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Secció histològica d’una dent de Myotragus balearicus analitzada en microscopia òptica de llum polaritzada.

Investigadores del ICP publican hoy en los Proceedings of the Royal Society B una de las primeras evidencias a partir del registro fósil que apoya la teoría evolutiva del envejecimiento, según la cual las especies que evolucionan en ecosistemas con baja mortalidad y con una limitación de recursos tienden a ser más longevas. Un paradigma de estos ambientes son las islas.

El trabajo muestra que la altura de los dientes de mamíferos endémicos insulares es un indicador de su longevidad, y pone en cuestión el uso de este rasgo morfológico como un indicador exclusivo para inferir la dieta de las especies fósiles, así como para interpretar el clima en el que vivían.

Los sistemas insulares funcionan a menudo como laboratorios naturales para poner a prueba hipótesis evolutivas, dado que son menos complejos que los sistemas continentales. El aumento de la longevidad de las especies endémicas de islas es una adaptación que predice la teoría evolutiva del envejecimiento, en el marco de una estrategia evolutiva que las empuja hacia un ciclo de vida más lento, debido a la ausencia de depredadores y la limitación de recursos. En este contexto, Xavier Jordana y el resto de investigadores que firman el trabajo que publica hoy la edición online de los Proceedings of the Royal Society B se preguntan si el aumento de la altura de los dientes en los herbívoros endémicos de islas puede ser una respuesta evolutiva a esta longevidad. Esto cuestionaría el consenso que hasta ahora explicaba este rasgo morfológico principalmente a partir de diferencias en la dieta y el clima.

La conclusión del trabajo «Evidence of correlated evolution of hypsodonty and exceptional longevity in endemic insular mammals» es que sí, que Myotragus balearicus, la especie fósil escogida para este estudio, necesitaba unos dientes más altos para llegar a vivir tantos años. La hipsodoncia, como denominan los expertos al hecho de tener una corona dental más alta, puede ser un indicador de especies más longevas.

Tal y como explica el investigador del ICP Xavier Jordana, profesor de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) en los másteres oficiales en Biología Humana i en Paleontología y autor principal de este trabajo, «el estudio se centra en una especie fósil, pero nuestros resultados tienen implicaciones en los mamíferos herbívoros en general, extintos y actuales, y más concretamente en las especies endémicas de islas. Los endemismos insulares comparten una serie de características comunes, conocidas como el síndrome de la isla, y diferentes a las de sus parientes continentales, puesto que evolucionan en unas condiciones ecológicas especiales, como son la ausencia de depredadores, la alta densidad poblacional y la escasez de recursos.»

 

L'investigador de l'ICP Xavier Jordana amb una mandíbula de Myotragus balearicus a la mà.

La investigación que se publica ahora analiza la dieta, la longevidad y el patrón de mortalidad de M. balearicus, un bóvido fósil endémico de las Islas Baleares. El trabajo concluye que, a pesar de ser extremadamente hipsodonto, M. balearicus era un herbívoro mayoritariamente ramoneador, que se alimentaba de hojas y brotes de árboles y arbustos, y probablemente, también, de tubérculos y raíces, que implican un mayor desgaste de la dentadura puesto que hay que remover la tierra para llegar a ellos. Aun así, no llegaba a tener una dieta tan abrasiva como la de los herbívoros que se alimentan mayoritariamente de pastos y que, por lo tanto, presentan las dentaduras más altas. Este tipo de dieta, sin embargo, no es suficiente para explicar la hipsodoncia de Myotragus.

Al analizar la longevidad de M. balearicus a partir de las líneas de crecimiento anual del cemento de los dientes, los investigadores obtienen una medida de unos 27 años, casi el doble de lo que se esperaría para un bóvido de su masa corporal. Además, el estudio del patrón de mortalidad en dos poblaciones de M. balearicus, una en Cova Estreta y la otra en Cova des Moro en Mallorca, muestra tasas de supervivencia en edades juveniles y adultas más elevadas que en los bóvidos continentales actuales. Es decir, una gran parte de la población lograba edades avanzadas y, por lo tanto,M. balearicus era una especie con un ritmo de senescencia lento, o, lo que es lo mismo, envejecía tarde.

Todo ello son resultados consistentes con la teoría evolutiva del envejecimiento que predice el retraso de la senescencia en poblaciones con un índice de mortalidad extrínseca bajo. En un entorno en el que pocos elementos externos pueden causar la muerte de los individuos de una especie, como es el caso de la falta de depredadores en una isla, dicha especie se adapta cambiando su ritmo de envejecimiento y la duración de su vida. En el caso de los herbívoros, una manera de hacerlo es seleccionando aquellos individuos de la población que tengan dientes más altos, para los que la senescencia empezará más tarde.

