nuestros predecesores
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Nuestros predecesores: evidencias fósiles de la historia
evolutiva
IEI – Lleida5 Noviembre 2008
Nieves López Martínez Universidad Complutense de
Madrid
Hace millones de años nuestro planeta húmedo y caliente empezó a enfriarse; las sabanas tropicales se extendieron y nuestros predecesores comenzaron a caminar sobre dos patas. Hemos aparecido en la Tierra muy recientemente y no lo vimos, pero tenemos una herramienta capaz de remontar el tiempo: la Geología
Cuando miramos las rocas, como cuando miramos al cielo, estamos mirando al pasado.
Biólogos, paleontólogos y naturales de una región coinciden en distinguir las mismas especies.
El registro fósil, sin embargo, no ofrece ningún rastro del bestiario de antiguas culturas
Nuestra cultura...
Orden de aparición
Génesis 1 Génesis 2 Astrofísica, Geología, Paleontología
principio cielo, Tierra, tinieblas, aguas cielo y Tierra Cuerpos celestes, Galaxias 1º luz (día), tinieblas (noche) plantas, antes de que naciesen
en la Tierra, antes de la lluvia Estrellas, Sol Planetas, Tierra; Luna
2º firmamento (cielo); división de las aguas sobre y bajo él
una fuente regó la tierra baldía, árida y seca
Océanos
3º tierras emergidas y mares; plantas con semillas y frutos
con el lodo formó Dios al hombre (al varón, Adán)
tierras emergidas
4º cuerpos celestes; sol y luna; estrellas
le colocó en un jardín creado desde el principio
plantas y animales marinos
5º ‘reptiles’ acuáticos y aves; peces
animales terrestres y aves (compañía semejante a él)
plantas y animales terrestres
6º animales terrestres, animales domésticos; hombre y mujer
En ellos, Adán no encuentra su compañía; Dios le duerme y le quita una costilla
aves
7º cese, obra acabada. con la costilla forma la mujer. hombres y mujeres.
El tiempo geológico se mide en millones de años
Eras geológicas:periodos estables separados por cambios bruscos
La evolución y los fósiles
útiles para todo propósito: a favor y contra el darwinismo
Así postuló Darwin la evolución de las especies
cambio morfológico gradual
antepasadocomún
extinciónpor competición
diferenciaciónprogresiva
separación arbitraria entre
“especies” puramente artificiales
el darwinismo asumía que los linajes de organismos evolucionan de forma lineal, gradual y continua
La evolución del caballo en Norteamérica es tan compleja como otras
Así se muestra la evolución en el registro fósil
aparición súbita de tipos de organismos ya diferenciados
extinción no causadapor competición
largos periodos sin modificación
diversificación por radiaciones súbitas
especies y clados bien diferenciados
En la evolución de los Primates vemos
esa misma pauta
periodos de relativa estabilidad con cambios menores
extinción ajena a la competición
rápida radiación de nuevos grupos, ya diferenciados en origen
no se registra ningún posible antepasado común único
Martin, 2004
Se necesita una nueva síntesis evolutiva
2000 - Trends in ecology and evolution, 15: 27-32
¿Qué queremos decir con cambios evolutivos “menores” y “mayores”?
cambiomenor
cambiomayor
ENTRE pares de especies HERMANAS
Las semejanzasmorfológicas y las genéticas pueden ofrecer imágenesdispares.
Dos especies de ranas difieren mucho más en su genomaque dos especies de primates
La Teoría Evolutiva debe conciliar lo que nos encontramos en la Biosfera
y lo que encontramos en el Registro Fósil
En ambos casos se estudian los diseños corporales, elhabitat y el ambiente…
La edad y la duración de loslinajes, la conocemos sólo por el Registro Fósil
¿Qué nos dice nuestro (escaso) registro fósil?
