Hallan lanzas con punta de piedra 85.000 años anteriores al Homo Sapiens

 

La confirmación que las puntas de piedra que se emplearon en lanzas, descubiertas en el yacimiento de la Edad de Piedra de Gademotta, en Etiopía, tienen unos 280.000 años, ha generado asombro e inmediata controversia de los científicos que apuntan a distintas teorías que expliquen cómo existía esta invención unos 85.000 antes que viviera en la Tierra el Homo Sapiens, a quien se atribuye el adelanto.

Un equipo del Centro de Investigación de la Evolución Humana de la Universidad de California, ha establecido que las puntas de lanza fueron hechas con obsidiana de la que existen yacimientos muy cercanos al sitio del descubrimiento.

Los fabricantes de las puntas, tuvieron que tallar las formas puntiagudas y los huecos de la lanza, tras lo cual hubo que unir las puntas asegurándolas firmemente en los huecos: todo ello implica una habilidad y conocimientos, que no eran conocidos –al menos eso decía la hipótesis hasta ahora- por los homínidos que vivían cuando se dataron las armas.

Un ancestro del Sapiens, bastante desarrollado

Las dos teorías más fuertes ahora en discusión, parte de las bases: la especie humana es mucho más antigua de lo que se afirma; o una especie antecesora del Homo Sapiens, se desarrolló más allá de lo que se cree, y ese conocimiento recién después ha sido asumido como existente.
La segunda teoría es la dominante y apunta al Homo heidelbergensis u “Hombre de Heidelberg”, que vivió hace más de medio millón de años, en Europa, Asia y África y es considerado el antecesor director del Sapiens y de los neandertales europeos.
Los científicos abren además otra hipótesis que gana adeptos: la posibilidad que los avances “tecnológicos” no estén necesariamente asociados a cambios anatómicos. Igual que el hombre actual en poco ha cambiado su forma fisica, pese a un adelanto sideral en los últimos cincuenta años, podría haber existido un grupo que descolló por algún avance que algún individuo creó. Ello también tendría vinculaciones con la cantidad de gente de los grupos de la época, en la idea que las mayores poblaciones tenían más posibilidad de tener alguien descollante en la comunidad.

How Climate Change and Plate Tectonics Shaped Human Evolution

A new study links the emergence of new hominin species, expanding brain capacity and early human migration with the appearance of deep freshwater lakes

By Mark Maslin and The Conversation

Editor's note: The following essay is reprinted with permission from The Conversation, an online publication covering the latest research.
It should not be a surprise that East Africa was a hotbed of evolution, because over the last five million years everything about the landscape has changed.
The extraordinary forces of plate tectonics and a changing climate have transformed East Africa from a relatively flat, forested region to a mountainous fragmented landscape dominated by the rapid appearance and disappearance of huge, deep-water lakes. And from this highly variable landscape emerged an ape smart enough to question its own existence.
A cradle rocked by tectonics
Twenty million years ago the Indian and Asian continental plates clashed and pushed up the massive Tibetan plateau. In summer this plateau acts as a huge heat engine, absorbing solar energy which it transfers to the atmosphere, causing immense convection currents. With all this hot air rising, air is sucked in from all round, including moist air from the Indian Ocean that produces intense South East Asian monsoons.
This has a knock on affect of drawing moisture away from the African continent, and it was this that began the progressive drying out of East Africa. In terms of human evolution, this distinct split between the climate of Asia and Africa coincides with the split between Asian and African apes, the latter eventually evolving into us.
At the same time as the peaks of Tibet were thrusting upwards, the rifting process began in Ethiopia and gradually moved south finishing in Mozambique about one million years ago. This rifting was caused by a hotspot of magma under northern East Africa heating the crust causing it to split down the middle like an overdone apple pie.
The rifting process produced a deep, wide, hanging valley half a mile above sea level with uplifted shoulders or mountain ranges on either side rising up to two miles high. The affects of the Rift Valley formation on the local climate was dramatic.
The East Rift’s mountains prevented moist air from the Indian Ocean from passing over East Africa, causing the region to dry even further. The topography of East Africa completely changed: from a homogeneous flat region covered in moist forest, to a mountainous landscape with plateaus and deep rift valleys, where vegetation varied from cloud forest to desert scrub.
Evolution, our coping strategy
Presented with fragmented vegetation and greater distances between sources of food may have led to the evolution of human bipedalism – walking upright on two legs – around six million years ago. These highly successful early bipedal hominins such as Ardipithecus ramidus or Australopithecus afarensis, were nevertheless relatively small-brained, with a cranial capacity of about 450cm³ compared with modern humans with over 1,500cm³.
The development of the East African Rift valley fragmented the landscape and formed a large number of separate lake basins. The mountainous landscape makes these basins very sensitive to small changes in rainfall. Martin Trauth of Potsdam University and colleagues found geological evidence that deep, freshwater lakes existed around 2.6 million, 1.8 million and 1 million years ago – key dates in human evolutionary history.

