¿Y si somos nosotros?

En las anteriores entradas al blog anticipamos que distintos estudios genéticos habían revolucionado la investigación de la evolución humana y que en el futuro nos iban a aportar más luz sobre los detalles de cómo ha ido desarrollándose dicho proceso de forma general, la frecuencia de la hibridación entre neandertales y sapiens en particular (que siendo ya un hecho hasta ahora ha sido poco estudiada), su clasificación como especies diferentes... y efectivamente así ha sido. 

En este mes de abril se han publicado nuevos artículos al respecto, que refuerzan la idea de que los cruces entre neandertales y humanos modernos fueron mucho más frecuentes y recientes de lo que inicialmente se pensaba y esto nos da lugar a nuevas e interesantes reflexiones al respecto. 

Concretamente la revista Nature Evolution & Ecology ha publicado un artículo, Initial Upper Palaeolithic humans in Europe had recent Neanderthal ancestry (Hajdinjak et al., 2021) donde se detallan los análisis de ADN de tres Homo sapiens europeos de entre 45.930 y 42.580 años en la Cueva Bacho Kiro en Bulgaria y donde una de las principales conclusiones es que todos ellos tenían antepasados neandertales, más o menos directos y que por tanto confirma una hibridación entre ambos grupos de homínidos en el sudoeste de Asia hace entre 50.000 y 60.000 años.

Svante Pääbo, uno de los colaboradores de este articulo, reconocido divulgador y experto en neandertales, que obtuvo el primer genoma completo de un neandertal y que ha participado en varias de estas reconstrucciones como The complete genome sequence of a Neandertal from the Altai Mountains, defiende que esta hibridación debió ser muy común y de hecho en el artículo califica incluso como sorprendente, el hecho de la cercanía de los parientes neandertales en las historias familiares de los individuos europeos que se superpusieron en el tiempo con estos neandertales tardíos, que puede sugerir una absorción de las poblaciones de neandertales más que una desaparición.

Otro aspecto destacable de este artículo, es que el estudio de los genomas de la cueva de Bacho Kiro muestran que existieron varias poblaciones humanas modernas distintas durante el Paleolítico superior temprano en Eurasia y no todas ellas dejaron rastro de su ascendencia entre las poblaciones actuales. Este es otro interesante debate de por qué algunas poblaciones de humanos modernos tuvieron éxito y otras no.

Casi al mismo tiempo y también en la revista Nature Ecology & Evolution se ha publicado el articulo A genome sequence from a modern human skull over 45,000 years old from Zlatý kůň in Czechia donde se detalla como dos equipos de paleoantropólogos han conseguido extraer suficiente ADN de estos fósiles, los más antiguos que se conocen de nuestra especie, como para reconstruir todo su genoma y donde se muestran mas pruebas de parientes Homo neanderthalensis cercanos, en este caso en ancestros de menos de 180 años, y donde se ha comprobado que los individuos analizados descendían de híbridos fruto del sexo entre neandertales y sapiens teniendo aproximadamente un 3% de ADN neandertal.

Inicialmente se pensaba que los neandertales desaparecieron como especie hace unos 40.000 años, pero esta hibridación es un hecho que se repite y por tanto nos indica la existencia de un patrón que puede abrirnos a otras explicaciones. Una de las posibilidades es que las diferentes olas migratorias humanas que llegaron desde África a Europa y Asia mantuvieron relaciones con los neandertales y denisovanos que habitaban esas zonas y pudieron acoger a los neandertales en sus grupos de convivencia, lo que parece que no ocurre al contrario, como sugería Svante Pääbo y también afirma el genetista Carles Lalueza-Fox en un articulo de El País. Por tanto, nos llevaría a concluir que los neandertales no se extinguieron si no que se produjo una integración entre las dos especies, o dicho de otra forma los neandertales siguen aquí porque somos nosotros como también defiende Raquel Pérez Gómez, bióloga experta en genética y doctora en Ciencias Veterinarias por la Complutense. 

Pero el debate está muy vivo y no hay unanimidad en esta visión, en otro articulo de El País, investigadores como Antonio Rosas, paleoantropólogo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y uno de los grandes expertos europeos en neandertales piensan que los humanos modernos analizados son Homo sapiens desde el punto de vista fenotípico: no son neandertales, ni tampoco son una mezcla, aunque abre la posibilidad de que ocurriese esta mezcla en algún lugar concreto y en otros casos se extinguieron.

En cualquier caso es complicado hacer extrapolaciones a partir del estudio de unos pocos ejemplares, por lo que los nuevos estudios que aparezcan a partir de ahora,  no van a dejar de darnos nuevas informaciones que seguirán confirmando o desmintiendo las actuales hipótesis. Por ejemplo, esta semana conocíamos una noticia que puede dar una nueva dimensión al estudio de la genética de poblaciones fósiles, ya que los investigadores de Atapuerca han conseguido sacar ADN nuclear y mitocondrial o de restos fósiles si no de sedimentos donde habitaron los individuos publicando sus conclusiones en la prestigiosa revista Science  Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments.

