Un cráneo "sin precedentes" revela el rostro de un antepasado humano

Un hallazgo fortuito en un corral de cabras etíope ha revelado un fósil único: el cráneo casi completo de un antepasado humano que murió hace unos 3,8 millones de años.

El nuevo espécimen, descrito en la revista Nature, es el cráneo más antiguo que se haya encontrado de un Australopithecus, un grupo fundamental de ancestros humanos primitivos que vivieron hace entre 1,5 y 4 millones de años. También es el primer cráneo encontrado del Australopithecus anamensis, uno de los primeros miembros de ese género.

"Te lleva unos 3,8 millones de años pensar en cómo eran nuestros antepasados en ese momento", dice la autora principal del estudio, Yohannes Haile-Selassie, paleoantropóloga del Museo de Historia Natural de Cleveland. "Es realmente un momento emocionante".

El descubrimiento podría llenar varios vacíos importantes en el estudio de la evolución humana. Los fósiles de homínidos, o ancestros humanos, de esa edad son extremadamente raros y, a menudo, simples fragmentos de hueso. En contraste, el cráneo recién descubierto está casi completo, lo que debería revelar muchos detalles sobre cómo vivieron y evolucionaron nuestros primeros antepasados.

"Es el cráneo que hemos estado esperando", dice Carol Ward, una paleoantropóloga de la Universidad de Missouri que no participó en el estudio. "Los cráneos de los homínidos son estos tesoros excepcionalmente raros, y encontrar uno tan viejo y completo no tiene precedentes".

Un hallazgo inesperado

Las raíces del enredado árbol genealógico humano se remontan a África hace más de cuatro millones de años, a una colección de antiguos primates como Ardipithecus y Sahelanthropus. Nuestro género Homo tardó hasta tres millones de años en llegar, una saga evolutiva en la que ancestros como los Australopithecus afarensis jugaron un papel protagonista.

Mejor conocido por los fósiles que pertenecen a un científico individual llamado "Lucy", este homínido temprano y su pariente posterior tenían cerebros más grandes que los primates anteriores, la capacidad de caminar sobre dos pies y mandíbulas fuertes que les permitían comer una amplia variedad de alimentos. Esa flexibilidad habría sido útil: durante el apogeo del A. afarensis hace 3,5 millones de años, los cambios naturales en el clima estaban haciendo que África Oriental fuera más fría y seca, reduciendo los bosques que nuestros primeros antepasados llamaron hogar. Con el tiempo, la evolución esculpió los A. afarensis y sus sucesores para aprovechar entornos más abiertos y variados.

Pero el A. afarensis no fue la primera criatura en la escena con estos rasgos. En 1995, los científicos describieron al A. anamensis, un australopito aún anterior y el probable antepasado del A. afarensis. La especie atormentó a los científicos, ya que compartía características clave con Lucy y posterioremente con los australopitecos. Pero A. anamensis permaneció obstinadamente fuera de la vista. Sus únicos restos conocidos consistían solo en dientes y fragmentos de mandíbula. "A pesar de tener muchos cráneos del A. afarensi, no sabíamos cuál era la cara de los primeros miembros del género", dice Zeray Alemseged, un paleoantropólogo de la Universidad de Chicago que no participó en el estudio.

La claridad comenzaría a llegar el 10 de febrero del 2016, gracias a la asombrosa suerte de un pastor llamado Ali Bereino.

En ese momento, una expedición codirigida por Haile-Selassie estaba cavando en Woranso-Mille, un sitio de campo en la región de Afar en Etiopía, a menos de cinco kilómetros de Miro Dora, donde Bereino estaba pastoreando. Según Haile-Selassie, Bereino había intentado durante años ser contratado en el equipo de Haile-Selassie. Algunas veces afirmó que los fósiles emergieron de la roca erosionada. Cuando Haile-Selassie lo había visitado en el pasado, no había visto ninguno.

En este día en particular, Bereino estaba cavando una adición a un corral de cabra temporal cuando notó un hueso expuesto en la superficie de la piedra arenisca. Bereino se puso en contacto con un funcionario del gobierno local, que acordó que podría ser algo que Haile-Selassie encontraría interesante.

Cuando el funcionario llamó a Haile-Selassie, se mostró escéptico, respondiendo que Bereino debería marcar dónde encontró el fósil y llevarlo a su campamento. Cuando llegaron Bereino y el funcionario, Haile-Selassie pronto se dio cuenta de la magnitud del hallazgo. Bereino había encontrado un maxilar o maxilar superior, perteneciente a un antiguo homínido.

Haile-Selassie detuvo inmediatamente lo que estaba haciendo y caminó 4 kilómetros hasta el corral de las cabras de Bereino. A pocos metros de donde Bereino había encontrado el maxilar, Haile-Selassie pronto vio lo que resultó ser la mayor parte del cráneo restante. "Ni siquiera lo recogí, y comencé a saltar", dice Haile-Selassie. “El [funcionario] me miró y le dijo a sus amigos locales: '¿Qué está pasando con el doctor? ¿Se está volviendo loco?'".

Una vez que Haile-Selassie vio que el maxilar y el cráneo encajaban, regresó al campamento con los fósiles, acunándolos en su pañuelo y en una bufanda prestada. "Nunca lo había visto tan feliz en mi vida", dice la coautora del estudio Stephanie Melillo, paleontóloga del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y miembro de la expedición. “Ni siquiera podía pronunciar palabras con su boca. Le temblaban las manos".