 

Reconstrucció de Myotragus balearicus, exposada al Museu de l'ICP a Sabadell.

Myotragus, un modelo para los estudios de evolución

El género fósil Myotragus ha resultado un modelo ideal para hacer estudios de evolución en las islas y M. balearicuses la especie terminal, que se extinguió hace unos 3.000 años. Myotragus sobrevivió totalmente aislado en Mallorca y Menorca durante más de 5 millones de años, desde el Plioceno hasta el Holoceno. Durante su evolución, Myotragussufrió cambios importantes, que afectaron especialmente el sistema locomotor y su tamaño, así como también su sistema nervioso y alimentario. El enanismo, la disminución del cerebro y los cambios en la dentadura son los rasgos evolutivos más característicos. Muchos de estos rasgos morfológicos son compartidos por el conjunto de las faunas insulares, como es el caso del aumento de la altura de la corona dental de los molares.

En el estudio se han usado restos fósiles de M. balearicus, recuperados en diferentes yacimientos de Mallorca, especialmente en Cova Estreta (Pollença), Cova des Moro (Manacor) y Cova Moleta (Sóller). Actualmente, estos fósiles están depositados en las colecciones del Museo del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont, en Sabadell, y el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados y el Museo Balear de Ciencias Naturales, en Mallorca.

+ info Jordana, X., Marín-Moratalla, N., DeMiguel, D., Kaiser, Th. & Köhler, M. (2012) Evidence of correlated evolution of hypsodonty and exceptional longevity in endemic insular mammals. Proceedings of the Royal Society B. doi:10.1098/rspb.2012.0689

 

 

Colze i avantbraç

Esta semana se publica en la edición online de la revista The Anatomical Record resultados de una investigación que identifica características del diseño del húmero que permiten distinguir, a partir de la observación de un fragmento de este hueso, si pertenece a un humano o a un gran simio antropomorfo. Este trabajo se enmarca en una investigación sobre el diseño y eficiencia del antebrazo de los homínidos, liderado por el grupo de Antropología Biológica de la UAB y que cuenta con la colaboración del investigador del ICP Xavier Jordana.

 

  El antebrazo de los hominoideos , los primates ortógrados actuales y fósiles, tiene un movimiento de rotación a lo largo de su eje longitudinal, conocido como prono-supinación, que lo caracteriza. Los hominoideos incluyen a los actuales gorilas, chimpancés, orangutanes, gibones y los humanos. El trabajo «3D Analysis of the Forearm Rotational Efficiency Variation in Humanos» muestra por primera vez que es gracias al epicóndilo que podemos trata de distinguir entre los humanos y el resto de grandes simios antropomorfos. El epicóndilo es una prominencia ósea situada en el extremo inferior del húmero (ver figura que sigue). Los investigadores que firman el artículo que publica esta semana la revista The Anatomical Record muestran que en los grandes simios antropomorfos el epicóndilo es mayor y se orienta en una dirección más proximal -más cercana al hombro- que en el caso de Homo sapiens.

 

 

Extrem inferior de l'húmer. 

Las investigaciones para conocer los detalles de este movimiento son ya antiguas, y se basan en la hipótesis de que la evolución de este grupo de primates habrá optimizado un diseño que sea más eficiente en aquellos movimientos más habituales para cada especie. De hecho, el estudio se adentra en los detalles de la forma y el tamaño del húmero, el radio y el cúbito de los humanos, así como también en la posición relativa de las inserciones musculares, y los compara con los de gorilas, chimpancés y orangutanes. El extremo inferior del húmero y la curvatura del radio son dos de los rasgos morfológicos que se han demostrado más importantes para entender la prono-supinación. Era ya conocido, por ejemplo, que el epicóndilo de los primates cuadrúpedos o pronógrados está orientado en una dirección más dorsal que en el caso de los ortógrados, que se caracterizan por tener el tronco erecto.

En este trabajo los investigadores estudian también la eficiencia de los movimientos de prono-supinación en humanos, en función del ángulo de rotación y de si el brazo está estirado o flexionado, y la compara con la de los simios antropomorfos. Los resultados son interesantes por dos motivos. Primero porque el estudio de este patrón de eficiencia permite distinguir perfectamente entre los humanos y los simios. Segundo, porque las características de este patrón son coherentes con la hipótesis de una adaptación evolutiva morfofuncional que sigue criterios de eficiencia.