Por tanto tenemos que estar preparados y atentos para nuevos descubrimientos en muy breve espacio de tiempo y como muchas veces ocurre en ciencia, cuantas mas cosas nuevas sabemos, más preguntas van a aparecer ya que esto va más deprisa incluso de lo que creíamos.

REFERENCIAS:

Altares, G. 2021. ¿Y si los neandertales somos nosotros?. El País, https://elpais.com/ciencia/2021-04-09/y-si-los-neandertales-somos-nosotros.html

Domínguez, N. 2021. El genoma más antiguo de un europeo desvela sexo continuo con los neandertales. El País, https://elpais.com/ciencia/2021-04-07/el-genoma-mas-antiguo-de-un-europeo-desvela-sexo-continuo-con-los-neandertales.html

Hajdinjak, M., Mafessoni, F., Skov, L., Vernot, B., Hübner, A., Fu, Q., Essel, E., Nagel, S., Nickel, B., Richter, J., Moldovan, O.T., Constantin, S., Endarova, E., Zahariev, N., Spasov, R., Welker, F., Smith, G.M., Sinet-Mathiot, V., Paskulin, L., Fewlass, H., Talamo, S., Rezek, Z., Sirakova, S., Sirakov, N., McPherron, S.P., Tsanova, T., Hublin, J-J., Peter, B.M., Meyer, M., Skoglund, P., Kelso, J. & Pääbo, S. 2021. Initial Upper Palaeolithic humans in Europe had recent Neanderthal ancestry. Nature Ecology & Evolution, 592: 253-257.

Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., Heinze, A., Renaud, G., Sudman, P.H., de Filippo, C., Li, H., Mallick, S., Dannemann, M., Fu, Q., Kircher, M., Kuhlwilm, M., Lachmann, M., Meyer, M., Ongyerth, M., Siebauer, M., Theunert, C., Tandon, A., Moorjani, P., Pickrell, J., Mullikin, J.C., Vohr, S.H., Green, R.E., Hellmann, I., Johnson, P.L.F., Blanche, H., Cann, H., Kitzman, J.O., Shendure, J., Eichler, E.E., Lein, E.S., Bakken, T.E., Golovanova, L.V., Doronichev, V.B., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., Viola, B., Slatkin, M., Reich, D., Kelso, K., & Pääbo, S. 2014. The complete genome sequence of a Neandertal from the Altai Mountains. Nature, 505: 43-49.

Prüfer, K., Posth, C., Yu, H., Stoessel, A., Spyrou, M.A., Deviese, T., Mattonai, M., Ribechini, E., Higham, T., Velemínský, P., Brůžek, & J. Krause, J. 2021. A genome sequence from a modern human skull over 45,000 years old from Zlatý kůň in Czechia. Nature Ecology & Evolution.

Vernot, B., Zavala, E.I., Gómez-Olivencia, A., Jacobs, Z., Slon, V., Mafessoni, F., Romagné, F., Pearson, A., Petr, M., Sala, N., Pablos, A., Aranburu, A., Bermúdez de Castro, J.M., Carbonell, E., Li, B., Krajcarz, M.T., Krivoshapkin, A.I., Kolobova, K.A., Kozlikin, M.B., Shunkov, M.V., Derevianko, A.P., Viola, B., Grote, S., Essel, E., López Herráez, D., Nagel, S., Nickel, B., Richter, J., Schmidt, A., Peter, B., Kelso, J., Roberts, R.G., Arsuaga, J-L. & Meyer, M. 2021. Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments. Science, 372(6542).

LA LUCHA QUE NUNCA TUVO LUGAR

En los últimos años cada vez hay más estudios y avances abordando  la posibilidad de hibridación genética entre neandertales y humanos modernos, y es importante analizar si este hecho ponía en cuestión algunos principios de la evolución como la definición de especie biológica y su aplicación a la evolución humana en el caso de neandertales y sapiens. Es un debate que sigue evolucionando y al que continuamente se van aportando nuevos datos.

El siguiente artículo de la revista italiana Bulletin of Regional Natural History, The brute that never was, life and death of Neanderthal man (Melchionna et al., 2021), nos proporciona una nueva visión sobre la especie Homo neanderthalensis, sus hábitos, su relación y coexistencia con los humanos modernos y las razones por las que se extinguieron.

En los últimos años los descubrimientos y estudios sobre los neandertales, van cambiando la visión que teníamos de esta especie. En este artículo destierra la visión que se tenía hasta el momento y lo argumenta apoyándose en el análisis del ADN, los nuevos registros fósiles (Ej. la cueva del Sidrón en Asturias), los estudios sobre sus prácticas o el arte que desarrollaron (Ej. Cueva de Gorham en Gibraltar).

La visión más arcaica que teníamos hasta hace muy poco tiempo desde el descubrimiento de la especie en el siglo XIX, se ha sustituido por una visión en la que los neandertales tienen una capacidad cognitiva más alta, definiendola como una especie altamente social, inteligente y ecológicamente plástica, cuyo comportamiento debe haber estado mucho más cerca de los humanos modernos de lo que pensábamos antes.

