Podcasts de historia

Cráneo de 20 millones de años susurra secretos evolutivos

Cráneo de 20 millones de años susurra secretos evolutivos

Un cráneo de 20 millones de años que atrapa visualmente está proporcionando nuevos datos sobre la evolución del cerebro en los primates. Imagínese mirar a través de un agujero de gusano hacia el pasado y ver de cerca sus orígenes antiguos, bueno, si lo hiciera, podría estar mirando este increíble cráneo de 20 millones de años.

En su épico viaje de 1832, Charles Darwin exploró la boca del cañón donde finalmente se descubriría Chilecebus carrascoensis 160 años después, en lo alto de la Cordillera de los Andes de Chile en América del Sur. Las nieves invernales le impidieron a Darwin entrar en la cordillera, pero este raro fósil se encontró a solo unos kilómetros al este de donde se encontraba Darwin.

  • Científicos de Atapuerca revolucionan la evolución humana
  • Pasando de una visión darwiniana del mundo
  • Los científicos descubren el salto evolutivo hace 500 millones de años

El viaje del Charles Darwin. (Sémhur / CC BY-SA 4.0 )

Examinando el cráneo antiguo en busca de "datos cerebrales"

Siempre se ha creído que los primates antropoides, como este ejemplo, tenían tamaños cerebrales similares a los de los monos modernos y que aumentaron lentamente con el tiempo, pero según un nuevo artículo publicado en la revista Science Advances, en uno de los cráneos de primates fósiles más antiguos de la especie conocida como Chilecebus carrascoensis, “este proceso de agrandamiento ocurrió repetida e independientemente con ocasionales disminuciones de tamaño”.

El mono araña pardo es descendiente del Chilecebus carrascoensis. (Fir0002 / CC BY-SA 3.0 )

El coautor André Wyss de la Universidad de California en Santa Bárbara dijo que "este fósil exquisito, encontrado a pocos kilómetros al este de donde se encontraba Darwin, lo habría emocionado", pero más aún los nuevos resultados, para 'todas' las investigaciones anteriores sobre esto. Las especies antiguas solo habían proporcionado datos generalizados del tamaño del cerebro del animal en relación con el tamaño de su cuerpo, una medida conocida como el 'cociente de encefalización' (EQ), pero el autor principal, Xijun Ni, investigador asociado del Museo Americano de Historia Natural, dijo en el afirman que los seres humanos tienen "cerebros excepcionalmente agrandados, pero sabemos muy poco acerca de cuánto tiempo atrás comenzó a desarrollarse este rasgo clave".

Modelado 3D de un cráneo de 20 millones de años

John Flynn es curador Frick de mamíferos fósiles en la División de Paleontología del Museo Americano de Historia Natural y, como autor de más de 100 publicaciones científicas, su investigación se centra en la “evolución de mamíferos y vertebrados mesozoicos, datación geológica, tectónica de placas y biogeografía ”. Flynn dijo a los periodistas que “Chilecebus es uno de esos fósiles raros y verdaderamente espectaculares, que revela nuevos conocimientos y conclusiones sorprendentes cada vez que se aplican nuevos métodos analíticos para estudiarlo”.

Un EQ alto significa cerebros más grandes, que se encuentran con mayor frecuencia en primates más que en otros mamíferos, pero los humanos tienen un EQ aún más alto que la mayoría de los demás. Según un informe en Science Daily, el cociente de encefalización filogenética (PEQ), "corregido por los efectos de las relaciones evolutivas cercanas, para Chilecebus es relativamente pequeño, en 0,79", mientras que la mayoría de los monos tienen PEQ que van desde "0,86 a 3,39, con los humanos entrando en a 13,46 ”.

Lo que todo esto significa es que el equipo de investigadores descubrió que el agrandamiento cerebral se produjo "repetida e independientemente en la evolución antropoide, con disminuciones ocasionales de tamaño" y, por primera vez, los investigadores aplicaron una tomografía computarizada (TC) de rayos X de alta resolución y creó reconstrucciones digitales en 3D para analizar la “cavidad craneal fosilizada de Chilecebus”.

Nuevas perspectivas sobre la historia antropoide

Estos nuevos resultados revelan una intrincada estructura cerebral con lo que los científicos llamaron "proporciones inesperadas", lo que sugirió que la estructura interna del cerebro de los primates probablemente creció proporcionalmente a medida que evolucionó el tamaño del cerebro. Los científicos también midieron las cuencas oculares del cráneo y la entrada a los canales ópticos en los que se habrían ubicado los nervios ópticos, y el bulbo olfatorio que controla las funciones olfativas, mientras que el bulbo olfatorio era proporcionalmente pequeño, lo que "sugiere un sentido del olfato deficiente". los investigadores encontraron que la disminución del olor "no se compensaba con un sistema visual mejorado, como se ve en los primates hoy".

Los científicos están estudiando las cuencas de los ojos del cráneo y la entrada a los canales ópticos. (Noticias de ciencia / YouTube)

Según los autores, en conclusión, estos nuevos resultados demuestran que los sistemas visual y olfativo se "desacoplaron durante la evolución del cerebro antropoide, que fue mucho más accidentada" de lo que se pensaba anteriormente, y que el cerebro se agrandó repetida e independientemente a lo largo de la historia antropoide.


Descubierto cráneo de simio de 20 millones de años en Uganda

Un equipo de paleontólogos ugandeses y franceses ha anunciado que han encontrado un cráneo de simio de 20 millones de años en el noreste de Uganda, diciendo que podría arrojar luz sobre la historia evolutiva de la región.

El cráneo fosilizado pertenecía a un macho Ugandapitchecus Major, un primo remoto de los grandes simios actuales.