 

Corbes d'eficiència del moviment de pronosupinació. 

En la figura anterior, vemos que el movimiento de prono-supinación es menos eficiente energéticamente en los humanos que en los grandes simios. Este es un resultado en cierto modo esperado, ya que en los grandes simios la prono-supinación está ligada a su manera de desplazarse: trepando  a los árboles en los orangutanes, o caminando sobre los nudillos en el caso de los gorilas y chimpancés. El desplazamiento es una actividad con un coste energético muy elevado y por ello esperamos que la evolución seleccione un diseño más eficiente. En cambio, en los humanos este movimiento está mucho más ligado a la manipulación, que tiene un coste energético mucho más bajo.

Además, las curvas de eficiencia energética tienen su máximo en ángulos de rotación diferentes. En el caso de los humanos este ángulo coincide con la posición neutra cuando tenemos los brazos estirados, y cambia cuando tenemos los brazos flexionados. En cambio en orangutanes, chimpancés y gorilas este máximo se alcanza en las posiciones locomotoras habituales.

A partir de los resultados de este trabajo, los investigadores han iniciado ya la siguiente fase de la investigación que incorporará a otros primates actuales ya especies fósiles. Desde la perspectiva de la paleontología esto abre una nueva vía para identificar en los restos fósiles un rasgo morfológico muy concreto, pero fácil de medir gracias a las tecnologías 3D, que permite identificar las adaptaciones evolutivas a los diferentes tipos de locomoción de los homínidos, así como también las coaptaciones a las habilidades de manipulación.

Esta línea de trabajo completa la del estudio de la mano de los hominoideos (enlace), liderada desde el Grupo de Investigación de Paleoprimatología y Paleontología humana del ICP. Más allá de las implicaciones en la evolución de los homínidos, estos estudios permiten avanzar también en campos como la robótica o el tratamiento y prevención de discapacidades y la medicina del deporte.

+ info Ibáñez-Gimeno, P., Jordana, X., Manyosa, J., Malgosa, A. & Galtés, I. (published online). 3D Analysis of the Forearm Rotational Efficiency Variation in Humans. The Anatomical Record.

 

Reconstrucció titanosaure

Un estudio con mamíferos actuales descarta la hipótesis sobre la cual se sustentaba el ectotermia de los dinosaurios. La metodología utilizada permite observar en los huesos de los mamíferos si los cambios medioambientals actuales pueden poner en peligro una población.

La revista Nature publica un estudio que analiza las líneas de paro del crecimiento (LAGs) en los huesos de un centenar de rumiantes actuales, representativos de la diversidad específica y ecológica de este grupo de mamíferos. Los resultados muestran que la presencia de estas líneas no es un indicador de una fisiología ectoterma (que no genera calor interno), como se había pensado, ya que todos estos mamíferos de sangre caliente las tienen. Este estudiodesmonta así el argumento clave de la hipótesis que los dinosaurios podían haber sido reptiles de sangre fría. El trabajo lo firman investigadores del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) en colaboración con un investigador del Instituto Polar de Noruega.

 

Tall d'un fèmur d'un cèrvol alpí.

Las LAGs se ven en cortes de huesos como unos anillos oscuros parecidos a los que encontramos en los troncos de árboles. Los anillos se forman, en los mamíferos estudiados y en los árboles, durante la estación desfavorable (el invierno o la estación seca), en la que se detiene el crecimiento del organismo por falta de recursos. La presencia de LAGs en huesos era, hasta ahora, considerada el indicio de ectotermia más claro, ya que se relacionaba el paro estacional de crecimiento con la incapacidad del animal de mantener una temperatura corporal más o menos constante (endotermia) durante la estación de pocos recursos.

Como nos explica la investigadora de ICREA y paleontóloga del ICP Meike Köhler,

El estudio que hemos hecho es muy potente, por la cantidad de material y la diversidad de especies con las que hemos trabajado, pero no lo diseñamos para encontrar la respuesta a la termofisiología de los dinosaurios.Nosotros pretendíamos conocer mejor la fisiología de los mamíferos actuales y queríamos entender cómo el ambiente los afecta: cómo cambia su crecimiento en función de la temperatura exterior, de las lluvias o de la disponibilidad de alimentos y agua.

Entender bien este hecho era un primer paso para poder fundamentar después discusiones en la investigación paleontológica sobre la fisiología de animales que vivieron hace millones y millones de años.