El artículo también expone nuevas teorías acerca de su extinción, desarrollando la idea de que los neandertales no fueron víctimas del poblamiento desenfrenado de Europa por Homo sapiens, ya que se ha demostrado el extremo opuesto y  por tanto se analizan otras alternativas sobre la extinción de esta especie como es el cambio climático, al igual que ha ocurrido en otras especies del género Homo.

Este último aspecto del artículo, sobre la extinción, nos cambia la visión de relación hostil entre ambas especies, por una visión de hibridación en la que hubo un intenso y frecuente intercambio de genes, por lo que fueron especies que convivieron y se relacionaron de una forma que hasta ahora no se contemplaba.

Como se ha estudiado en otros artículos recientes, como el publicado en la revista Journal of Biomedical Physics & Engineering, los neandertales se cruzaron con humanos modernos en Oriente Medio entre hace unos 47.000 y 65.000 años y, por ejemplo, en uno de dichos estudios se analiza secuencias de ADN de poblaciones actuales que han heredado genes de antepasados neandertales frente a otras que no lo han heredado y lo vincula con posibles comportamientos diferentes de esta poblaciones actuales ante la misma situación (Ej. cómo les afecta la actual pandemia). Otro articulo que desarrolla la relación de la presencia de genes neandertales y los factores de riesgo del COVID-19 es el publicado en la revista Nature.

Por tanto la hibridación no es un tema residual ni menor en el curso de la evolución humana entre especies catalogadas como diferentes como los neandertales y los humanos modernos, a los que podríamos añadir a los denisovanos. Por tanto este hecho suma argumentos a un tema interesante, que es la definición de que dos especies biológicas son diferentes, cuando no tienen descendencia fértil.

Nos surgen preguntas tales como ¿Hay que cuestionar o matizar la definición de especie, diferenciando especie biológica y morfológica?¿Es válida la definición de que dos especies son diferentes cuando no pueden generar descendencia fértil entre ellas?

No es el caso de neandertales y humanos modernos, por lo que al menos surge la duda de que si el estudio del ADN sigue avanzando, nos puede traer una revolución en la paleontología y nos cambiaría el actual árbol genealógico de las especies tal y como lo entendemos. Al menos sí parece que debemos cuestionar el concepto de que neandertales y humanos modernos son especies diferentes.

BIBLIOGRAFÍA:

Melchionna M., Mondanaro A., Castiglione S. & Pasquale Raia P. (2021). The brute that never was, life and death of Neanderthal man.  Bulletin of Regional Natural History.

Mortazavi S.A. R., Kaveh-Ahangar K., Mortavazi S. M. J., Firoozi D. & Haghani M. (2021). How Our Neanderthal Genes Affect the COVID-10 Mortality: Iran and Mongolia, Two Countries with the Same SARS-CoV-2 Mutation Cluster but Different Mortality Rates. Journal of Biomedical Physics & Engineering. 11 (1): 109 - 114

Y Luo. (2020). Neanderthal DNA highlights complexity of COVID risk factors. Nature 587, 552-553

Genes de poblaciones de homínidos extintos en el genoma humano actual

                 El mestizaje de Homo sapiens y otros homínidos extintos. 

El árbol filogenético de la especie humana está lleno de incógnitas. En las últimas décadas se ha puesto de manifiesto la posibilidad de que nuestros antepasados pudieran llegar a interacturar con otros homínidos y, como resultado de esa convivencia surgiera el mestizaje entre ellos.

Antes de comenzar a abordar las bases sobre los que se sustentan los estudios actuales hay que hacer una especial mención a algunos estudios previos que conciernen a esta entrada.

En primer lugar, uno de los mestizajes más conocidos surge entre los homínidos Homo sapiens y Homo neandertalensis. Esta información se obtuvo de un estudio en el año 2000 publicado en la revista científica AJHG (una revista asociada a la revista Cell) donde se analizó un fósil de una clavícula de un homínido encontrado en Krapina, Croacia. El proyecto se centró en analizar la secuencia de ADN en la cual se pudo observar evidencias de que había señales de hibridación entre estos dos homínidos.

                                 Pero, ¿Es cierto que esto fue posible?

Lo cierto es que existen indicios que nos dan las claves para pensar que este hecho es cierto pues ambos homínidos vivieron casi en la misma eṕoca lo que permitió la coexistencia entre ambas especies.

Más adelante, en 2011, la revista PNAS (Proceeding of the National Academy of Sciences of United states of America) publicó un estudio en el que se analizó los genomas de diferentes poblaciones africanas subsaharianas (Mandinka, Biaka y San). Se descubrió que en su genoma no solo había genes de Homo neandertalensis sino también había presencia de genes de otros ancestros no africanos, a los que se denominó “Desínovan”, los cuales contribuyeron al “pool” genético de estas poblaciones africanas. Además, este descubrimiento hizo que se planteara la hipótesis de que hubo más homínidos más antiguos que los neandertales, los homínidos “arcaicos” que coexistieron por mucho tiempo fuera de África y que, por episodios de migración, hubiera introgresiones genéticas.