El equipo descubrió los restos el 18 de julio mientras buscaba fósiles en los restos de un volcán extinto en Uganda y en la remota región nororiental de Karamoja.

Los estudios preliminares del fósil mostraron que el herbívoro trepador de árboles, de aproximadamente 10 años cuando murió, tenía una cabeza del tamaño de un chimpancé pero un cerebro del tamaño de un babuino, según Martin Pickford, paleontólogo del College de France en París. .

`` Esta es la primera vez que se encuentra el cráneo completo de un simio de esta edad. es un fósil muy importante y ciertamente pondrá a Uganda en el mapa en términos del mundo científico ”, dijo Pickford a los periodistas en Kampala.

Brigitte Senut, profesora del Musee National Histoire Naturelle, dijo que los restos serían llevados a París para ser radiografiados y documentados antes de ser devueltos a Uganda.

“Se limpiará en Francia, se preparará en Francia. y luego en aproximadamente un año & # x27s tiempo será devuelto al país ", dijo la Sra. Senut.

Paleontólogos de Francia han estado visitando Uganda en expediciones financiadas por el gobierno francés durante los últimos 25 años, según la Sra. Senut.

Las áridas llanuras de Karamoja, la región menos desarrollada de Uganda, se han pacificado en gran medida en los últimos años tras decenios de inseguridad vinculados a las incursiones armadas de ganado entre comunidades nómadas.


Cráneo de 20 millones de años susurra secretos evolutivos - Historia

Un cráneo fósil excepcional de Chilecebus carrascoenis, un primate de 20 millones de años de las montañas de los Andes de Chile. / Foto AFP

Los restos de un primate prehistórico que vivió en lo alto de los Andes hace 20 millones de años y era tan pequeño que cabía en tu mano está ayudando a los científicos a aprender más sobre cómo evolucionaron los cerebros humanos.

En un estudio publicado el miércoles en la revista Science Advances, investigadores de China y Estados Unidos utilizaron imágenes de alta resolución para examinar el único cráneo fosilizado conocido del extinto Chilecebus, un mono del Nuevo Mundo que correteaba por los bosques de montaña antiguos, alimentándose de hojas y frutos.

Un hallazgo clave: el tamaño del cerebro de los primates, que durante mucho tiempo se suponía que había aumentado progresivamente con el tiempo, ahora parece haber seguido un camino más indirecto.

Los primates se dividen en dos grupos: el Viejo Mundo, del que desciende nuestra propia especie, y las especies del Nuevo Mundo de América y Oceanía.

"Vemos múltiples episodios de expansión del cerebro en cada uno de estos grupos principales, y vemos varios episodios de reducción real del tamaño relativo del cerebro en ciertos grupos", dijo a la AFP el coautor John Flynn del Museo Americano de Historia Natural.

La investigación, dirigida por Ni Xijun, de la Academia de Ciencias de China, utilizó radiografías y tomografías computarizadas del interior del cráneo del Chilebus para determinar su estructura interna.

El cráneo fosilizado ha sido fechado con precisión porque fue descubierto entre rocas volcánicas, y al colocar la especie dentro de su árbol genealógico más grande, el equipo pudo inferir que el agrandamiento cerebral ocurrió repetida e independientemente en la evolución antropoide.

Aunque el Chilecebus tenía aproximadamente el tamaño de un tití o tamarino moderno, a diferencia de esos monos, su cerebro tenía varios surcos conocidos como plegamiento que sugieren un mayor grado de complejidad cognitiva: en otras palabras, el tamaño del cerebro no siempre está relacionado con el avance.

Además, en los primates modernos, el tamaño de los centros visuales y olfativos del cerebro están inversamente relacionados, lo que significa que las especies con un fuerte sentido de la vista suelen tener un sentido del olfato más débil y viceversa.

Pero los investigadores encontraron que un pequeño bulbo olfativo en Chilecebus no resultó en una capacidad olfativa más fuerte, lo que significa que las dos habilidades no están acopladas como se pensaba anteriormente.

Flynn dijo que la investigación da testimonio de los secretos que se pueden descubrir a partir de fósiles antiguos bien conservados.

"Podemos salir a las montañas y hacer este descubrimiento extraordinario a 10,000 pies de altura en los Andes y ser capaces de comprender la evolución de nuestra historia, poder probar hipótesis previas ... (y) poder comprender la evolución del cerebro. complejidad en primates.

"Esa es una posibilidad realmente asombrosa a partir del descubrimiento de un fósil realmente bien conservado".


Evolución del cráneo

Una hipótesis de larga data es que las serpientes evolucionaron a partir de un antepasado lagarto ciego y excavador. Un grupo de serpientes excavadoras pequeñas, parecidas a gusanos y de boca pequeña, conocidas como escobolófidias, se ha considerado durante mucho tiempo como las serpientes vivas más primitivas.

El nuevo Najash El material fósil muestra que los cráneos de ese linaje de serpientes antiguas no se parecían en nada a los de las serpientes escobolfidias. En lugar de, Najash y los de su especie tenían bocas grandes con dientes afilados y algunas de las articulaciones del cráneo móviles que son típicas de la mayoría de las serpientes modernas. Sin embargo, todavía conservaban algunas características óseas del cráneo de los lagartos más típicos.

En términos evolutivos, Najash nos dice que las serpientes estaban evolucionando hacia la movilidad del cráneo necesaria para ingerir presas bastante grandes, una característica histórica de muchas serpientes modernas.


Los escáneres de cráneo revelan secretos evolutivos de cerebros fósiles

Los científicos han podido medir y analizar durante mucho tiempo los cráneos fósiles de nuestros ancestros antiguos para estimar el volumen y el crecimiento del cerebro. La cuestión de cómo se comparan estos cerebros antiguos con los cerebros humanos modernos y con los cerebros de nuestro primo primate más cercano, el chimpancé, sigue siendo un objetivo importante de investigación.