Un reloj de ceniza volcánica

Al día siguiente, Haile-Selassie, Melillo y su equipo caminaron hacia Miro Dora. Decididos a tamizar incluso el más pequeño fragmento de hueso, se desplegaron en un área de cinco metros a un lado. Pero ser minucioso significaba ensuciarse. El área incluía una pila apestosa: años de estiércol de cabra en capas de hasta 30 centímetros de espesor. Soportar el hedor valió la pena. En los próximos días, los investigadores encontraron más del cráneo, incluido un pómulo crucial, debajo de la pila de estiércol.

De vuelta en el laboratorio, el equipo de Haile-Selassie descubrió que las mandíbulas y los dientes del cráneo se parecían más a los del A. anamensis. Pero identificar el cráneo era solo una parte del misterio. ¿Cuándo y dónde vivió y murió este A. anamensis?

Para averiguarlo, un equipo de geólogos dirigido por Beverly Saylor examinó el terreno de Woranso-Mille en detalle. En particular, buscaban tobas, capas de sedimentos creadas por antiguas cenizas volcánicas. Algunos minerales en la toba contienen trazas de potasio radiactivo-40, que se descomponen como un reloj desde el momento en que se crearon los minerales hasta el presente. Al contar los productos de descomposición, el equipo de Saylor pudo saber cuándo se crearon los cristales y la toba en su conjunto. Entonces, para fechar el cráneo, el equipo necesitaba encontrar dos tobas que intercalaran los sedimentos del fósil.

En un segundo estudio publicado en Nature, el equipo de Saylor dice que una toba sobre el cráneo se formó hace 3,76 y 3,77 millones de años, y un segundo debajo del cráneo se formó hace un poco más de 3,8 millones de años. Además, los investigadores reconstruyeron el entorno del enterramiento del cráneo: descubrieron que el cráneo estaba enterrado en un delta del río a orillas del lago, rodeado de matorrales y parches de árboles. “Probablemente fue a lo largo del río o a lo largo de las orillas de este lago. Murió allí, y luego fue transportado hacia abajo y enterrado en el delta”, dice Saylor, estratega de la Universidad Case Western Reserve.

Diferentes modos de evolución

En muchos sentidos, la cara encaja muy bien con las expectativas de los investigadores. Al igual que otros australopitecos, la cara del A. anamensis era larga e inclinada, a diferencia de las caras planas de los seres humanos modernos. Las dimensiones de sus dientes y mandíbulas también tienen sentido: los australopitecos posteriores tenían caras grandes y anchas para acomodar los huesos y los músculos necesarios para soportar dietas estrictas. Si bien el A. anamensis tenía una cara más robusta que los primates anteriores, no era tan grande como la de sus primos posteriores.

Pero si Haile-Selassie y Melillo tienen razón, el cráneo podría plantear más preguntas sobre cómo evolucionó el A. afarensis.

Una característica clave en los primeros cráneos de los homínidos es cuánto se estrecha el cráneo detrás de las cuencas oculares. Los homínidos más antiguos y más primitivos tienden a tener cráneos más constreñidos que los más jóvenes. El nuevo cráneo del A. anamensis se estrecha considerablemente detrás de las cuencas oculares. Esa característica podría aclarar la identidad del "frontal de Belohdeli", un fragmento de cráneo de un australopiteco de 3,9 millones de años encontrado en 1981.

Cuando se descubrió por primera vez el frontal de Belohdeli, algunos investigadores pensaron que pertenecía al A. afarensis, pero no estaban seguros. La situación se volvió más oscura una vez que se descubrió al A. anamensis. Los investigadores no pudieron confirmar si el hueso pertenecía al A. anamensis, ya que no había frontales bien definidos de esa especie.

"Este fósil estuvo en un limbo taxonómico durante décadas", dice Melillo.

Ahora que tienen el nuevo cráneo como referencia, Melillo y Haile-Selassie dicen que el frontal de Belohdeli no es un A. anamensis y, en cambio, pertenece al A. afarensis.

Debido a que el frontal de Belohdeli es más antiguo que el nuevo cráneo, el hallazgo sugiere que el A. anamensis y el A. afarensis se solaparon en el tiempo desde hace 3,8 a 3,9 millones de años. Esa es una sacudida evolutiva: Los científicos habían pensado que las sucesivas generaciones del A. anamensis evolucionaron al A. afarensis, un proceso en línea recta que habría impedido cualquier superposición. En cambio, los investigadores argumentan que hace 3,9 millones de años, un grupo de A. anamensis se había ramificado del resto y evolucionó al A. afarensis mientras que otros grupos de A. anamensis permanecieron.

Algunos científicos dicen que confirmar este escenario evolutivo requerirá de más fósiles. "Para tener confianza... uno necesita tamaños de muestra realmente buenos, tanto dentro de los planos de tiempo como a través de los tiempos", dice William Kimbel, un paleoantropólogo del Instituto de Orígenes Humanos de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en el estudio. "No se puede hacer una fuerte declaración sobre el modo de evolución basándose en sólo dos especímenes".

El equipo de investigación dice que tienen más estudios en mente, incluida una mirada más detallada sobre cómo el A. anamensis y el A. afarensis pueden haber diferido en sus dietas y estilos de vida. Pero incluso ahora, los científicos que estudian detenidamente el fósil tienen que lidiar con una nueva delicia: un fósil que permite mirar hacia atrás.

"Realmente te llena de asombro", dice Melillo. "Poder ver la cara de esta entidad con la que ya estaba tan familiarizado y tenía tantas ideas fue genial".