Imagen de la población Mandenka

Imagen de un niño de la etnia Biaka

                                                         

Imagen de una familia de la población San. 

                                                    

 Un momento, ¿Qué son las introgresiones genéticas? (Os preguntaréis).

La respuesta es sencilla: se basa en el movimiento de los genes de una especie a otra por un proceso de hibridación interespecífica y con posterior retrocruzamiento. 

El retrocruzamiento es el cruce entre un descendiente híbrido de la primera generación.

Imaginemos un descendiente del cruce de  Homo sapiens y Homo neandertalensis. Supongamos que pueden ocurrir dos casos:

1.  Que este individuo tiene descendencia con otro Homo sapiens, como se muestra en el dibujo de la derecha, introduciendo genes neandertales al “pool” genético de la descendencia. 
2. Que el individuo tiene descendencia con un Homo neandertalensis, como en el dibujo de la izquierda que, en este caso se  introducirían genes de un humano moderno al “pool” genético neandertal.

Explicación de ambos dibujos, como regla general, los hombres en los árboles genealógicos se representan con un cuadrado y las mujeres con un cículo. El cuadrado rojo, representa a un hombre Homo sapiens  y el círculo amarillo representa una mujer Homo neandertalensis. Además, para mostrar esa hibridación he decidido mostrar la descendencia con ambos colores indicando que han heredado material genético tanto de una especie como de la otra. 

[soy consciente que los árboles genealógicos en cuanto se refiere al fenotipo no se representan así, pero es para que os hagaís una idea más clara de lo que he explicado anteriormente].

Siguiendo esta línea en 2018 se publicó en la prestigiosa revista Cell un estudio acerca de esos misteriosos homínidos arcaicos. En el se examinaron los genomas de poblaciones de Eurasia y Oceanía, lugares donde se encontraron genes de ancestros de Desínovan del este y sur de Asia, destacando los encontrados en  Papúa Nueva Guinea. Sin embargo, el estudio no solo muestra eso si no también se descubrió que los Asiáticos del Este mostraron una introgresión muy evidente de dos poblaciones de Desínovan y,  como resultado de eso, las poblaciones del sur de Asia y Oceanía portaron esas introgresiones.

Representación de los tres homínidos mencionados anteriormente a la izquierda podemos ver a un Denísovan, en el centro Homo neandertalensis, y a la derecha Homo sapiens.. 

Una vez analizados  todos esos estudios previos podemos proceder a analizar los bases sobre  los estudios actuales de este mismo año, publicados en la revista científica Science, donde al principios de este año se han publicado dos, llevados por dos equipos de investigación independientes, acerca de los genes de poblaciones  de homínidos arcaicos en poblaciones actuales.

El primero fue publicado el pasado 12 de febrero, dirigido por Sriram Sankararaman y su alumno Amin Durvasula, quiénes estudiaron las introgresiones en poblaciones del oeste de África para averiguar acerca de  esos homínidos arcaicos. Para ello emplearon la técnica CSFS (Conditional site frequency spectrum), en español espectro de frecuencia del sitio condicional. Este espectro está condicionado con la presencia de un alelo derivado de una secuencia de ADN de una o varias poblaciones muy relacionadas, es especialmente sensible a la hibridación de dos poblaciones y las subestructuras de las poblaciones muy antiguas. Esto se aplica para observar si la similitud entre algunas poblaciones  humanas modernas, neandertales y denisovanos, se puede atribuir a la hibridación ocurrida en un momento determinado. 

En principio se analizaron 1000 genomas, mediante el método mencionado anteriormente se pudo identificar los genes arcaicos mediante mapas génicos amplios de las poblaciones africanas Yonuba y Mende. Y como resultado de esos análisis, se determinó que había entre un 2% y un 19% de “genética ancestral” procedente de una población arcaica que divergió antes de que los Neandertales y los humanos modernos se separaran.

El segundo estudio se publicó 8 días después, el 20 de febrero de 2020, Alan R. Rogers y su equipo se centraron en estudiar las introgresiones de los modernos Euroasiáticos con sus predecesores Neandertales y Desínovan, como resultado se demostró que hace millones de años tanto los Neandertales como los Denisovan hibridaron con unos ancestros Euroasiáticos llamados población "súper-arcaica".


          ¿Pero entonces, qué eran esos homínidos súper-arcaicos?

Hay tres hipótesis:

1. Estos homínidos súper-arcaicos son los ancestros comunes de los humanos modernos y los neandertales. 
2. Otra posibilidad que se considera es que fueran un linaje evolutivo que se extinguió y que fueron reemplazados por inmigrantes de África. 
3. Y también se estima que son los primeros representantes del linaje neandertal. 

Sin embargo, el equipo de Alan R. Rogers considera que la última hipótesis es la más convincente, ya que los neandertales eran un linaje distinto, no solo de los humanos modernos, sino también de los denisovanos. Es por ello por lo que es posible que ambas especies de homínidos compartieran un ancestro común denominado "neandersovanos".