Un nuevo estudio publicado en Science Advances utilizó tecnología de escaneo por tomografía computarizada para ver huellas cerebrales de 3 millones de años dentro de cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por "Lucy" y "Selam" de la región de Afar de Etiopía) para arrojar nueva luz sobre la evolución de la organización y el crecimiento del cerebro.

La investigación revela que, si bien la especie de Lucy tenía una estructura cerebral parecida a la de un simio, el cerebro tardó más en alcanzar el tamaño adulto, lo que sugiere que los bebés pueden haber tenido una dependencia más prolongada de los cuidadores, un rasgo similar al humano.

La tomografía computarizada permitió a los investigadores llegar a dos preguntas de larga data que no podían responderse solo con la observación visual y la medición: ¿hay evidencia de una reorganización del cerebro similar a la humana en Australopithecus afarensis y cuál fue el patrón de crecimiento del cerebro en esta especie? más parecido al de los chimpancés o al de los humanos?

Las huellas del cerebro en los cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” y el “niño Dikika” de Etiopía, en la foto) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. La huella endocraneal excepcionalmente conservada del niño Dikika revela una organización cerebral parecida a la de un simio, y ninguna característica derivada de los humanos. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Estudiar el crecimiento y la organización del cerebro en A. afarensis, Los investigadores, incluido el paleoantropólogo William Kimbel de la Universidad Estatal de Arizona, escanearon ocho cráneos fósiles de los sitios etíopes de Dikika y Hadar utilizando tomografía computarizada convencional y sincrotrón de alta resolución. Kimbel, líder del trabajo de campo en Hadar, es directora del Instituto de Orígenes Humanos y profesora Virginia M. Ullman de Historia Natural y Medio Ambiente en la Escuela de Evolución Humana y Cambio Social.

La especie de Lucy habitó África oriental hace más de tres millones de años (se estima que la propia "Lucy" tiene 3,2 millones de años) y ocupa una posición clave en el árbol genealógico de los homínidos, ya que se acepta ampliamente que es ancestral de todos los homínidos posteriores, incluidos el linaje que condujo a los humanos modernos.

"Lucy y sus parientes proporcionan evidencia importante sobre el comportamiento temprano de los homínidos: caminaban erguidos, tenían cerebros que eran aproximadamente un 20% más grandes que los de los chimpancés y pueden haber usado herramientas de piedra afiladas", dijo el coautor Zeresenay Alemseged de la Universidad de Chicago, quien dirige el proyecto de campo Dikika en Etiopía y es una investigación internacional afiliada al Instituto de Orígenes Humanos.

Los cerebros no se fosilizan, pero a medida que el cerebro crece y se expande antes y después del nacimiento, los tejidos que rodean su capa externa dejan una huella en el interior de la caja cerebral ósea. Los cerebros de los humanos modernos no solo son mucho más grandes que los de nuestros parientes simios vivos más cercanos, sino que también están organizados de manera diferente y tardan más en crecer y madurar.

En comparación con los chimpancés, los bebés humanos modernos aprenden durante más tiempo y dependen por completo del cuidado de sus padres durante períodos más prolongados. Juntas, estas características son importantes para la cognición humana y el comportamiento social, pero sus orígenes evolutivos siguen sin estar claros.

Las tomografías computarizadas dieron como resultado “endocasts” digitales de alta resolución del interior de los cráneos, donde se pudo visualizar y analizar la estructura anatómica del cerebro. Con base en estos endocasts, los investigadores pudieron medir el volumen cerebral e inferir aspectos clave de la organización cerebral a partir de impresiones de la estructura del cerebro.

Una diferencia clave entre los simios y los humanos implica la organización del lóbulo parietal del cerebro, importante en la integración y el procesamiento de la información sensorial, y el lóbulo occipital en el centro visual en la parte posterior del cerebro.

El endocast excepcionalmente conservado de "Selam", un cráneo y el esqueleto asociado de un bebé de Australopithecus afarensis encontrado en Dikika en 2000, tiene una impresión inequívoca del surco semilunar, una fisura en el lóbulo occipital que marca el límite del área visual que es más prominentes y ubicados más hacia adelante en los simios que en los humanos, en una posición similar a la de los simios.

La exploración de la huella endocraneal de un fósil adulto de A. afarensis de Hadar (homínido temprano AL 162-28) revela una impresión no detectada previamente del surco semilunar, que también se encuentra en una posición similar a la de un simio.

Los cerebros no se fosilizan, pero a medida que crece, los tejidos que rodean su capa externa dejan una huella en la caja cerebral ósea. La impronta endocraneal del niño Dikika revela una organización cerebral similar a la de un simio, y ninguna característica derivada de los humanos. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Algunos científicos habían conjeturado que la reorganización del cerebro similar a la humana en los australopitecinos estaba relacionada con comportamientos que eran más complejos que los de sus parientes grandes simios (por ejemplo, fabricación de herramientas de piedra, mentalización y comunicación vocal). Desafortunadamente, el surco semilunar típicamente no se reproduce bien en endocasts, por lo que hubo una controversia no resuelta sobre su posición en Australopithecus.

“Un aspecto destacado de nuestro trabajo es cómo la tecnología de vanguardia puede aclarar debates de larga data sobre estos fósiles de tres millones de años”, dijo el coautor Kimbel. "Nuestra capacidad de 'observar' los detalles ocultos de la estructura ósea y dental con tomografías computarizadas realmente ha revolucionado la ciencia de nuestros orígenes".

Una comparación de los volúmenes endocraneales de bebés y adultos también indica un crecimiento cerebral prolongado más similar al humano en Australopithecus afarensis, probablemente crítico para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil en los homínidos.

