afarensis encara presenta un tòrax bastant cònic per allotjar un major sistema digestiu a causa de la dieta hervíbora i una millor mobilitat de les espatlles per enfilar-se. H. sapiens la tenim en forma de barril, que facilita el balanceig dels braços per a un millor equilibri en caminar i una millor flexió del tors.
  • Pelvis: la pelvis humana és més curta i ampla que la d’altres primats, per permetre millor una mobilitat amb la base de la columna, però el canal del part s’estreny.
  • Peus: el dit gros d’ A.afarensis, com el nostre, està alineat amb la resta, la planta és arquejada i l’ampli taló permet al peu impulsar-se mitjançant els dits i absorbir els impactes en caminar.
  • Fèmur: a causa del bipedisme la superfície de les articulacions és àmplia i es troba en angle cap al centre de gravetat del cos. En el ximpanzé són més curts, menys inclinats i amb unes articulacions menors.

LES EMPREMTES DE LAETOLI

Huellas de Laetoli, Tanzania. (Foto: Science Library)
Empremtes de Laetoli, Tanzània. (Foto: Sciencephoto Library)

Més de 2.000 kms al sud on va ser trobada la Lucy, a Laetoli (Tanzània), Mary Leakey va descobrir el 1978 el rastre bípede més antic conegut (3,6 milions d’anys) de probablement 4 hominins que caminaven per la sabana oberta, juntament amb les empremtes d’altres animals com l’extint cavall Hipparion, una au, 1 babuí i un centpeus. Les empremtes van quedar fixades en les cendres del volcà Sadiman i s’atribueixen a A. afarensis. Hi ha 69 petjades, algunes superposades a d’altres intencionalment, potser com a estratègia per no deixar rastre. El dit gros és paral·lel a la resta i d’empremta profunda i el taló està ben marcat, cosa que confirma un pas completament bípede.

Però per què ha estat tan important el bipedisme en el procés d’hominització, cap a l’aparició d’Homo sapiens? Ho descobrirem en el següent article dedicat a l’evolució humana.

Representación de A. afarensis por John Gurche. (Foto: Chip Clark)

Representació de A. afarensis per John Gurche. (Foto: Chip Clark)

REFERÈNCIES

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials per a fer-ne difusió,  doncs l’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i que arribi al màxim de gent possible.

 Aquesta publicació està sota una llicencia Creative Commons:
Llicència Creative Commons

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

Qui són els homínids?

L’article d’avui està dedicat als primats. Coneixerem algunes de les seves principals característiques, com es classifiquen les espècies actuals i descobrirem qui són els homínids i els hominins.

CARACTERÍSTIQUES GENERALS DELS PRIMATS

Els primats són un ordre de mamífers placentaris que va aparèixer fa quasi 65 milions d’anys a la selva plujosa tropical. Actualment existeixen més de 400 espècies vives, la majoria de vida arborícola. Atès que no hi ha una tret únic que els defineixi, són difícils de classificar, així doncs s’ha de considerar tot un conjunt de característiques, de les qual destaquen:

  • Sistema visual complex: amb els ulls situats de manera frontal, la seva visió és estereoscòpica, cosa que els permet percebre la distància i profunditat amb gran precisió. La majoria d’espècies veuen en color.
  • Alta mobilitat de l’espatlla: facilita el moviment del braç en totes direccions.
  • Mans i peus: tenen cinc dits i el polze oposable (almenys a les mans) cosa que els permet agafar i manipular objectes amb precisió. Encara que alguns tenen urpes, la majoria tenen ungles planes i tots (excepte alguns orangutans) tenen una ungla plana al dit gros del peu.
  • Tors i cua: diversos primats reposen i es desplacen amb el tors erecte. Excepte els simis, posseeixen una cua en alguns casos prènsil, que utilitzen com una cinquena extremitat.
  • Mida del cervell: a més d’algunes espècies de balenes dentades, els primats superiors tenen, en relació al cos, el cervell més gran de tots els mamífers.
  • Organització social: només orangutans, alguns lèmurs i gàlags són solitaris, la resta de primats s’organitzen en grups socials complexos.