 

Imatges models

Pero los investigadores se dieron cuenta de que lo que observaban en los huesos de los diferentes rumiantesdesmentía el argumento principal sobre la fisiología ectoterma de los dinosaurios. Muchas hipótesis parten de la premisa que los grandes mamíferos —animales endotermos por excelencia— no presentan líneas de crecimiento en sus tejidos duros, ya que no necesitan parar su crecimiento en respuesta a las condiciones externas de temperatura. De hecho, como en casi todas las especies de dinosaurios se han observado estas LAGs, muchos científicos consideraban que los dinosaurios eran reptiles de sangre fría.

El artículo que publica hoy la revista Nature presenta el primer estudio sistemático, basado en una muestra extensa de mamíferos y representativa de una gran diversidad de ecosistemas, que demuestra que las LAGs no indican una fisiología ectoterma sino que nos hablan de cómo cambia la fisiología (el metabolismo) de un animal en función de los cambios endocrinos estacionales, tanto en animales de sangre fría como de sangre caliente. Estos cambios son una herencia común de todos los vertebrados, una especie de reloj interno que regula las necesidades de los animales en función de la oferta estacional de recursos. Aunque estos cambios fisiológicos tienen un fuerte componente genético, también son funcionales y responden con su intensidad a las condiciones ecológicas en las que se encuentra el animal. Los factores ecológicos condicionantes son más bien las lluvias y las restricciones de alimento y agua, y no tanto la temperatura exterior. Este descubrimiento abre una importante línea de trabajo en la conservación de la biodiversidad actual de nuestro planeta.

 

Ren Svalbard

La investigadora Meike Köhler comenta:

Puede sorprender un poco que hasta ahora no se hubiera hecho un estudio sistemático similar para probar o desmentir si sólo los ectotermos dejan estas marcas en los huesos durante su crecimiento. En el fondo, hay tantas cosas que no sabemos, que la ciencia no avanza siempre linealmente. Las ideas de alguna forma ya hacía tiempo que estaban en el aire, pero el trabajo que hemos publicado las ordena y las basa en datos.

De hecho, algunos trabajos ya habían cuestionado esta hipótesis y entre la comunidad científica internacional cada vez había más consenso sobre el hecho de que las LAGs quizás no eran indicadores de ectotermia. Del mismo modo, habían aparecido ejemplos de mamíferos que sí parecían tener LAGs en los huesos. Este trabajo cierra definitivamente este debate.

En el estudio han participado también los investigadores del ICP Xavier Jordana, profesor de posgrado de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y Nekane Marín, doctoranda de la misma Universidad, así como Ronny Aanes del Instituto Polar de Noruega y actualmente en el Centre for Conservation Biology (CCB) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega.

+ info Meike Köhler, Nekane Marin, Xavier Jordana & Ronny Aanes. (published online, 2012). Seasonal Bone Growth and Physiology in Endoterms shed light on Dinosaur Physiology. Nature doi:10.1038/nature11177

 

Las voces que piden conocer más y mejor el registro fósil para poder entender qué está pasando hoy, y tener datos en los que fundamentar políticas medioambientales más eficientes, son cada vez más claras y numerosas. Esta relación entre el pasado y el presente, y sobre todo el futuro, es una línea de investigación en auge.

El Grupo de Investigación en Paleobiología del ICP está desarrollando líneas de investigación muy innovadoras, que se adentran en las tendencias evolutivas de las diferentes especies de mamíferos a la extinción o la adaptación ante cambios climáticos u otras situaciones con importantes restricciones de recursos -como es el caso de ecosistemas insulares.

Hace pocos días uno de los investigadores de este grupo, Xavier Jordana, participó en la 86 ª Conferencia Anual de la Sociedad Alemana de Mastozoología que llevaba por título "The PAST, PRESENT and FUTURE of mammalian DIVERSITY". Los organizadores, un grupo de genetistas expertos en biología de la conservación del Instituto de Investigación Senchenberg (Museo de Historia Natural de Frankfurt) habían invitado a algunos paleontólogos a presentar sus trabajos. Hasta aquí ninguna sorpresa, porque es conocido que la paleontología nos ayuda a conocer la diversidad de las especies extintas. Pero, el investigador del ICP X. Jordana había sido invitado a presentar su trabajo en la sesión del jueves, dedicada a los aspectos actuales de la diversidad de mamíferos. A hablar, en definitiva, de cómo a partir del conocimiento de los ciclos vitales de los mamíferos extintos y actuales, podemos saber si las poblaciones actuales están preparadas para hacer frente a los cambios medioambientales presentes y futuros.