En los bebés, las tomografías computarizadas de la dentición permiten determinar la edad de un individuo al momento de la muerte contando las líneas de crecimiento dental. Al igual que los anillos de crecimiento de un árbol, las secciones virtuales de un diente revelan líneas de crecimiento incrementales que reflejan el ritmo interno del cuerpo. Al estudiar los dientes fosilizados del bebé Dikika, los expertos dentales del equipo calcularon una edad de muerte de 2,4 años.

El ritmo de desarrollo dental del bebé Dikika fue en general comparable al de los chimpancés y, por lo tanto, más rápido que en los humanos modernos. Pero dado que los cerebros de los adultos de Australopithecus afarensis eran aproximadamente un 20% más grandes que los de los chimpancés, el pequeño volumen endocraneal del niño Dikika sugiere un período prolongado de desarrollo cerebral en relación con los chimpancés.

"La combinación de una estructura cerebral similar a un simio y un crecimiento cerebral prolongado similar al humano en la especie de Lucy fue inesperada", dijo Kimbel. "Ese hallazgo respalda la idea de que la evolución del cerebro humano fue en gran medida un asunto fragmentado, con un crecimiento cerebral extendido que apareció antes del origen de nuestro propio género, Homo".

Entre los primates, diferentes tasas de crecimiento y maduración se asocian con diferentes estrategias de cuidado infantil, lo que sugiere que el período prolongado de crecimiento cerebral en Australopithecus afarensis puede haberse relacionado con una larga dependencia de los cuidadores. Alternativamente, el crecimiento lento del cerebro también podría representar principalmente una forma de distribuir los requisitos energéticos de la descendencia dependiente durante muchos años en entornos donde la comida no siempre es abundante.

En cualquier caso, el crecimiento cerebral prolongado en Australopithecus afarensis proporcionó la base para la evolución posterior del cerebro y el comportamiento social en los homínidos, y probablemente fue fundamental para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil.

Artículo de investigación: Los endocasts de Australopithecus afarensis sugieren una organización cerebral similar a la de un simio y un crecimiento cerebral prolongado. Avances científicos. Philipp Gunz. Simon Neubauer, Dean Falk, Paul Tafforeau, Adelube Le Cabec, Tanya M. Smith, William H. Kimbel, Fred Spoor, Zeresenay Alemseged.

Vídeo superior: huellas cerebrales en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” y el “niño Dikika” de Etiopía que se muestra aquí) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. Varios años de minuciosa reconstrucción de fósiles y el recuento de las líneas de crecimiento dental produjeron una huella cerebral excepcionalmente conservada del niño Dikika y una edad precisa al morir. Estos datos sugieren que Australopithecus afarensis tenía un cerebro parecido a un simio y un crecimiento cerebral prolongado. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig


Los escáneres de cráneo revelan secretos evolutivos de cerebros fósiles

Huellas cerebrales en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famoso por "Lucy" y el "niño Dikika" de Etiopía en la foto) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. La huella endocraneal excepcionalmente conservada del niño Dikika revela una organización cerebral parecida a la de un simio, y ninguna característica derivada de los humanos. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Los científicos han podido medir y analizar durante mucho tiempo los cráneos fósiles de nuestros ancestros antiguos para estimar el volumen y el crecimiento del cerebro. La cuestión de cómo se comparan estos cerebros antiguos con los cerebros humanos modernos y con los cerebros de nuestro primo primate más cercano, el chimpancé, sigue siendo un objetivo importante de investigación.

Un nuevo estudio publicado en Avances de la ciencia usó tecnología de escaneo por tomografía computarizada para ver huellas cerebrales de tres millones de años dentro de cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famoso por "Lucy" y "Selam" de la región de Afar de Etiopía) para arrojar nueva luz sobre la evolución de la organización y el crecimiento del cerebro. La investigación revela que, si bien la especie de Lucy tenía una estructura cerebral parecida a la de un simio, el cerebro tardó más en alcanzar el tamaño adulto, lo que sugiere que los bebés pueden haber tenido una dependencia más prolongada de los cuidadores, un rasgo similar al humano.

La tomografía computarizada permitió a los investigadores llegar a dos preguntas de larga data que no podían responderse solo con la observación visual y la medición: ¿hay evidencia de una reorganización cerebral similar a la humana en Australopithecus afarensisy ¿el patrón de crecimiento del cerebro en esta especie era más similar al de los chimpancés o al de los humanos?

Estudiar el crecimiento y la organización del cerebro en A. afarensis, los investigadores, incluido el paleoantropólogo William Kimbel de ASU, escanearon ocho cráneos fósiles de los sitios etíopes de Dikika y Hadar utilizando tomografía computarizada sincrotrón y convencional de alta resolución. Kimbel, líder del trabajo de campo en Hadar, es directora del Instituto de Orígenes Humanos y profesora Virginia M. Ullman de Historia Natural y Medio Ambiente en la Escuela de Evolución Humana y Cambio Social.

Impresiones cerebrales de 3 millones de años en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” y el “niño Dikika” de Etiopía que se muestra aquí) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. Crédito: Paul Tafforeau, ESRF Grenoble

La especie de Lucy habitó África oriental hace más de tres millones de años (se estima que la propia "Lucy" tiene 3,2 millones de años) y ocupa una posición clave en el árbol genealógico de los homínidos, ya que se acepta ampliamente que es ancestral de todos los homínidos posteriores, incluidos el linaje que condujo a los humanos modernos.