        Pero en sí, ¿Cómo se pudieron ocasionar esas introgresiones?

Es probable que los súper-arcaicos descendieran de un asentamiento homínido de Eurasia y, debido a que hay muchos genes de esta población en las personas actuales es posible que tuviera dos subpoblaciones muy divididas  y desconocidas, ya que cabe recordar que es una hipótesis, que hibridaron con los neandersovans aproximadamente hace 700 millones de años. Cuando se expandieron de África a Eurasia hibridaron con esta población de esta última y progresivamente, los sustituyeron. Con el paso del tiempo los neandersovans se separaron en dos poblaciones: una asiática y una occidental (Desínovanos y Neandertales, respectivamente).

De nuevo este patrón fue posible que se produjera de nuevo aproximadamente hace 50 millones de años cuando los humanos modernos se expandieron de África a Eurasia, reemplazando progresivamente a las dos poblaciones anteriores.

Cabe recordar que esto es una hipótesis, que para verificar su veracidad, se deben hacer estudios mucho más profundos que arrojen luz sobre esta población súper-arcaica tan misteriosa.

Como conclusión:

Nuestro árbol filogénetico es un auténtico caos. Las hibridaciones que se produjeron entre las diferentes especies arcaicas constituyen un exponente fundamental que ha influido de gran manera  construyendo el genoma que compartimos todos los humanos actualmente.
Gracias a los estudios científicos que realiza la comunidad científica conseguimos adentrarnos un poco más en el campo de la Palentología e ir desgranando un poco más la historia de nuestro pasado, no solo analizando restos fósiles, sino profundizando más en nuestro genoma y, todo ello gracias a los conocimientos nuevos obtenidos que mediante las técnicas clásicas y convencionales no podemos, mientras que con las nuevas tecnologías sí.    

Como los estudios paleontológicos sobre la antropología no son muy frecuentes, ya que el registro fósil de homínidos es bastante escaso, con las nuevas técnicas de estudios nos aportan mucha más información y nos ayudan a hacernos una vaga idea de la bases en las que se sustenta nuestra historia evolutiva como especie. 

Un ejemplo de ello es la técnica realizada en el primer estudio, ya que es una técnica que no solo se limita a analizar las secuencias de bases de los distintos genomas, si no que también tiene la capacidad de detectar los alelos que demuestran gran parecido entre problaciones muy relacionadas genéticamente por el cruce producido hace millones de años entre los distintos homínidos mencionados a lo largo de esta entrada.

¿Qué más secretos nos puede ocultar nuestro ADN? 
¿Qué futuras técnicas se pueden emplear para descifrar parcialmente nuestra historia evolutiva? 
¿Los homínidos son mucho más antiguos de lo que nosotros pensamos?

 Es un misterio, pero los avances cieníficos y tecnológicos nos lo dirán. 

Y hasta aquí mi segunda entrada… Espero que os haya resultado tan interesante y fascinante como a mí. ¡Nos vemos en la próxima! 😇😇🙌

Referencias:

• Alan R. Rogers, Nathan S. Harris & Alan A. Achenbach. 2020. Neanderthal and Desinovan ancestors interbred with a distantly related domain. Science Advances, 6.7.  DOI: 10.1126/ sciadv.aay5483.

• Arun Durvasula & Sriram Sankararaman, 2020. Recovering signals of ghost archaic introgression in African populations. Science Advances, 6.8. DOI: 10.116/sciadv.aax5097. 

• Micheal F. Hammer, August E. Woerner, Fernando L. Mendez, Joseph C. Watkins, & Jeffrey D. Wall. 2011. Genetic evidence of archaic admixture in Africa. PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of United states of America), 108-37:15123-15128. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1109300108.

• Michael Scholz, Lutz Bachmann, Greame J. Nicholson, Jutta Bachmann, Ian Giddings, Barbara Rüschoff-Thale, Alfred Czarnetzki & Carsten M. Pusch. 2000. Genomic differentiation of Neanderthals and anatomically Modern man allows a fossil-DNA-bassed classification of morphologically indistinguishable hominid bones. AJHG, 66-6:1927-1932. DOI: https://doi.org/10.1086/302949.

• Sharon R. Browing, Brian L. Browing, Ying Zhou, Serena Tucci & Joshua M. Akey. 2018. Analysis of Human Sequence Data Reveals Two Pulses of Archaic Desinovan Admixture. Cell, 173(1)- 9: 53-61. DOI:  https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.02.031.

• Slatkin, M. 2011. The conditional site frequency spectrum and applications to ancient hominins. Mathematical and Computational Approaches in High-Throughput Genomics. 12 Sept.-16 Dic, Los Ángeles.

Nuestra gran amiga la Explosión Cámbrica

Todos hemos escuchado algo sobre la explosión Cámbrica, pero qué fue, ¿Quizás una invasión de animales del Cámbrico? ¿O una gran explosión de una mina llamada Cámbrico?