 

En Xavier Jordana durant la presentació al Congrés Anual de la Societat Alemanya de Mastologia.

P: Xavier, ¿por qué crees que os invitaron a un congreso como este y, especialmente, por qué tu charla se incluye en la investigación sobre los mamíferos actuales?

Cada vez son más los investigadores dedicados a la biología de la conservación de los mamíferos que creen queel conocimiento de los ciclos de vida de los animales es un factor determinante para llevar a cabo políticas efectivas de conservación de especies en riesgo de extinción. Y lo que nosotros hacemos en el Grupo de Investigación en Paleobiología está muy relacionado con este tema. Es decir, con entender las adaptaciones evolutivas de los ciclos de vida de los mamíferos a partir del registro fósil. Nuestro grupo es pionero en la reconstrucción de las características vitales y fisiológicas de los mamíferos fósiles. Sin embargo, no nos quedamos solo en el estudio del pasado, sino que lo queremos aplicar al presente y al futuro. Recientemente, hemos publicado un artículo en la prestigiosa revista Nature donde mostramos cómo se pueden conocer algunas características fisiológicas y del ciclo vital de los mamíferos actuales, características de gran importancia para su supervivencia como por ejemplo la edad de reproducción o la longevidad, a partir de la estructura interna de los huesos largos. Este representa un método alternativo a los habituales programas de monitorización de especies salvajes, que tienen un coste muy alto y requieren de un espacio temporal largo. Este nuevo método puede ser, pues, de gran utilidad para la conservación de las especies en riesgo de extinción.

Hace unos meses nos hacíamos eco en esta web de otro artículo publicado en Nature en el que una veintena de prestigiosos investigadores internacionales reclamaban más investigación para conocer mejor los cambios climáticos que ha sufrido la Tierra hace millones de años, y así mejorar la capacidad de predecir estos cambios y entender si la acción humana puede estar empujando a nuestro planeta hacia cambios irreversibles en la biosfera.

P:
 Xavier, ¿crees que este mensaje ha penetrado ya en la comunidad científica? ¿Están de acuerdo los científicos que la paleontología nos puede aportar claves importantísimas también para la investigación ecológica actual?

Sí, de hecho es un campo emergente, todavía muy nuevo. En los últimos años están surgiendo nuevas áreas de investigación como la Paleobiología de la Conservación o la Ecología Histórica que van en esta dirección. Un ejemplo reciente y claro de este interés en conjuntar esfuerzos entre paleontólogos y ecólogos es el tópico de la última edición de la Conferencia Anual de la Sociedad Alemana de Mastozoología: "Pasado, Presente y Futuro de la diversidad de los mamíferos", en la que fuimos invitados a presentar una comunicación.

P: Hablar de conservación de la biodiversidad va mucho más allá de hablar del número de especies, ¿no? ¿Qué puede decir la paleontología sobre la conservación de la biodiversidad?

La paleontología puede aportar muchas cosas sobre la conservación de la biodiversidad, pero sobre todo puede aportar algo que la investigación en especies actuales no puede, que es el conocimiento sobre las respuestas adaptativas a largo plazo de las especies frente a los cambios ambientales. Este conocimiento nos puede ayudar a predecir qué especies tienen más riesgo de extinción en las condiciones actuales de cambio climático. El registro fósil nos puede informar de la diversidad de las especies en el pasado. Pero si, además, esta información la ponemos en el contexto de los cambios climáticos que han tenido lugar en los últimos millones de años, podemos relacionar las extinciones con el ambiente. Y si a todo esto le añadimos el conocimiento sobre las adaptaciones evolutivas de estas especies, como por ejemplo los cambios en los ciclos vitales, entonces seremos capaces de predecir las tendencias evolutivas frente a los cambios en sus ecosistemas.

Cérvol alpí. Tall histològic d'un fèmur que mostra línies d’aturada en l’escorça interna. Meike Köhler. ICP

P: ¿Sois muchos los que trabajáis en esta dirección?