Relacionan la replicación tardía del genoma con la evolución humana

MADRID, 18 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha elaborado un original modelo que explicaría cómo las regiones del genoma que se copian más tarde, un proceso que anteriormente se ha relacionado con el cáncer o el envejecimiento, también está implicado en el proceso evolutivo ya que facilita el nacimiento de nuevos genes con funciones específicas de tejidos y órganos.

   En la mayoría de los organismos, desde la levadura a los humanos, este proceso de replicación sigue un plan establecido, en el que ciertas regiones del genoma se replican antes que otras, pero se trata de la primera vez que se relaciona este proceso con la evolución en millones de años de la vida en la Tierra, explican los autores en 'Biology Open'.
   El trabajo, dirigido por Alfonso Valencia y desarrollado en colaboración con Tomas Marques-Bonet, del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) de Barcelona, representa un nuevo enfoque evolutivo en el que la estructura del genoma toma protagonismo y abre nuevas posibilidades para el estudio de la evolución de los seres vivos y su diversidad.
   "Hemos descubierto que la replicación es como un espejo que refleja la historia evolutiva de los seres vivos: los primeros genes que se replican son los más antiguos, mientras que los que se replican más tarde son los más jóvenes", explica Valencia.
   Según el modelo, cada nuevo gen tiende a replicarse después que los ya existentes, lo que conlleva a la acumulación de capas sucesivas de nuevos genes en el genoma.
   David de Juan y Daniel Rico, investigadores del grupo de Valencia que han llevado a cabo el estudio, lo comparan con "el crecimiento del tronco de un árbol, en el que los anillos concéntricos exteriores representan los años más recientes de la vida del mismo".
   Cuanto más tarde se copia el material genético, más probabilidad hay de que se dañe el ADN y se acumulen mutaciones. De esta forma, los genes antiguos, que suelen ser vitales para la vida, se sitúan en regiones potegidas --aquellas que acumulan menos mutaciones-- que replican en primer lugar, mientras que los nuevos genes lo hacen en las regiones más inestables del genoma --las que acumulan más mutaciones-- que replican más tarde.
   "Esto permite que los genes de aparición reciente evolucionen muchísimo más rápido que los más antiguos", sentencia Rico, ya que "las regiones de replicación tardía tienen además una estructura compacta e inaccesible".
   "Son zonas escondidas en el genoma que actúan como laboratorios evolutivos, donde estos genes pueden adquirir nuevas funciones sin afectar a procesos esenciales para el organismo", añade de Juan.
   Los autores del trabajo sostienen que este modelo habría facilitado el nacimiento de nuevos genes con funciones específicas de tejidos y órganos, y podría haber contribuido decisivamente en el desarrollo de estructuras complejas como el cerebro o el hígado.

EL CÁNCER Y LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS: UN MISMO ORIGEN

   La aparición de mutaciones en las regiones de replicación tardía ya se había relacionado en trabajos previos con el cáncer o el envejecimiento, de ahí que el jefe del Grupo de Inestabilidad Genomica del CNIO, y colaborador del trabajo, Óscar Fernandez-Capetillo, haya calificado los resultados como "sorprendentes", puesto que "ayudan a entender como cambios drásticos en el genoma que hasta ahora sólo se habían relacionado con la formación de tumores son, a su vez, cruciales en la evolución".
   Los autores apuntan que "lo fascinante de este modelo es como las regiones de replicación tardía han contribuido a la capacidad de adaptación de especies tan complejas como la humana".
   El estudio de la evolución ha alcanzado nuevas dimensiones con los últimos avances en biología molecular, y ha llegado a su punto álgido en los ultimos 10 anos gracias al estudio masivo de los genomas, por lo que los nuevos avances en esta direccion ayudarán en la comprensión de los sistemas vivos en su conjunto.