    Goril·la menjant (Gorilla sp.) on s'aprecien algunes de les característiques descrites. (Foto: pixabay.com)
    Goril·la menjant (Gorilla sp.) on s’aprecien algunes de les característiques descrites. Foto: pixabay.com

CLASSIFICACIÓ

Fins fa poc les relacions entre diferents grups de primats no han estat clares, així que habitualment alguns termes duen a confusió o s’utilitzen de manera indistinta de manera popular (micos, simis…). La cladística moderna classifica els primats en dos subordres, els Haplorins (“primats de nas sec”) i els Estrepsirins (“primats de nas moll”). Una possible classificació seria la següent:

Tradicionalment els primats es classifiquen en tres grups: prosimis, mones o micos i simis.

PROSIMIS

Els prosimis són el grup més antic de primats. Es distribueixen pel sud-est asiàtic i illes marginals d’Àfrica. Comprenen els lèmurs, loris, gàlags, indris, l’ai-ai i els tarsers. Tenen en comú les següents característiques:

  • Urpes enlloc d’ungles (tenen almenys una ungla).
  • Musells llargs amb nas humit. Són els primats amb major sentit de l’olfacte.
  • Major orientació lateral dels ulls que la resta de primats. Aquests són grans i tenen bona visió nocturna.
  • Pavellons auditius mòbils.
  • Menor proporció cerebral dels primats.

    Ai-ai (Daubentonia madagascariensis). (Foto: Frans Lanting)
    Ai-ai (Daubentonia madagascariensis). Foto: Frans Lanting

    Tarser de Filipines (Foto: Kok Leng Yeo)
    Tarser de Filipines (Carlito syrichta). Foto: Kok Leng Yeo

 MONES DEL NOU I VELL MÓN

Les mones del Nou Món es distribueixen per Amèrica Central i del Sud. Tenen la cua llarga, freqüentment prènsil. El musell és pla i les narius laterals. Són totalment arborícoles. Els representants més coneguts són els titís, la mona aranya, els caputxins, i els sakís.

Sakí cariblanco macho (Pithecia pithecia). (Foto: Charles Miller).
Sakí de cara blanca mascle (Pithecia pithecia). Foto: Charles Miller

Les mones del Vell Món es distribueixen per Àfrica i Àsia. Solen tenir una mida superior a les del Nou Món. Les narius estan orientades cap avall o cap endavant i comprenen una gran diversitat d’espècies, com els macacs, papions, mandrils, mangabeis, drils, còlobs, nassuts, langurs…

Langur dorado (Trachypithecus geei). (Foto: Wikimedia).
Langur daurat (Trachypithecus geei). Foto: Wikimedia

SIMIS

Els simis es divideixen en dues famílies: els hilobàtids (gibons i siamangs) i els homínids (orangutans, goril·les, ximpanzés i humans). Es distribueixen per Àfrica occidental i central i pel sud i sud-est asiàtic, amb excepció dels humans, que ens distribuïm per tot el planeta i hàbitats.  Els simis tenim la cara plana, amb les narius cap avall i una anatomia que facilita la postura erecta i la manipulació precisa de materials, que inclou l’ús i creació d’eines en algunes espècies.

Ximpanzè (Pan paniscus). Pierre Fidenci
Bonobo (Pan paniscus). Foto: Pierre Fidenci

En conclusió, els homínids som els éssers humans (Homo sapiens) conjuntament amb orangutans (dues especies: Pongo pymaeus i Pongo abelii), ximpanzès (Pan troglodytes), bonobos (Pan paniscus) i goril·les (dues especies: Gorilla gorilla i Gorilla beringei), ja que tots pertanyem a la família Hominidae. El terme homínid també es refereix a totes les espècies fòssils d’aquest família, i per tant, als nostres avantpassats, que tractarem en futurs articles sobre evolució humana. Malgrat això, actualment per referir-nos exclusivament a les espècies de la nostra branca evolutiva (inclòs H. sapiens) s’utilitza el terme hominins, que fa referència a una tribu (Hominini) de la família Hominidae.

REFERÈNCIES

Si t’ha agradat aquest article, si us plau comparteix-lo a les xarxes socials per a fer-ne difusió,  doncs l’objectiu del blog, al cap i a la fi, és divulgar la ciència i que arribi al màxim de gent possible.

 Aquesta publicació està sota una llicencia Creative Commons:
Llicència Creative Commons

Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.