Pues no. De equipos de paleontólogos que se están especializando en lo que se conoce como la paleobiología de la conservación hay cada vez más. Pero de equipos que se adentren en el estudio del ciclo de la vida de los mamíferos a partir del registro fósil somos muy pocos. Además de nuestro grupo, encabezado por la investigadora ICREA Meike Köhler, está el grupo de Tim Bromage en la Universidad de Nueva York y con menor intensidad el grupo de Jorge Cubode la Universidad Pierre y Marie Curie en París. De hecho, recientemente nos ha sido otorgado un proyecto del Ministerio de Economía y Competitividad para hacer investigación juntos, con otros dos grupos expertos en sistemas insulares, y seguiremos explorando qué nos dice el ciclo de la vida de las especies extintas sobre la diversidad actual de la Tierra.

P: Meike y tú trabajáis juntos, pero podríamos decir que ella conoce mejor los huesos y tú los dientes de los animales fósiles. ¿Qué diferencia hay? ¿En qué medida obtenemos información complementaria, y en qué medida son métodos que nos sirven para contrastar resultados?

Ambos, huesos y dientes, son tejidos duros y por lo tanto nos aportan una información muy similar. Sin embargo, también se complementan. Por ejemplo, el desarrollo de los dientes en los mamíferos sigue patrones muy conservadores, y por lo tanto muestra menos plasticidad (capacidad de cambio) que el esqueleto óseo. Esto hace queel desarrollo dental sea un indicador muy fiable de determinados estadios del crecimiento ontogenético. A modo de ejemplo, la erupción del primer molar está muy relacionada con la edad de destete, y la del tercer molar con el inicio de la edad adulta. En cambio, el hueso es más sensible a los estímulos fisiológicos (internos) y ambientales (externos) como lo demuestra el paro momentánea del crecimiento durante la estación desfavorable, o la drástica reducción de la velocidad de crecimiento del hueso coincidiendo con la edad de reproducción. Lo ideal es disponer de la información de ambos, huesos y dientes, para reconstruir los aspectos fisiológicos y de desarrollo de los animales extintos.

+ info El registro fósil, una necesidad para los biólogos

 

Paisatge de l'Altai i una tomba escita abans d'excavar.

Un grupo de investigadores liderados por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), y con la participación del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont, ha encontrado una de las primeras evidencias de mezcla genética entre europeos y asiáticos en los restos de antiguos guerreros escitas, que vivieron hace más de 2000 años en Mongolia, en el macizo de Altái. Los resultados publicados en la revista PLoS ONE, indican, contra lo que se consideraba hasta ahora, que esta mezcla no fue fruto de una migración europea hacia el este, sino de una expansión demográfica de la población local de Asia Central, favorecida por las mejoras tecnológicas que les supuso adoptar la cultura escita.

 

El Altái es una cordillera de Asia Central que ocupa territorios de Rusia y Kazajstán al oeste y de Mongolia y China en la cara este. Históricamente la estepa de Asia Central ha sido un corredor para las poblaciones asiáticas y europeas, dando lugar a la gran diversidad poblacional actual. En épocas antiguas, sin embargo, las montañas del Altái, situadas en medio de la estepa, supusieron una barrera importante para que las poblaciones de ambos lados convivieran y se mezclaran; así permanecieron diferenciadas durante milenios: la europea en la parte occidental y la asiática en el este.

La investigación realizada por investigadores de la UAB, del Instituto Catalán de Paleontología Miquel Crusafont y del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC) aporta nueva luz sobre cuándo y cómo se produjo esta mezcla genética euroasiática.

En el laboratorio de paleogenética de la UAB los investigadores han analizado el ADN mitocondrial (que se transmite por vía materna y permite seguir el rastro de nuestros antepasados) extraído de huesos y dientes de 19 esqueletos de las edades de Bronce (s. XX a VII aC) y Hierro (s. VII a II aC) de la zona del Altái situada en Mongolia. Estos restos provienen de tumbas localizadas hace siete años en una investigación en que se descubrieron esqueletos de guerreros escitas y que supuso la primera evidencia de esta cultura en el este asiático.

 

Una de les tombes excavades, on s'hi va trobar una caixa de fusta amb 2 homes i els seus cavalls a fora.

Los resultados obtenidos muestran que la población de la Edad de Hierro, correspondiente al periodo escita del Altái, tenía una mezcla perfecta, del 50%, de linajes o secuencias de ADN mitocondrial europeos y asiáticos. Es un dato importante, puesto que las poblaciones anteriores no muestran mezcla de estos linajes: el ADN de las tumbas localizadas en Rusia y Kazajstán pertenece a linajes europeos, mientras que los de la parte del este, en Mongolia muestran linajes asiáticos.