Neurogastronomía

NEUROGASTRONOMY: HOW THE BRAIN CREATES FLAVOR AND WHY IT MATTERS
Por Gordon M. Shepherd. Columbia University Press; Nueva York, 2012.
Los lectores de Investigación y Ciencia han disfrutado con las páginas de quimiogastronomía firmadas por Hervé This, autor de una celebrada Molecular gastronomy: exploring the science of flavor, animador de semanas y simposios internacionales sobre la materia y redactor de la edición francesa de Scientific American durante muchos años. Inspirador de este libro del profesor de neurobiología de la facultad de medicina de Yale y antiguo director del Journal of Neuroscience, escribe ponderándolo: «¿Los fogones? Por encima de todo es cuestión de amor, luego arte, después técnica. Chefs y amantes de la buena mesa pueden beneficiarse de un mayor conocimiento de los factores que intervienen en el proceso culinario, del huerto al tenedor. De ahí la importancia del aroma y la justificación del título de esta obra de Gordon M. Shepherd». A Shepherd se le reconocen valiosas aportaciones al dominio de los microcircuitos cerebrales, sintetizadas en su ahora clásico The synaptic organization of the brain. Entre esos microcircuitos, el de la olfacción reviste interés para la percepción del olor.
Nos alimentamos, con frecuencia diaria, movidos por un apetito que está regulado por hormonas, que lo activan cuando tenemos hambre y lo inactivan cuando quedamos satisfechos. Tal regulación endocrina no explica por qué nos gustan unos alimentos y otros no, por qué ansiamos lo que nos deja buen sabor o rechazamos lo desabrido. Para responder a las cuestiones de ese tenor se está creando una nueva disciplina, centrada en los aromas de los alimentos. Pero conviene aclarar conceptos y despejar errores. De estos, uno muy extendido afirma que los alimentos contienen los aromas. Lo cierto es que los alimentos contienen las moléculas de los aromas; los aromas, en cuanto tales, son creaciones de nuestro cerebro. Por eso de ellos se ocupa la neurogastronomía, que nos describe de qué modo el sistema cerebral del aroma, quizás el más extenso, crea percepciones, emociones, recuerdos, conciencia, lenguaje y decisiones.
Avanzados los ochenta, la comunidad científica aceptaba todavía que el olfato había perdido importancia para la supervivencia a favor de la vista cuando nuestros antepasados comenzaron a caminar erguidos. Shepherd está ayudando a cambiar de opinión: cuanto más se acerca a la mesa la investigación, mejor nos percatamos de que los placeres reales de la vida se hallan ligados al olfato. Se había venido preparando el terreno: desde la anatomía de la digestión, que explica la masticación y absorción de los alimentos; desde la fisiología, que analiza el transporte de los olores hasta las células sensoriales mediante la inspiración y la espiración; desde la psicología, que estudia la combinación de olor y sabor para producir lo que aquí denominamos aroma, una de las sensaciones más complejas; desde la neurociencia cognitiva, que usa la técnica de formación de imágenes para demostrar la aparición del aroma a partir de la actividad de los niveles cerebrales superiores; desde la neurofarmacología, que aborda la excitación de determinadas áreas del cerebro por el ansia de comer, las mismas estructuras que se activan con el deseo de tabaco, alcohol o drogas; desde la bioquímica, que detalla las hormonas circulantes en el torrente sanguíneo que despiertan el hambre; desde la antropología, que explica por qué la cocción del alimento constituyó el motor de la evolución; desde la biología molecular, que descubre que los receptores sensoriales del olor forman la familia más extensa de genes de nuestro acervo y desentrañan el origen molecular de nuestra percepción de los olores; por fin, desde la etología, que muestra cómo monos y humanos poseemos un sentido del olfato muy fino.
De todas esas aportaciones de fuentes diversas se desprendía que la percepción del aroma no se debe a la inhalación, sino a la espiración y retorno por las vías nasales, mientras masticamos y deglutimos. A ese proceso se le llama olor retronasal. El sentido del gusto, si lo definimos con precisión, consta de sensibilidad solo para con lo dulce, salado, amargo, agrio y umami. El olor retronasal constituye, en cambio, la nueva frontera para el estudio de la creación cerebral del sentido del aroma. Los sabores elementales se perciben desde el nacimiento, mientras que los olores retronasales se aprenden y quedan abiertos a las diferencias individuales.