"Lucy y sus parientes proporcionan evidencia importante sobre el comportamiento temprano de los homínidos: caminaban erguidos, tenían cerebros que eran alrededor de un 20 por ciento más grandes que los de los chimpancés y pueden haber usado herramientas de piedra afiladas", explica el coautor Zeresenay Alemseged (Universidad de Chicago), quien dirige el proyecto de campo Dikika en Etiopía y es un afiliado de investigación internacional del Instituto de Orígenes Humanos.

Los cerebros no se fosilizan, pero a medida que el cerebro crece y se expande antes y después del nacimiento, los tejidos que rodean su capa externa dejan una huella en el interior de la caja cerebral ósea. Los cerebros de los humanos modernos no solo son mucho más grandes que los de nuestros parientes simios vivos más cercanos, sino que también están organizados de manera diferente y tardan más en crecer y madurar. En comparación con los chimpancés, los bebés humanos modernos aprenden durante más tiempo y dependen por completo del cuidado de sus padres durante períodos más prolongados. Juntas, estas características son importantes para la cognición humana y el comportamiento social, pero sus orígenes evolutivos siguen sin estar claros.

Los cerebros no se fosilizan, pero a medida que el cerebro crece, los tejidos que rodean su capa externa dejan una huella en la caja cerebral ósea. La huella endocraneal del niño Dikika revela una organización cerebral parecida a la de un simio, y ninguna característica derivada de los humanos. Crédito: Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

Las tomografías computarizadas dieron como resultado "endocasts" digitales de alta resolución del interior de los cráneos, donde se pudo visualizar y analizar la estructura anatómica del cerebro. Con base en estos endocasts, los investigadores pudieron medir el volumen cerebral e inferir aspectos clave de la organización cerebral a partir de impresiones de la estructura del cerebro.

Una diferencia clave entre los simios y los humanos implica la organización del lóbulo parietal del cerebro, importante en la integración y el procesamiento de la información sensorial, y el lóbulo occipital en el centro visual en la parte posterior del cerebro. El endocast excepcionalmente conservado de "Selam", un cráneo y el esqueleto asociado de un Australopithecus afarensis El bebé encontrado en Dikika en 2000, tiene una impresión inequívoca del surco semilunar, una fisura en el lóbulo occipital que marca el límite del área visual que es más prominente y está ubicada más hacia adelante en los simios que en los humanos, en una posición similar a la de los simios. El escaneo de la huella endocraneal de un adulto. A. afarensis fósil de Hadar (A.L. 162-28) revela una impresión previamente no detectada del surco semilunar, que también se encuentra en una posición similar a la de un simio.

Algunos científicos habían conjeturado que la reorganización del cerebro similar a la humana en los australopitecinos estaba relacionada con comportamientos que eran más complejos que los de sus parientes grandes simios (por ejemplo, fabricación de herramientas de piedra, mentalización y comunicación vocal). Desafortunadamente, el surco semilunar normalmente no se reproduce bien en endocasts, por lo que hubo una controversia no resuelta sobre su posición en Australopithecus.

Las impresiones cerebrales (mostradas en blanco) en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. Varios años de meticulosa reconstrucción de fósiles y el recuento de las líneas de crecimiento dental, produjeron una huella cerebral excepcionalmente conservada del niño Dikika, y una edad precisa en el momento de la muerte. Crédito: Philipp Gunz, CC BY-NC-ND 4.0

"Un aspecto destacado de nuestro trabajo es cómo la tecnología de vanguardia puede aclarar debates de larga data sobre estos fósiles de tres millones de años", señala el coautor Kimbel. "Nuestra capacidad de 'observar' los detalles ocultos de la estructura ósea y dental con tomografías computarizadas realmente ha revolucionado la ciencia de nuestros orígenes".

Una comparación de los volúmenes endocraneales de bebés y adultos también indica un crecimiento cerebral prolongado más similar al humano en Australopithecus afarensis, probablemente crítico para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil en homínidos.

En los bebés, las tomografías computarizadas de la dentición permiten determinar la edad de un individuo al momento de la muerte contando las líneas de crecimiento dental. Al igual que los anillos de crecimiento de un árbol, las secciones virtuales de un diente revelan líneas de crecimiento incrementales que reflejan el ritmo interno del cuerpo. Al estudiar los dientes fosilizados del bebé Dikika, los expertos dentales del equipo calcularon una edad de muerte de 2,4 años.

Las impresiones cerebrales en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” y el “niño Dikika” de Etiopía que se muestra aquí) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. Varios años de meticulosa reconstrucción de fósiles y el recuento de las líneas de crecimiento dental produjeron una huella cerebral excepcionalmente conservada del niño Dikika y una edad precisa al morir. Estos datos sugieren que Australopithecus afarensis tenía un cerebro parecido a un simio y un crecimiento cerebral prolongado. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

El ritmo de desarrollo dental del bebé Dikika era en general comparable al de los chimpancés y, por tanto, más rápido que el de los humanos modernos. Pero dado que los cerebros de Australopithecus afarensis los adultos eran aproximadamente un 20 por ciento más grandes que los de los chimpancés, el pequeño volumen endocraneal del niño Dikika sugiere un período prolongado de desarrollo cerebral en relación con los chimpancés.

"La combinación de una estructura cerebral similar a un simio y un crecimiento cerebral prolongado similar al humano en la especie de Lucy fue inesperada", dice Kimbel. "Ese hallazgo apoya la idea de que la evolución del cerebro humano fue en gran medida un asunto fragmentario, con un crecimiento cerebral extendido que apareció antes del origen de nuestro propio género, Homo."