“Los resultados nos aportan una información muy valiosa para saber cómo y cuándo se generó la diversidad poblacional que hay hoy en día a las estepas de Asia Central y nos sugieren que esta diversidad se originó en el Altái hace más de 2000 años, entre la población local de los dos lados de la cordillera, coincidiendo con la expansión de la cultura escita, proveniente del oeste”, explica Assumpció Malgosa, profesora de Antropología Biológica a la UAB y coordinadora de la investigación.

Los estudios hechos hasta ahora sobre ADN antiguo en el Altái ya indicaban que los escitas fueron la primera gran población con mezcla europea y asiática. Pero sólo se habían analizado poblaciones de las estepas euroasiáticas de la parte occidental, lo cual sugería que esta mezcla fue debida a migraciones de población europea hacia el este.

El estudio hecho ahora es el primero en evidenciar esta mezcla poblacional en la cara este del Altái e indica que la mezcla entre linajes europeos y asiáticos se produjo a partir de las poblaciones que ya estaban presentes antes de la Edad del Hierro a ambos lados de la cordillera. El trabajo sugiere que la población asiática adoptó la cultura escita, más avanzada tecnológica y socialmente, lo que les hizo mejorar demográficamente favoreciendo su expansión y encuentro con los europeos.

Esta idea supone una nueva hipótesis sobre el origen de la diversidad poblacional actual en Asia Central y permite entender mejor los procesos demográficos que la han determinado.

 

L'investigador de l'ICP Xavier Jordana a la tenda/laboratori durant les excavacions.

Las tumbas heladas de los guerreros escitas

Entre los años 2005 a 2007 investigadores de la UAB participaron conjuntamente con investigadores franceses y mongoles en un proyecto europeo que tenía como objetivo excavar tumbas escitas en el Altái de Mongolia. Se llevaron a cabo tres campañas de excavación durante las cuales se excavaron más de una veintena de tumbas. Muchas de ellas estaban congeladas y contenían cuerpos humanos momificados acompañados de un rico ajuar y de sus caballos. Esta era la primera vez que se encontraban tumbas de la cultura escita en Mongolia, puesto que hasta el momento sólo se habían localizado en la cara oeste del Altái.

Los escitas eran un pueblo de origen indoeuropeo dedicado al pastoreo nómada y a la cría de caballos, que se expandió por las estepas euroasiáticas desde el mar Caspio hasta las montañas del Altái durante los siglos VII-II aC. Este pueblo es conocido sobre todo por los textos antiguos del historiador griego Herodotus.

+ info "Tracing the origin of the east-west population admixture in the Altai region (Central Asia)". Mercedes González-Ruiz, Cristina Santos, Xavier Jordana, Marc Simón, Carles Lalueza-Fox, Elena Gigli, Maria Pilar Aluja, Assumpció Malgosa. PLoS ONE. http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0048904

 

Reconstrucció de Myotragus balearicus, exposada al Museu de l'ICP a Sabadell. Laura Celià. ICP

Myotragus balearicus, la cabra enana endémica de las Islas Baleares, se demuestra de nuevo como un organismo idóneo para validar teorías que relacionan el ciclo vital de las especies con los rasgos morfológicos. El artículo publicado hoy en PLOS ONE por investigadores del ICP demuestra que este bóvido extinto se ajusta a la regla de Schultz, una norma que relaciona el ritmo de crecimiento de una especie con el orden en el que se sustituye la dentición de leche y aparecen los molares que configuran su dentición definitiva.

 

La mayoría de mamíferos tienen dos denticiones: la dentición de leche o decidua, que aparece próxima al nacimiento, y la dentición permanente, que va sustituyendo la primera a partir del destete y que termina cuando se ha producido el recambio de todas las piezas dentarias y han aparecido los molares. En los mamíferos con ciclos vitales lentos(maduración sexual tardía, esperanza de vida larga, ritmo de crecimiento lento, etc.) los molares aparecen relativamente más tarde y la aparición de la dentición definitiva se adelanta, de modo que los dos procesos tienden a coincidir en el tiempo. Los humanos son un ejemplo extremo de esta lentitud, ya que el segundo molar no aparece hasta que todos los dientes de leche han sido sustituidos por la dentición definitiva. En cambio, en mamíferos con ritmos más rápidos en el ciclo vital, los molares aparecen primero y posteriormente se produce el recambio de los dientes de leche.