Casos Hipotético de la explosión de la mina Cámbrico y posible caso hipotético en el que un espécimen gigante de Anomalocaris destruye Tokio

Si te preguntas estas cosas, o necesitas ayuda para entender este gran suceso, aquí encontraras todas las respuestas.

El oso negro americano y sus dos pequeños amigos vertebrados.

Para continuar con la temática de mis otras entradas voy a hablar sobre la familia Ursidae, continuando con los artículos sobre mamíferos carnívoros del continente americano.

                                                INTRODUCCIÓN:

Antes de meternos de lleno en el tema voy a hacer una pequeña introducción para dar a conocer mejor a este animal. Aunque este animal sea conocido y sea actual la mayoría no conocemos demasiados detalles, por lo tanto os presento al oso negro americano que os saluda con sus orejas.

Foto 1: oso negro americano.

El oso negro Ursus americanus  es una especie de mamífero carnívoro de la familia de los úrsidos. Es el oso más común en Norteamérica. Prefiere los bosques y las montañas donde encuentra su comida y puede ocultarse.

Es más pequeño que el oso pardo y el oso polar, este animal presenta un color de piel más o menos oscuro según las regiones, que van del negro al blanco, pasando por el rojizo y el gris plateado.

El oso negro no hiberna en sentido estricto, sino que pasa el invierno en un estado de somnolencia, viviendo de las reservas de grasas acumuladas durante el otoño. Es omnívoro, aunque su régimen alimentario es su mayor parte vegetal.

Contrariamente a los prejuicios trepa fácilmente a los árboles para escapar de un peligro. Durante mucho tiempo ha sido cazado por su piel, hoy sufre la reducción de su medio natural.

Para centrarnos en el caso del que trata el artículo "Late Pleistocene Remains of an American Black Bear (Ursus americanus) and Two Small Vertebrates from an Oklahoma Ozark Cave" escrito por Nicholas J. Czaplewski y William L. Puckette, en el que he centrado mi entrada podemos introducirnos en el tema con la siguiente información.

El oso negro americano Ursus americanus es conocido en la historia y la fauna de Oklahoma, sin embargo no se sabe muy bien como se desarrollaron durante la época del Pleistoceno debido a la falta en el registro fósil, aunque si que hay restos fósiles de la época holocena en este área. Gracias a los nuevos fósiles encontrados del gran oso negro americano y de dos microvertebrados asociados en el oeste de Ozark Highland en Oklahoma, que datan del Pleistoceno podremos conocer más afondo a este animal mamífero.

                                         MÉTODOS Y ESTRATIGRAFÍA:

Durante Julio de 2005 se encontraron restos fósiles  del oso americano en la cueva CZ-9 al noreste de Oklahoma. Los huesos aparecieron en un pequeño colapso de arena y limo de un banco de sedimentos estratificados en un pequeño pasadizo de la cueva. Esta cueva se formó debido a la formación Pitkin que está compuesta primero por una cama de limos con delgadas intercalaciones de lutitas negras. La formación es aproximadamente 12 metros de ancho (Figura 1). La entrada a la cueva está a unos 180 metros por encima del suelo. Los huesos fueron recogidos en un nivel inferior horizontal, a unos 88 metros de la entrada, siendo un lugar con grandes depósitos de sedimentos húmedos, débilmente consolidados o directamente no consolidados que formaban bancos de sedimentos a ambos lados del pasadizo donde se encontraron los restos fósiles. Dada la fecha de la que datan los restos del oso americano, estos sedimentos también datarían del Pleistoceno tardío

Figura 1: situación de Oklahoma y la situación concreta donde se encontraron los restos fósiles de Ursus americanus en la cueva CZ-9.

Los sedimentos del nivel inferior eran removidos con frecuencia por los distintos episodios de drenaje del agua, en parte esta erosión que tenía lugar contribuyó a la exposición de los sedimentos en los que se encontraban estos restos fósiles. A lo largo del pasaje de la cueva la mayor parte de los sedimentos que había en las paredes mostraron una superficie erosionada que era de un color negruzco en la parte superior cerca del techo. Además una pequeña porción de los sedimentos se había derrumbado a lo largo de los canales de corriente del pasadizo, exponiendo unas arenas muy bien estratificadas con capas de arcilla intercaladas.

Figura 2: detalle del pasadizo donde fueron encontrados los huesos del oso negro americano y de cómo y dónde se produjo el colapso o derrumbamiento de los sedimentos.

 Varios de los restos fósiles aparecieron en estos sedimentos derrumbados, donde se incluyen el eje de un fémur que carece de epífisis próximal y distal, una mano con incrustaciones de carbonato, un pie con una falange ungueal y otros dos fragmentos de huesos largos.

Se utilizaron pequeñas palas y picos para ir limpiando los sedimentos de la pared del pasadizo y eliminarlos de los restos fósiles para poder proceder a la extracción de los mismos.

Una vez extraídos todos los huesos del sedimento se pasó a fotografiar, evaluar, limpiar y clasificar cada hueso. Por encima y debajo de las distintas capas de arena que contenían los huesos del oso se encontraban unos depósitos de grava, arenas, limos y arcillas que indican eventos de inundaciones periódicas de la cueva.