Las impresiones cerebrales en cráneos fósiles de la especie Australopithecus afarensis (famosa por “Lucy” y el “niño Dikika” de Etiopía que se muestra aquí) arrojan nueva luz sobre la evolución del crecimiento y la organización del cerebro. Varios años de meticulosa reconstrucción de fósiles y el recuento de las líneas de crecimiento dental, produjeron una huella cerebral excepcionalmente conservada del niño Dikika, y una edad precisa en el momento de la muerte. Estos datos sugieren que Australopithecus afarensis tenía un cerebro parecido a un simio y un crecimiento cerebral prolongado. Crédito: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig

Entre los primates, diferentes tasas de crecimiento y maduración se asocian con diferentes estrategias de cuidado infantil, lo que sugiere que el período prolongado de crecimiento cerebral en Australopithecus afarensis puede haberse relacionado con una larga dependencia de los cuidadores. Alternativamente, el crecimiento lento del cerebro también podría representar principalmente una forma de distribuir los requisitos energéticos de la descendencia dependiente durante muchos años en entornos donde la comida no siempre es abundante. En cualquier caso, el crecimiento prolongado del cerebro en Australopithecus afarensis proporcionó la base para la evolución posterior del cerebro y el comportamiento social en los homínidos y probablemente fue fundamental para la evolución de un largo período de aprendizaje infantil.


Cráneo de 7 millones de años sorprende a los antropólogos / Es, con mucho, el antepasado humano más antiguo

Un equipo internacional de cazadores de fósiles que recorre las arenas de un desierto centroafricano azotado por el viento ha desenterrado el cráneo y los fragmentos de la mandíbula de una criatura que vivió hace casi 7 millones de años, con mucho el más antiguo de todos los antepasados ​​humanos conocidos.

Su espectacular hallazgo obligará a los antropólogos a repensar sus ideas sobre un período misterioso en el que nuestros antepasados ​​humanos y los simios evolucionaron por primera vez por separado de un antepasado común y los primeros homínidos comenzaron a caminar erguidos.

"Indiscutiblemente, este es uno de los descubrimientos fósiles más importantes de los últimos 100 años", dijo el antropólogo Daniel Lieberman de la Universidad de Harvard. "Es el cráneo más antiguo de un antepasado humano. Esto tendrá el impacto científico de una pequeña bomba nuclear".

El hallazgo también establece por primera vez que las primeras especies de homínidos prosperaron y evolucionaron lejos del Valle del Rift de África Oriental y las cuevas de Sudáfrica, que los antropólogos han creído durante mucho tiempo que eran las únicas regiones donde evolucionaron los primeros humanos.

El equipo de 40 científicos, dirigido por el paleontólogo francés Michel Brunet y David Pilbeam de la Universidad de Harvard, ha encontrado un cráneo parcial fosilizado, dos mandíbulas inferiores y tres dientes aislados de lo que Brunet cree que son los restos de cinco individuos separados de la misma especie de homínido en el desierto de Djurab de la región del Sahel en el norte de Chad.

El grupo también desenterró más de 700 restos de animales en el mismo sitio, incluidos elefantes primitivos, cocodrilos, jirafas, antílopes, jabalíes y monos. Los hallazgos de animales son significativos, dijo Brunet, porque muestran cuán diferente era el paisaje hace tantos millones de años.

Hoy, el sitio del descubrimiento se encuentra en un desierto aullante, barrido por violentas tormentas de arena y bordeando lo que queda de un pequeño lago poco profundo. Pero hace muchos millones de años, el área incluía un lago inmenso, con bosques ricos y praderas abiertas que albergaban una variedad espectacular de mamíferos, anfibios, serpientes y peces, así como los primeros prehumanos.

Brunet y sus colegas han nombrado a la nueva especie Sahelanthropus tchadensis y la han apodado Toumai, que significa "esperanza de vida" en el idioma goran local.

UN RESULTADO ANTICIPADO Y DISPUTADO

Lo fechan entre 6 y 7 millones de años, posiblemente un millón de años más antiguo que un hallazgo francés en disputa en Kenia hace dos años que fue apodado Millenium Man y cuyos descubridores afirman que tiene cerca de 6 millones de años, aunque otros científicos sostienen que es más reciente.

La criatura fósil de Brunet y Pilbeam era solo del tamaño de un chimpancé, pero su cara larga y plana más la corta de sus dientes caninos y el grosor del esmalte en sus molares la distinguen claramente de los chimpancés, dijo Brunet en una descripción preparada para los reporteros.

"Estos descubrimientos sacuden fuertemente nuestras concepciones de los primeros pasos en la historia de los homínidos", dijo.

Curiosamente, algunas partes del cráneo y los dientes fósiles se parecen mucho a los de Ardipithecus ramidus, un homínido de 4,4 millones de años descubierto en la región de Awash de Etiopía por Tim D. White de UC Berkeley y sus colegas etíopes en 1995, dijo Brunet.

Other features resemble even those of the far younger "Lucy," the 3.4 million-year old Australopithecus afarensis fossil discovered in 1974 by Donald Johanson of the Institute of Human Origins at Arizona State University.

The formal report by Brunet and his team is being published today in the British journal Nature, along with a detailed description of the region's long- altered early geology and its diverse early animal life.


Skull scans reveal evolutionary secrets of fossil brains

Scientists have long been able to measure and analyze the fossil skulls of our ancient ancestors to estimate brain volume and growth. The question of how these ancient brains compare to modern human brains and the brains of our closest primate cousin, the chimpanzee, continues to be a major target of investigation.

A new study published in Science Advances used CT-scanning technology to view 3-million-year-old brain imprints inside fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and “Selam” from Ethiopia’s Afar region) to shed new light on the evolution of brain organization and growth.

The research reveals that while Lucy’s species had an ape-like brain structure, the brain took longer to reach adult size, suggesting that infants may have had a longer dependence on caregivers, a human-like trait.