La propia investigación realizada por Shepherd ha llevado a la conclusión de que la inhalación genera una pauta espacial de actividad en el cerebro, pauta que opera como imagen del olor, variable según este, a la manera en que cada rostro forma una imagen distinta en nuestro sistema visual. El cerebro reconoce las pautas. Añádase, además, que el hombre ha desarrollo un cerebro voluminoso. Aunque nuestro aparato sensorial no posea tantas moléculas o células receptoras como otros mamíferos, ello no empece que poseamos un poderoso sentido del olor. Ese cerebro grande que nos permitió adquirir el lenguaje es el que nos faculta para desarrollar un extraordinario sentido del aroma. Ese nivel elevado de procesamiento (donde se incluyen sistemas para la memoria, emoción, cognición y lenguaje) nos concede un sistema cerebral único del aroma. En este, el papel principal se reserva para el olor.
En una fase inicial, los sistemas sensoriales que intervienen en el aroma transforman las representaciones sensoriales individuales para constituir la sensación del aroma. Se parte de los cinco sentidos, que reciben sus estímulos en sus receptores y los convierten en representaciones neurales. El olfato forma, en el sistema límbico prosencefálico, recuerdos olorosos, pues tienen acceso directo a los sistemas cerebrales de la memoria y la emoción. La corteza olfatoria se proyecta ulteriormente a la corteza orbitofrontal, donde establece conexión con los centros superiores de las capacidades, exclusivas del hombre, del juicio y la planificación. Las vías del gusto llegan al tronco cerebral, para proceder luego hasta sus áreas corticales, donde interaccionan con otras representaciones sensoriales del núcleo del aroma. Los diferentes tipos de tacto que el alimento y la bebida activan en la boca se envían, a través de las vías del tacto, hacia el tronco cerebral, y de allí pasan al tálamo y sus áreas corticales receptoras y asociativas. La vista del alimento y la comida antes de que los consumamos activa la trayectoria visual que pasa a través del tálamo hacia las áreas visuales en la parte posterior del cerebro. Posee una influencia determinante sobre cómo juzgamos su aroma. El sonido, por fin, que emana de la masticación y deglución, se integra en la experiencia del aroma. Sabido es que la integración multisensorial se produce cuando la respuesta celular de una región a dos o más estímulos al mismo tiempo es más que la suma de las respuestas individuales. Hablamos entonces de supraadición. Con la alimentación se produce la activación simultánea de un conjunto común de regiones (córtex orbitofrontal, ínsula anterior, operculum y giro cingulado anterior), que configura la representación distribuida en nuestra mente de un objeto aromático. La imagen percibida crea la representación neural de un aroma recordado.
El sistema cerebral del aroma desempeñó un papel determinante en la evolución del hombre. Cinco tipos de pruebas lo avalan: el registro génico, la competición entre visión y olfacción, el aumento del volumen cerebral, la adaptación del sistema musculoesquelético a la búsqueda de alimento y el control del fuego y de la cocina. La disminución observada de genes receptores olfatorios en el hombre se vio compensada por el desarrollo del prosencéfalo, al que tiene acceso directo privilegiado la vía olfatoria. En otro orden, hace dos millones de años, ciertos grupos humanos salieron de África. Algunos llegaron a Indonesia en un tiempo corto (desde el punto de vista evolutivo). Ello pudo facilitar no solo la estatura erecta y el agrandamiento del cerebro, sino también los cambios esqueléticos que reflejan adaptaciones a grandes recorridos; entre dichas adaptaciones estarían fémures más largos, relaciones más flexibles entre el torso y las extremidades para posibilitar un mayor equilibrio en la carrera. A esas adaptaciones deben sumarse las vinculadas con la búsqueda de comida más apetitosa con hierbas y especias. Un episodio crítico fue el uso del fuego para elaborar la comida y aligerar el trabajo mandibular. La cocción facilita la socialización de los miembros del clan y cierta estructuración de la sociedad (fabricantes de cacharros de cocina, de útiles). A buen seguro los comentarios sobre el estado del alimento debía ser motivo de conversación en torno al fuego, su sabor. Lo que puso en relación lenguaje, olores y aromas.

