El oído interno esconde información sobre el parentesco entre simios y humanos

Un nuevo estudio dirigido por investigadores del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) revela que la morfología del laberinto óseo del oído interno es una potente herramienta para reconstruir las relaciones filogenéticas entre simios y humanos. Mediante una novedosa técnica de análisis morfométrico geométrico 3D, los investigadores han cuantificado la 'señal filogenética' que encierra esta estructura anatómica en los antropoideos actuales (monos, simios y humanos) y también han analizado la morfología del hominoideo fósil Oreopithecus y del hominino Australopithecus. El artículo ha sido publicado en eLife.

Reconstruir la historia evolutiva de los simios y los humanos y determinar la morfología del último ancestro común a partir del cual se desarrollaron los distintos linajes existentes es una tarea apasionante y llena de retos en paleontología. A pesar de la potencia que ofrecen algunas técnicas moleculares (por ejemplo, los análisis de secuencias de ADN) éstas solo se pueden aplicar a especies actuales o recientemente extinguidas. Para abordar el pasado más remoto, la proximidad entre dos determinadas especies solo se puede inferir a partir del estudio de datos morfológicos obtenidos de los fósiles. Y aunque los algoritmos informáticos contribuyen a determinar el curso más probable de la evolución de distintas características morfológicas simultáneamente, no es una tarea nada sencilla debido a la gran cantidad de características que han evolucionado independientemente y que no han sido heredadas de un antepasado común.

Sin embargo, algunas partes anatómicas parecen ser menos propensas a haber evolucionado de forma independiente, entre ellas, el laberinto óseo del oído interno, ubicado en el hueso temporal, un elemento bastante común en el registro fósil debido a su alta mineralización.  Debido a sus relaciones con el equilibrio y la audición, los componentes del laberinto (el vestíbulo y la cóclea) se habían investigado hasta la fecha principalmente para realizar inferencias funcionales en simios y humanos, especialmente sobre su sistema de locomoción. Pero, además, esta estructura ha demostrado ser muy informativa para analizar la historia evolutiva de distintos grupos de mamíferos.

Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por Alessandro Urciuoli y David Alba (Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont , ICP) ha cuantificado la 'señal filogenética' (el grado en que las similitudes morfológicas reflejan las relaciones de parentesco) del aparato vestibular de antropoideos actuales (monos, simios y humanos) y ha analizado la morfología del enigmático hominoideo extinto Oreopithecus (cuya clasificación ha sido tradicionalmente controvertida entre la comunidad científica) y del hominino fósil Australopithecus. Según Urciuoli, “como esta aproximación se había demostrado efectiva para analizar la posición filogenética de homininos y otros mamíferos en estudios anteriores, nos preguntamos si también se podría aplicar a otros simios fósiles”. Para ello, los investigadores se han basado en una técnica desarrollada recientemente de análisis 3D de morfometría geométrica.


Figura 1. Modelo tridimensional de cráneo de siamang (Symphalangus syndactylus) en el cual descata (en rojo) el aparato vestibular

Los resultados apoyan la hipótesis de que el enigmático Oreopithecus fue un representante basal que sobrevivió más allá del resto de miembros de su grupo y que convergió en algunos aspectos con los grandes simios actuales. También son consistentes con la posición ya conocida de Australopithecus como representante temprano del linaje humano. "Nuestro trabajo confirma el potencial de la morfología del oído interno y, en particular, de los canales semicirculares, para afinar en las relaciones filogenéticas de los simios del Mioceno, que todavía son muy controvertidas", afirma Alba. A partir de estos resultados los investigadores han podido reconstruir la morfología ancestral de varios linajes de hominoideos actuales utilizando métodos estadísticos y han logrado identificar caracteres específicos para cada uno de ellos, útiles para inferencias la filogenéticas.

Figura 3. Diferentes vistas de los modelos tridimensionales de los aparatos vestibulares de Oreopithecus bambolii (Italia) y Australopithecus sp. (Suráfrica). La escala de color (del azul al rojo refleja la cantidad de deformación respecto a la media culada para todos los antropoideos, mientras que las flechas negras representan la dirección de la deformación.

Como apunta Urciuoli, “hemos generado una hipótesis comprobable sobre la evolución del oído interno en los simios y los seres humanos que en el futuro deberá ser sometida a un examen más detallado basada en el análisis de otros fósiles, en particular los grandes simios del Mioceno. Desenmarañar las relaciones de parentesco entre la panoplia de simios del Mioceno conocidos es esencial para mejorar nuestra comprensión de la evolución de los homínidos en su conjunto, y tiene implicaciones en la reconstrucción del morfotipo ancestral a partir del cual evolucionaron los homininos y nuestros parientes actuales más cercanos como chimpancés y bonobos”

Además de Urciuoli y Alba, el equipo de investigación completo está formado por Clément Zanolli y Frédéric Santos (Universidad de Burdeos), Amélie Beaudet (Universidad de Pretoria), Jean Dumoncel (Universidad de Witwatersrand), y Salvador Moyà-Solà (profesor de investigación ICREA en el ICP).

El Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) es una institución sin ánimo de lucro dedicada a la investigación en paleontología de vertebrados, así como a la conservación y difusión del patrimonio paleontológico al más alto nivel internacional. El ICP se establece como una fundación pública cuyo patronato está formado por la Generalitat de Catalunya y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). El ICP también forma parte de i-CERCA (Institución CERCA - Centres de Recerca de Catalunya, Generalitat de Catalunya), y está vinculado a la UAB como centro universitario de investigación.

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 Miércoles, 04 Marzo 2020 11:41
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