Figura 3: fotografías de donde fueron encontrados los restos fósiles. A) entrada a la cueva CZ-9. B) interior de la cueva, en el pasadizo que contenía los depósitos en donde estaban los huesos. C) los expertos realizando las tareas para la extracción de los fósiles. D) detalle de los fósiles de huesos encontrados en la cueva.

Con el fin de estimar la edad geológica de la cueva y del yacimiento, se hizo a partir de la datación radiométrica de un fragmento de un canino izquierdo superior que estaba roto.

Figura 4: perfil estratigráfico de los sedimentos donde se encontraban los huesos del oso negro en la cueva CZ-9.

                                                       RESULTADOS:

La datación de radiocarbono AMS que se realizó del fragmento del canino izquierdo superior, que se ha mencionado anteriormente, ha permitido conocer la edad a la que pertenecen los restos fósiles encontrados del oso negro americano y por tanto conocer a qué época pertenecen. Los fósiles de este oso negro sitúan al animal en la última parte de la época del Pleistoceno, especialmente durante la época del deshielo, tras el último gran periodo glacial.

Figura 5: vista en planta de la parte excavada del depósito sedimentario del Pleistoceno tardío que muestra las posiciones relativas de los huesos de osos negros en su lugar correspondiente.

Mientras desenterraban los restos fósiles del oso negro se dieron cuenta de que, además para ampliar las fuentes de información, habían encontrado restos fósiles de dos tipos pequeños de vertebrados:

Clase Reptilia

Orden Squamata (lagartos y serpientes)

Familia indeterminado.

-Material: dos vertebras del tronco de una serpiente o posiblemente de dos diferentes serpientes, fueron encontrados en los sedimentos de una de las unidades.

-Discusión: el material encontrado no fue suficiente para la identificación genética completa de este vertebrado.

Figura 6: vertebras encontradas de la serpiente.

Clase Mammalia

Orden Soricomorpha

Familia Soricidae

Blarina Gray (musarañas de cola corta)

Especies Blarina indeterminada

-Material: m1 y m2 (Fig. 7 A-D) en un pequeño fragmento dentario y dentario facial izquierdo con m3 (Fig. 7 E-H).

-Dicusión: algunos fragmentos dentarios de este otro mamífero fueron encontrados en las mismas unidades donde se encontró los restos fósiles del oso negro americano.

Figura 7: restos fósiles encontrados de la mandíbula y la dentición del mamífero Blarina sp. 

Orden Carnivora

Familia Ursidae

Ursus americanus (oso negro americano)

-Material: esqueleto parcial que incluye los siguientes elementos: cinco de los dientes superiores, dentario parcial derecho (en 3 piezas mal conservadas), y dentario parcial izquierdo (en 2 piezas), cúbito izquierdo (falta el extremo  distal), radio derecho (falta extremo proximal), el radio izquierdo parcial (3 piezas del eje), casi al completo y articulada la mano derecha, fragmento de hueso ilíaco izquierdo, porción distal del báculo, diáfisis femoral izquierda y epífsis distal separada y entre otros fragmentos la rótula.

Figura 8: restos fósiles de la mandíbula y los dientes del oso negro americano, Ursus americanus.

Figura 9: elementos de las extremidades anteriores del oso negro americano recuperados de la CZ-9. A) humero izquierdo. B) cúbito izquierdo. C) radio izquierdo. D) radio derecho. E) mano articulada.

Figura 10: pelvis del oso negro y los huesos de las extremidades traseras encontrados en la CZ-9. A) porción distal del báculo. B) ilíaco izquierdo. C) diáfisis femoral izquierda. D) fémur izquierdo. E) rótula. F) calcáneo izquierdo. G) sem astrágalo derecho. H) cuboides izquierdo y derecho. I) ectocuneiforme derecho. J) metatarsianos izquierda. K) primer metacarpiano. L) primera y segunda falanges. M) falanges ungueales.

-Discusión: todos los huesos pertenecen a un esqueleto de un oso negro. El esqueleto fue parcialmente desarticulado, los elementos principales de las extremidades y los dientes y los huesos más pequeños se dispersaron, pero los huesos de la mano estaban bastante articulados y varios huesos de un pie estaban articulados parcialmente. Hay un transporte marítimo de los huesos antes de que fuesen enterrados y la exposición constante al agua antes de haber sido sepultados parece haber condicionado el estado en el que se encontraban estos huesos. Los huesos no están bien conservados ya que muchos fragmentos están rotos o son muy frágiles, pero los dientes son las partes del esqueleto que mejor se han conservado.

-Edad ontogenética de Ursus americanus: el esqueleto encontrado representa a un adulto joven basado en la condición de los dientes y huesos. Todos los dientes permanentes eran aun dientes de leche, que los osos negros por lo general pierden antes de llegar a un año de edad y la cantidad de desgaste de los caninos e incisivos indica que tenía una edad de entre 1-2 años, edad a la que este animal mamífero murió.