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Origen de los perros

Hasta ahora la mayoría de las investigaciones realizadas apuntaban a que el origen de la relación de amistad entre los humanos y los cánidos se remontaba a Asia hace unos 13 mil años. Sin embargo un reciente estudio publicado en la revista Science se remonta más aún en el tiempo, y no solo eso, sino que además lo sitúa en Europa.

Hace casi 20 mil años, los lobos eran peligrosos para los humanos. Probablemente su relación fuera más de vigilancia para evitar ser devorados que de amistad como lo es ahora. Sin embargo, con el paso de los años la domesticación de los antiguos cazadores-recolectores convirtieron a los perros en sus fieles compañeros y mascotas de la casa.

"Encontramos que en lugar de que los actuales lobos estuvieran más cerca de los perros domésticos, los antiguos lobos europeos estaban directamente relacionados con ellos", explica  Robert Wayne, profesor de ecología y biología evolutiva de la UCLA y autor principal de la investigación. "Esto hace que el registro genético concuerde con el registro arqueológico. Europa es donde se encuentran los perros más viejos" apunta.

Para llegar a esta conclusión los investigadores estudiaron el ADN mitocondrial de los animales, muy abundante en los restos antiguos encontrados. Comparando este ADN antiguo con los genomas modernos de 77 perros domésticos, 49 lobos y 4 coyotes los investigadores llegaron a la conclusión de que se agrupaban genéticamente con los antiguos lobos o perros europeos, no con los lobos modernos de ninguna parte del mundo. Así pues, los perros proceden genéticamente de los lobos antiguos que poblaban Europa y que ahora están extintos.

Los primeros carnívoros domesticados

"El lobo fue la primera especie domesticada y la única de los grandes carnívoros que el ser humano ha domesticado nunca" explicó el propio Wayne. Pero, ¿cómo llegaron a ser compañeros inseparables los carnívoros lobos y los antiguos cazadores recolectores de Europa?

Según la investigación es posible que los lobos se aprovecharan de los cadáveres de los animales que comían los cazadores recolectores y que, con el paso del tiempo, se acercaran cada vez más a ellos. Esta idea permite explicar la divergencia genética entre los perros y los lobos. Aquellos que seguían a los humanos aprovechaban las migraciones de los mismos, renunciando a su territorialidad y, por tanto reduciendo las posibilidades de reproducirse con lobos territoriales.

De hecho existe un ejemplo en la actualidad de este proceso. La única población migratoria de lobos que se conoce en la tundra y los bosques boreales de América del Norte sigue al caribú (una especie de reno) en su migración de mil kilómetros. "Cuando estos lobos vuelven de la tundra a los bosques boreales durante el inverno no se reproducen con los lobos residentes que nunca migran" explica el mismo investigador. "Creemos que es un modelo de domesticación y reproducción divergente de los lobos salvajes y los primeros perros".

Impulsibidad y adolescencia

Los adolescentes, especialmente los hombres, suelen tomar malas decisiones; son más propensos a cometer crímenes y caer en situaciones peligrosas (generalmente involucrando las drogas y alcohol) ¿Por qué son tan impulsivos? Estudios demuestra que la inmadurez no es la única explicación.