The CT-scanning enabled the researchers to get at two long-standing questions that could not be answered by visual observation and measurement alone: Is there evidence for human-like brain reorganization in Australopithecus afarensis, and was the pattern of brain growth in this species more similar to that of chimpanzees or that of humans?

Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and the “Dikika child” from Ethiopia, pictured here) shed new light on the evolution of brain growth and organization. The exceptionally preserved endocranial imprint of the Dikika child reveals an ape-like brain organization, and no features derived toward humans. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

To study brain growth and organization in A. afarensis, the researchers, including Arizona State University paleoanthropologist William Kimbel, scanned eight fossil crania from the Ethiopian sites of Dikika and Hadar using high-resolution conventional and synchrotron-computed tomography. Kimbel, leader of the field work at Hadar, is director of the Institute of Human Origins and Virginia M. Ullman Professor of Natural History and the Environment in the School of Human Evolution and Social Change.

Lucy’s species inhabited eastern Africa more than three million years ago — “Lucy” herself is estimated to be 3.2 million years old — and occupies a key position in the hominin family tree, as it is widely accepted to be ancestral to all later hominins, including the lineage leading to modern humans.

“Lucy and her kin provide important evidence about early hominin behavior — they walked upright, had brains that were around 20% larger than those of chimpanzees, and may have used sharp stone tools,” said coauthor Zeresenay Alemseged from the University of Chicago, who directs the Dikika field project in Ethiopia and is an international research affiliate with the Institute of Human Origins.

Brains do not fossilize, but as the brain grows and expands before and after birth, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint on the inside of the bony braincase. The brains of modern humans are not only much larger than those of our closest living ape relatives, but are also organized differently and take longer to grow and mature.

Compared with chimpanzees, modern human infants learn longer and are entirely dependent on parental care for longer periods of time. Together, these characteristics are important for human cognition and social behavior, but their evolutionary origins remain unclear.

The CT scans resulted in high-resolution digital “endocasts” of the interior of the skulls, where the anatomical structure of the brains could be visualized and analyzed. Based on these endocasts, the researchers could measure brain volume and infer key aspects of cerebral organization from impressions of the brain’s structure.

A key difference between apes and humans involves the organization of the brain’s parietal lobe — important in the integration and processing of sensory information — and occipital lobe in the visual center at the rear of the brain.

The exceptionally preserved endocast of “Selam,” a skull and associated skeleton of an Australopithecus afarensis infant found at Dikika in 2000, has an unambiguous impression of the lunate sulcus — a fissure in the occipital lobe marking the boundary of the visual area that is more prominent and located more forward in apes than in humans — in an ape-like position.

The scan of the endocranial imprint of an adult A. afarensis fossil from Hadar ( early hominid AL 162–28) reveals a previously undetected impression of the lunate sulcus, which is also in an ape-like position.

Brains do not fossilize, but as the brain grows, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint in the bony braincase. The Dikika child’s endocranial imprint reveals an ape-like brain organization, and no features derived toward humans. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig.

Some scientists had conjectured that human-like brain reorganization in australopiths was linked to behaviors that were more complex than those of their great ape relatives (e.g., stone-tool manufacture, mentalizing and vocal communication). Unfortunately, the lunate sulcus typically does not reproduce well on endocasts, so there was unresolved controversy about its position in Australopithecus.

“A highlight of our work is how cutting-edge technology can clear up long-standing debates about these three million-year-old fossils,” co-author Kimbel said. “Our ability to ‘peer’ into the hidden details of bone and tooth structure with CT scans has truly revolutionized the science of our origins.”

A comparison of infant and adult endocranial volumes also indicates more human-like protracted brain growth in Australopithecus afarensis , likely critical for the evolution of a long period of childhood learning in hominins.

In infants, CT scans of the dentition make it possible to determine an individual’s age at death by counting dental growth lines. Similar to the growth rings of a tree, virtual sections of a tooth reveal incremental growth lines reflecting the body’s internal rhythm. Studying the fossilized teeth of the Dikika infant, the team’s dental experts calculated an age at death of 2.4 years.

The pace of dental development of the Dikika infant was broadly comparable to that of chimpanzees, and therefore faster than in modern humans. But given that the brains of Australopithecus afarensis adults were roughly 20% larger than those of chimpanzees, the Dikika child’s small endocranial volume suggests a prolonged period of brain development relative to chimpanzees.

“The combination of ape-like brain structure and human-like protracted brain growth in Lucy’s species was unexpected,” Kimbel said. “That finding supports the idea that human brain evolution was very much a piecemeal affair, with extended brain growth appearing before the origin of our own genus, Homo.”

Among primates, different rates of growth and maturation are associated with different infant-care strategies, suggesting that the extended period of brain growth in Australopithecus afarensis may have been linked to a long dependence on caregivers. Alternatively, slow brain growth could also primarily represent a way to spread the energetic requirements of dependent offspring over many years in environments where food is not always abundant.

In either case, protracted brain growth in Australopithecus afarensis provided the basis for subsequent evolution of the brain and social behavior in hominins, and was likely critical for the evolution of a long period of childhood learning.

Research article: Australopithecus afarensis endocasts suggest ape-like brain organization and prolonged brain growth. Science Advances. Philipp Gunz. Simon Neubauer, Dean Falk, Paul Tafforeau, Adelube Le Cabec, Tanya M. Smith, William H. Kimbel, Fred Spoor, Zeresenay Alemseged.

Top video: Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for “Lucy” and the “Dikika child” from Ethiopia pictured here) shed new light on the evolution of brain growth and organization. Several years of painstaking fossil reconstruction and counting of dental growth lines yielded an exceptionally preserved brain imprint of the Dikika child and a precise age at death. These data suggest that Australopithecus afarensis had an ape-like brain and prolonged brain growth. Credit: Philipp Gunz, MPI EVA Leipzig


Skull scans reveal evolutionary secrets of fossil brains

IMAGE: Brain imprints in fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for "Lucy " and the "Dikika child " from Ethiopia pictured here) shed new light on the evolution of brain growth.