                                                DISCUSIÓN:

Debido a que los osos suelen refugiarse en lugares protegidos como en este caso en una cueva, esto hace que el oso negro encontrado se encontrara en un entorno favorable para el entierro en los sedimentos una vez que ha sucedido la muerte del animal, y la posterior fosilización de los huesos, por lo tanto podemos decir que este hallazgo en la cueva CZ-9 no es totalmente inesperado. Sin embargo, este registro de osos negros que daten del Pleistoceno en Oklahoma no es para nada común y podemos decir que ha servido para demostrar la aparición de esta especie en Oklahoma antes de su reciente exterminio histórico y su posterior reingreso.

La genética de los osos negros  basada en las poblaciones recientes sugiere un patrón histórico en América del Norte, que muestra un aislamiento regional que separa las especies  del oeste al este a comienzos del Pleistoceno, pero después se produce una hibridación y por lo tanto un contacto entre estas especies después de la última glaciación. Esta separación que tuvo lugar probablemente estaba relacionada con la separación de los glaciares del oeste, de los bosques del este que estarían ocupados por los osos.

Por lo tanto la aparición de un oso negro en la cueva CZ-9 sugiere que esta cueva sirvió de refugio continuo a estos animales a finales del Pleistoceno en el bosque de Ozark durante el último periodo glaciar, o si esta hipótesis no fuese válida podría indicar que tuvo lugar una rápida recolonización de los osos en los bosques del este y del norte.

A cerca del ejemplar encontrado de una musaraña de cola corta podemos decir que existen numerosos registros de estos vertebrados que datan del Holoceno en América del Norte o especies anteriores en el Plioceno o en el Pleistoceno temprano. Estos animales se han identificado como Bailarina brevicauda George (2012) pero los caracteres filogenéticos que presentaba la especie encontrada no concuerdan exactamente con Bailarina brevicauda. Aunque no se trate de esta especie en concreto, al estudiar estos restos si podemos incluir a este vertebrado, muy probablemente, en el género Blarina.

El tamaño corporal de esta musaraña de cola corta probablemente a cambiado durante el pleistoceno debido al clima, las condiciones ambientales y los rangos geográficos, lo cual hay una diferenciación con la especie moderna nombrada anteriormente.

                                              CONCLUSIÓN:

En la discusión de la entrada ha sido expuesto que en realidad este hallazgo no es totalmente inesperado, muchos llegareis a pensar que por lo tanto no es un tema interesante o que puede llegar a ser aburrido, pero aun así es interesante ver la cantidad de datos que puede aportar el hallazgo de estos restos fósiles que no solo nos han ayudado a documentar como fue la genética y la vida de estos animales en un rango de tiempo en el cual aun no se habían encontrado ningún resto de esta especie. Además como adición hemos podido documentarnos sobre unos pequeños animales vertebrados que al parecer también convivieron con los osos negros, ya tan conocidos para nosotros después de esta entrada del blog, y que como hemos visto ha habido pequeños cambios en su morfología, pero que en realidad no son tan pequeños ya que no podemos decir que la musaraña de cola corta encontrada sea exactamente como los animales actuales semejantes. Así que considero que no podemos clasificarlo como un tema poco interesante si no un tema lleno de curiosidades que conocer.

                                          CURIOSIDADES:

-Distribución de Ursus americanus en América del Norte:

Foto 2.

-El oso, aunque pueda no parecerlo, es un excelente nadador y es capaz de cruzar un lago para llegar a una isla.

Foto 3.

-Una de las curiosidades un tanto extraña y graciosa es que en 2004 se encontró a un oso negro salvaje ebrio después de haberse bebido 36 botellines de cerveza en el estado de Washington, al noroeste de los Estados Unidos. El oso había abierto el refrigerador de un campista y había utilizado sus garras y sus dientes para perforar las botellas. No creo que nos equivoquemos al afirmar que el oso negro es uno de los mamíferos que figura como de los más inteligentes y por supuestos amantes de la cerveza.

Foto 4.

-Entre las subespecies del oso negro encontramos el oso Kermode, que no es albino si no simplemente un oso negro con un color de piel blanco especialmente bonito.

Foto 5.

                                           REFERENCIAS:

• Wooding S,Ward R. 1997. Phylogeography and Pleistocene evolution in the North American black bear. Molec Biol Evol 14:1096–1105.

• Hawksley O. 1986. Remains of Quaternary vertebrates from Ozark caves and other miscellaneous sites. Missouri Speleology 26:1-67.

• Czaplewski NJ, Cifelli RL, Langston W. 1994. Catalog of type and figured fossil vertebrates, Oklahoma Museum of Natural History. Okla Geol Surv Spec Publ 94-1:1– 35.

• Lee DJ, Vaughan MR. 2003. Dispersal movements by subadult American black bears in Virginia. Ursus 14:162–170.

• Brant SV, Ortí G. 2002. Molecular phylogeny of short-tailed shrews, Blarina (Insectivora: Soricidae). Molec Phylogenet Evol 22:163– 173.

                            

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