Si se tratara de la inmadurez como la única causa de las decisiones impulsivas, los niños no serían más cuidadosos que los adolescentes. Un equipo de científicos, liderado por Kristina Caudle del Colegio Médico Weill Cornell en Nueva York, realizó un experimento en busca de aquello único en el desarrollo del cerebro adolescente que los atrae al peligro.

El grupo de investigadores reclutó a 83 personas, de 6 a 29 años, y les pidió que completaran una tarea fácil de "vas o no vas". Los voluntarios observaron una pantalla a una serie de rostros, ya sea con expresiones neutras o amenazantes. Cada vez que una cara neutra aparecía en la pantalla, los partícipes debían apretar un botón.

Conforme realizaban la prueba, los científicos monitorearon la actividad cerebral de las personas. Los investigadores encontraron que, en conjunto, los adolescentes cometieron 15% más errores que los adultos y los niños al intentar restringirse de apretar el botón. Los hombres se equivocaron más que las mujeres, y aquellos adolescentes que sí se controlaron mostraron mayor actividad cerebral en la región conocida como corteza prefrontal ventromedial, la cual interviene en el comportamiento.

Los resultados sugieren que los adolescentes son altamente impulsivos frente al peligro debido a un proceso biológico de la corteza prefrontal ventromedial, la cual actúa como un freno. Pareciera que el cerebro adolescente debe esforzarse un poco más para activarlo.

A su vez, el médico y divulgador científico Michael Mosley, en una colaboración para la BBC. Explica que mientras está en el útero, el ser humano desarrolla unas 8,000 neuronas cada segundo, y al nacer se producen nuevas conexiones entre ellas, así cada una de los cientos de miles de millones de neuronas llevan a cabo, en promedio, 10,000 conexiones diferentes.

A los seis años de edad ya está establecida la estructura básica del cerebro, y continúa creciendo. Sin embargo, a partir de los 12 años, ya no aumentan las conexiones, sino que, al contrario, comienzan a perderse (cada año casi el 1% de la materia gris), es decir el cerebro "descarga" las conexiones innecesaria o inútiles, de ahí que los años de la adolescencia sean críticos para el futuro desarrollo del joven (las capacidades y hábitos que se adquieran en esta época probablemente persistirán).

El cerebro adolescente se vuelve más rápido y poderoso, aunque la última región que alcanza su total madurez es la corteza prefrontal, responsable de funciones como la planeación, la anticipación, el control de las emociones y el entendimiento de los demás; se tiende a ser impulsivo e insensible, y a tomar riesgos innecesarios: siempre que un adolescente se arriesga, por ejemplo al conducir un auto a exceso de velocidad, el cerebro es recompensado con una descarga hormonal, una euforia natural mucho más fuerte de la que podría sentir un adulto.

Una explicación a este proceso inacabado de conexiones, indica el médico egresado de la Royal Free en Londres, es que el ser más arriesgados ayuda a los jóvenes a conocer y entender el mundo.

Empatía

Nuestro cerebro detecta emociones en las caras de los demás gracias a la amígdala, una pequeña estructura con forma de almendra localizada en la parte más profunda del cerebro. Compuesta de núcleos de neuronas, su función principal es la de procesar y almacenar los recuerdo de experiencias emocionales que han dejado huella en las conexiones sinápticas. Para deducir que alguien está triste, nuestra memoria influye en mayor medida que los signos visibles en el rostro, según las últimas investigaciones.

Un grupo de neurocientíficos implantó electrodos en la amígdala de siete enfermos de epilepsia que estaban a punto de someterse a cirugía cerebral. Los investigadores registraron la actividad de 200 neuronas individuales y analizaron la forma en que estas respondían al estímulo visual del paciente mientras este observaba una serie de fotografías con rostros felices y tristes. El equipo encontró un subconjunto de células encargadas de discernir ambas emociones, incluso cuando estas eran identificadas de manera errónea.

Los resultados sugieren que las neuronas de la amígdala reconocen las emociones en las expresiones faciales de los demás en base a criterios subjetivos almacenados en nuestra memoria, más que atendiendo a las características visuales de las caras. Por lo tanto, cuando se trata de reconocer lo que sienten los demás a través de su rostro, lo que pensamos que vemos parece ser más importante que lo que vemos.