La relación entre el ritmo del ciclo vital y la secuencia en la aparición de los dientes se conoce como la regla de Schultz y explicaría como una adaptación funcional para minimizar el desgaste y el trabajo que deberían hacer los dientes de leche en las especies en el que el período de crecimiento es largo. La regla de Shultz ha confirmado en la mayoría de primates, aunque en algunos grupos como los lémures o los tarseros, la dentición anterior aparece independientemente del ritmo de su ciclo vital. Esta herramienta se puede aplicar a especies fósiles de modo que, a partir del estudio de la secuencia de aparición de los dientes definitivos y las molares, se puede inferir su ciclo vital.

El estudio que publica hoy la revista PLOS ONE y que firman los investigadores del Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) Xavier Jordana, Nekane Marín-Moratalla, Blanca Moncunill-Solé y Meike Köhler, así como investigadores del Institut Mediterrani d’Estudis Avançats (CSIC-UIB), confirma que la regla de Schultz se cumple también en el caso de Myotragus balearicus, la cabra enana extinta endémica de las Islas Baleares. A diferencia de otros bóvidos, ésta es una especie de ciclo vital muy lento, una característica común a muchas especies que evolucionan en un contexto de insularidad con poco alimento disponible. Esta especie sobrevivió totalmente aislada en Mallorca y Menorca durante más de cinco millones de años, desde el Plioceno hasta el Holoceno y se extinguió hace unos 3.000 años.

 

 

L’estudi que publica avui la revista PLOS ONE i que signen els investigadors de l’Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) Xavier Jordana, Nekane Marín-Moratalla, Blanca Moncunill-Solé i Meike Köhler, així com investigadors de l’Institut Mediterrani d’Estudis Avançats (CSIC-UIB), confirma que la regla de Schultz es compleix també en el cas de Myotragus balearicus, la cabra nana extinta endèmica de les Illes Balears. A diferència d’altres bòvids, aquesta és una espècie de cicle vital molt lent, una característica comú a moltes espècies que evolucionen en un context d’insularitat amb poc aliment disponible. Aquesta espècie va sobreviure totalment aïllada a Mallorca i Menorca durant més de cinc milions d’anys, des del Pliocè fins a l’Holocè i es va extingir fa uns 3.000 anys.

 

Vista lateral de dues mandíbules de M.balearicus. La imatge de tomografia computada permet observar el recanvi dental.

A partir del estudio mediante tomografía computarizada de varias mandíbulas de Myotragus balearicus, los investigadores han constatado que la secuencia en la que aparecen los dientes en esta especie es diferente a la de los bóvidos actuales, ya que tanto los incisivos definitivos como los premolares salían relativamente temprano. Este hecho indicaría que era una especie con un ciclo vital lento, lo que concuerda con otros estudios realizados anteriormente. Los investigadores han podido comparar el patrón de aparición de los dientes con Myotragus Koppers,un ancestro directo de M. balearicus del Pleistoceno tardío, que presenta el mismo modelo de sustitución que los bóvidos actuales. Esto supondría que el adelanto de la secuencia de erupción de los incisivos tuvo lugar durante la evolución de linaje de Myotragus en un periodo de 2.5 millones de años.

Los recursos alimenticios limitados y la falta de depredadores como consecuencia del aislamiento geográfico hace que las islas sean consideradas una especie de laboratorios naturales y el género fósil Myotragus ha confirmado como un modelo ideal para llevar a cabo estudios de evolución en éstos ambientes. Esta especie presenta una serie de adaptaciones particulares: al enanismo (pesaba sólo unos 25 kilos y tenía una altura a la cruz de unos 70 cm) y lahipsodoncia (el aumento de la altura de la corona dental) hay que sumarle una dentición inferior extremadamente modificada y que no se ha observado en ningún otro rumiante conocido. Los adultos presentaban un incisivo que crecía durante toda la vida del animal, un único premolar y tres molares a cada lado de la mandíbula.

Algunos autores habían apuntado anteriormente la posibilidad de que los incisivos que presentan los adultos deMyotragus fuesen, en realidad, dientes de leche en crecimiento continuo como las que presentan muchos roedores actuales, como las ardillas. Pese a que este hecho explicaría la emergencia temprana de estos dientes, el estudio de PLOS ONE demuestra que este incisivo se desarrollaría rápido precisamente como adaptación a este entorno insular con escasez crónica de recursos.

+ info: Jordana X, Marín-Moratalla N, Moncunill-Solé B, Bover P, Alcover JA, et al. (2013) First Fossil Evidence for the Advance of Replacement Teeth Coupled with Life History Evolution along an Anagenetic Mammalian Lineage. PLoS ONE 8(7): e70743. doi:10.1371/journal.pone.0070743

 

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