L’oïda interna amaga informació sobre el parentiu entre simis i humans

Un nou estudi dirigit per investigadors de l'Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) revela que la morfologia del laberint de l'oïda interna és una eina molt potent a l’hora de reconstruir les relacions filogenètiques entre els simis i els humans. Mitjançant una nova tècnica d'anàlisi morfomètrica geomètrica 3D, els investigadors han quantificat el 'senyal filogenètic' que s’amaga en aquesta estructura anatòmica en els antropoideus actuals (micos, simis i humans) i també han analitzat la morfologia de l'hominoïdeu fòssil Oreopithecus i de l'hominí Australopithecus. L'article ha estat publicat a eLife.

Reconstruir la història evolutiva dels simis i els humans i determinar la morfologia de l'últim ancestre comú a partir de el qual es van desenvolupar els diferents llinatges actuals és una tasca apassionant i plena de reptes per a la ciència. Tot i la potència que ofereixen algunes tècniques moleculars (per exemple, les anàlisi de seqüències de ADN) aquestes només es poden aplicar a espècies actuals o recentment extingides. Per abordar el passat més remot, la proximitat entre dues determinades espècies només es pot inferir a partir de l'estudi de dades morfològiques obtingudes dels fòssils. I malgrat que els algoritmes informàtics ajuden a determinar el curs més probable de l'evolució de diferents característiques morfològiques alhora, aquesta tasca no és gens senzilla a causa de la gran quantitat de característiques que han evolucionat independentment i que no han estat heretades d'un avantpassat comú.

Malgrat això, algunes parts anatòmiques semblen ser menys propenses a haver evolucionat de forma independent, entre elles, el laberint ossi de l'oïda interna, situat a l'os temporal, un element força habitual en el registre fòssil degut a la seva alta mineralització. Per la seva relació amb l'equilibri i l'audició, fins ara els components del laberint (el vestíbul i la còclea) s'havien investigat principalment per a realitzar inferències funcionals en simis i humans, especialment sobre el seu sistema de locomoció. Però, a més, aquesta estructura és molt informativa per analitzar la història evolutiva de diferents grups de mamífers.

Ara, un equip d'investigació internacional dirigit per Alessandro Urciuoli i David Alba (Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont, ICP) ha quantificat el 'senyal filogenètic' (el grau en què les similituds morfològiques reflecteixen les relacions de parentiu) de l'aparell vestibular d’antropoideus actuals (micos, simis i humans) i ha analitzat la morfologia de l’enigmàtic hominoideu extint Oreopithecus (la classificació del qual ha estat tradicionalment controvertida entre la comunitat científica) i de l'hominí fòssil Australopithecus. Segons Urciuoli, "com que aquesta aproximació s'havia demostrat efectiva per analitzar la posició filogenètica d’hominins i altres mamífers en estudis anteriors, ens vam preguntar si també es podria aplicar a altres primats fòssils". En la recerca, l’equip investigador s'ha basat en una tècnica desenvolupada recentment d’anàlisi 3D de morfometria geomètrica.


Figura 1. Model tridimensional de crani de siamang (Symphalangus syndactylus) on destaca (en vermell) l’aparell vestibular.

Els resultats donen suport a la hipòtesi que l'enigmàtic Oreopithecus va ser un representant basal que va sobreviure més enllà de la resta de membres del seu grup i que va convergir en alguns aspectes amb els grans simis actuals. També són consistents amb la posició ja coneguda d'Australopithecus com a representant primerenc del llinatge humà. "El nostre treball confirma el potencial de la morfologia de l'oïda interna i, en particular, dels canals semicirculars, per a afinar en les relacions filogenètiques dels simis del Miocè, que encara ara són molt controvertides", afirma Alba. A partir d'aquests resultats s’ha pogut reconstruir la morfologia ancestral de diversos llinatges d’hominoïdeus actuals utilitzant mètodes estadístics i han aconseguit identificar caràcters especifics per a cadascun d'ells, que són molt útils per a fer inferències la filogenètiques.

Figura 3. Diferents vistes de models tridimensionals dels aparells vestibulars d’Oreopithecus bambolii (Itàlia) i Australopithecus sp . (Sudàfrica). L'escala de color (de blau a vermell) reflecteix la quantitat de deformació
respecte a la mitjana calculada per a tots els antropoideus, mentre que les fletxes negres representen la direcció de la deformació.

Com apunta Urciuoli, "hem generat una hipòtesi comprovable sobre l'evolució de l'oïda interna en els simis i els éssers humans que en el futur haurà de ser sotmesa a un examen més detallat a partir de l'anàlisi d’altres fòssils, en particular els grans simis del Miocè. Aclarir les relacions de parentiu entre el gran ventall de simis coneguts del Miocè és essencial per millorar la nostra comprensió de l'evolució dels homínids en el seu conjunt, i té implicacions en la reconstrucció del morfotipus ancestral a partir del qual van evolucionar els hominins i els nostres parents actuals propers com els ximpanzés i bonobos "

A banda d’Urciuoli i Alba, l'equip d'investigació està format per Clément Zanolli i Frédéric Sants (Universitat de Bordeus), Amélie Beaudet (Universitat de Pretòria), Jean Dumoncel ( Universitat de Witwatersrand), i Salvador Moyà-Solà ( professor de recerca ICREA a l'ICP ).

L’Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) és una institució sense ànim de lucre dedicada a la recerca en paleontologia de vertebrats, així com a la conservació i difusió del patrimoni paleontològic al més alt nivell internacional. L'ICP s'estableix com una fundació pública amb un patronat format per la Generalitat de Catalunya i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). L'ICP també forma part d'iCERCA (Institució CERCA - Centres de Recerca de Catalunya, Generalitat de Catalunya), i està adscrit a la UAB.

Imatge principal: Ximpanzé mascle (Pan troglodytes). Foto : Hans Hillewaert, sota llicència CC BY-SA 3.0 (Wikimedia Commons)

Article original: Urciuoli, A., Zanolli, C., Beaudet, A., Dumoncel, J., Santos, F., Moyà-Solà, S., & Alba, D. M. 2020. The evolution of the vestibular apparatus in apes and humans. eLife. DOI: 10.7554/eLife.51261

Last modified on Martes, 03 Marzo 2020 10:32
Rate this item
(0 votes)

Patrons:

logo generalitat        logo uab

Guardons:

Excellence in research

Amb el suport de:

logo icrea    logo ue

Membres de:

logo cerca b