Scientists have long been able to measure and analyze the fossil skulls of our ancient ancestors to estimate brain volume and growth. The question of how these ancient brains compare to modern human brains and the brains of our closest primate cousin, the chimpanzee, continues to be a major target of investigation.

A new study published in Avances de la ciencia used CT-scanning technology to view three-million-year old brain imprints inside fossil skulls of the species Australopithecus afarensis (famous for "Lucy" and "Selam" from Ethiopia's Afar region) to shed new light on the evolution of brain organization and growth. The research reveals that while Lucy's species had an ape-like brain structure, the brain took longer to reach adult size, suggesting that infants may have had a longer dependence on caregivers, a human-like trait.

The CT-scanning enabled the researchers to get at two long-standing questions that could not be answered by visual observation and measurement alone: Is there evidence for human-like brain reorganization in Australopithecus afarensis, and was the pattern of brain growth in this species more similar to that of chimpanzees or that of humans?

To study brain growth and organization in A. afarensis, the researchers, including ASU paleoanthropologist William Kimbel, scanned eight fossil crania from the Ethiopian sites of Dikika and Hadar using high-resolution conventional and synchrotron-computed tomography. Kimbel, leader of the field work at Hadar, is director of the Institute of Human Origins and Virginia M. Ullman Professor of Natural History and the Environment in the School of Human Evolution and Social Change.

Lucy's species inhabited eastern Africa more than three million years ago--"Lucy" herself is estimated to be 3.2 million years old--and occupies a key position in the hominin family tree, as it is widely accepted to be ancestral to all later hominins, including the lineage leading to modern humans.

"Lucy and her kin provide important evidence about early hominin behavior--they walked upright, had brains that were around 20 percent larger than those of chimpanzees, and may have used sharp stone tools," explains coauthor Zeresenay Alemseged (University of Chicago), who directs the Dikika field project in Ethiopia and is an International Research Affiliate with the Institute of Human Origins.

Brains do not fossilize, but as the brain grows and expands before and after birth, the tissues surrounding its outer layer leave an imprint on the inside of the bony braincase. The brains of modern humans are not only much larger than those of our closest living ape relatives but are also organized differently and take longer to grow and mature. Compared with chimpanzees, modern human infants learn longer and are entirely dependent on parental care for longer periods of time. Together, these characteristics are important for human cognition and social behavior, but their evolutionary origins remain unclear.

The CT scans resulted in high-resolution digital "endocasts" of the interior of the skulls, where the anatomical structure of the brains could be visualized and analyzed. Based on these endocasts, the researchers could measure brain volume and infer key aspects of cerebral organization from impressions of the brain's structure.

A key difference between apes and humans involves the organization of the brain's parietal lobe--important in the integration and processing of sensory information--and occipital lobe in the visual center at the rear of the brain. The exceptionally preserved endocast of "Selam," a skull and associated skeleton of an Australopithecus afarensis infant found at Dikika in 2000, has an unambiguous impression of the lunate sulcus--a fissure in the occipital lobe marking the boundary of the visual area that is more prominent and located more forward in apes than in humans--in an ape-like position. The scan of the endocranial imprint of an adult A. afarensis fossil from Hadar (A.L. 162-28) reveals a previously undetected impression of the lunate sulcus, which is also in an ape-like position.

Some scientists had conjectured that human-like brain reorganization in australopiths was linked to behaviors that were more complex than those of their great ape relatives (e.g., stone-tool manufacture, mentalizing, and vocal communication). Unfortunately, the lunate sulcus typically does not reproduce well on endocasts, so there was unresolved controversy about its position in Australopithecus.

"A highlight of our work is how cutting-edge technology can clear up long-standing debates about these three million-year-old fossils," notes coauthor Kimbel. "Our ability to 'peer' into the hidden details of bone and tooth structure with CT scans has truly revolutionized the science of our origins."

A comparison of infant and adult endocranial volumes also indicates more human-like protracted brain growth in Australopithecus afarensis, likely critical for the evolution of a long period of childhood learning in hominins.

In infants, CT scans of the dentition make it possible to determine an individual's age at death by counting dental growth lines. Similar to the growth rings of a tree, virtual sections of a tooth reveal incremental growth lines reflecting the body's internal rhythm. Studying the fossilized teeth of the Dikika infant, the team's dental experts calculated an age at death of 2.4 years.

The pace of dental development of the Dikika infant was broadly comparable to that of chimpanzees and therefore faster than in modern humans. But given that the brains of Australopithecus afarensis adults were roughly 20 percent larger than those of chimpanzees, the Dikika child's small endocranial volume suggests a prolonged period of brain development relative to chimpanzees.

"The combination of apelike brain structure and humanlike protracted brain growth in Lucy's species was unexpected," says Kimbel. "That finding supports the idea that human brain evolution was very much a piecemeal affair, with extended brain growth appearing before the origin of our own genus, Homo."

Among primates, different rates of growth and maturation are associated with different infant-care strategies, suggesting that the extended period of brain growth in Australopithecus afarensis may have been linked to a long dependence on caregivers. Alternatively, slow brain growth could also primarily represent a way to spread the energetic requirements of dependent offspring over many years in environments where food is not always abundant. In either case, protracted brain growth in Australopithecus afarensis provided the basis for subsequent evolution of the brain and social behavior in hominins and was likely critical for the evolution of a long period of childhood learning.


Ver el vídeo: Το Σόι Σου Σ5. Επεισόδιο 33. Ολόκληρο (Noviembre 2021).