Australopithecus afarensisy A. africanus Paranthropus aethiopicus, P. boisei y P. robustus
Homo habilis, H. rudolfensis, H. ergaster, H. erectus y H. heidelbergensis
H. rhodesiensis, H. neanderthalensis y H. sapiens
reconstruyendo nuestro registro fósil
Seguramente hay nueve taxones más…
más antiguo
más reciente
Wood (2000)
Seguramente hay nueve taxones más…
más antiguo
más reciente
Y siguen apareciendo másespecies de humanos:
Homo georgicus ...Dmanisi (Georgia), 1.8 Ma
Homo floresiensis ...
continuará ....Flores (Indonesia), 0,012 Ma
Homo cepranensis ...Ceprano (Italia), 0,8 Ma
esfuerzos la mayoría de las veces, sin éxito
¿Cuánto cuesta encontrar un fósil humano?
laboriosas excavaciones
Extraer y transportar toneladas de sedimento
que será lavado, tamizado, tratado, concentrado y seleccionado grano a grano
Atapuerca, Sima de los Huesosextracción del sedimento al exteriordesde la Sala de los Cíclopes próxima a la Sima, a unos 500 m de la entrada de Cueva Mayor.
Lavado y tamizado del sedimento en el campo
¿qué es lo que obtenemos, después de todo?
Algunos fósiles de grandes vertebrados
Muchos fósiles de pequeños vertebrados
Rarísimos fósiles de homínidos
en Atapuerca (Sima de los Huesos)
“pre-neandertales” de 0,4 MaHomo heildelbergensis
cráneo AT-404 “Miguelón”
reconstruir el parentesco entre organismos...
Neanderthal
H.ergasterH.erectus
+H.sapiens
reconstruir el parentesco entre organismos......es una tarea interminable
Diferentes datos (anatómicos, moleculares, etc.) a menudo indican diferentes relaciones de parentesco.
H.ergasterH.erectus
Neanderthal+
H.sapiens
una hipótesis filogenética no indica “filiación”
La relación de “antepasado” a “descendiente” (como la de padres a hijos) no puede demostrarse.
Únicamente se puede obtener una probabilidad de ello.
“A single fossil can fundamentally change
the way we reconstruct the tree of life”.
B.Wood, 2002
Taung, 3 mya
Toumai6 mya
Reconstruir la vida de nuestros antecesores
Laetoli, Tanzania
Cenizas volcánicasdatadas en 3,5 Ma
huellas de doshomínidos
bípedosjunto a una rica fauna
bípedos desde hace 6 millones de años
Huella del pie de homínidos bípedos del Plioceno medio (3,5 Ma.), Laetoli (África oriental)
Dos alternativas de explicar la marcha bípeda de los homínidos de Laetoli
con balanceo lateral del cuerpo con balanceo lateral de la pelvis
Laetoli, Tanzania, hace 3,5 Malos primeros homínidos bípedos
Brusco aumento del tamaño corporal hace 2 Ma
Lento aumento del tamaño cerebral
y = 2004,5x-0,0502
R2 = 0,3856
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
100100010000100000100000010000000
log (tiempo, años BP)
volu
men
cra
neal
(cm
3)Homo erectus Homo heidelbergensis neandertalmodernos Flores hominin
tiempo
tam
año
del c
ereb
ro
Durante muchos años se creyó lo contrario: se supuso que el aumento del cerebro había precedido a los demás cambios anatómicos.
Así se contaba la evolución humana en Europa hacia 1920 basada en el falso fósil de Piltdown (UK)
(en la Universidad Complutense lo hacía el prestigioso Prof. Obermaier)
cráneo de humano moderno
mandíbula de orangután
articulación entre ambas piezas, rota
frente y caraimaginariamentereconstruídas
Somos diferentes…
2,5-0,6 Ma
800-100 ka
100-30 ka
30-3 ka
lenguajecon leyesgramaticalesy filogenia
transmisión de conocimientos de forma no biológica (ni sangre, ni genes, ni contacto)
arte y tecnología
El centro de origen de los homínidos...
“Si los orígenes de homínidos ocurrieron rápidamente, seguidos de rápida expansión, como parece probable, puede ser tan inútil buscar un centro de origenespecífico y localizado para los homínidos como lo es para cualquier otro grupo.” (Brunet et al., 1995, Nature, 378:273-274)Hallazgos de
homínidos primitivos en Africa
Sudáfrica
Tanzania
Kenya
EtiopiaTchad
Modelo de la historia biogeográfica de las especies, simétrico en el tiempo.
“...la regla general esun incremento gradual en número, hasta alcanzar su máximo y entonces, más pronto o más tarde, el grupo gradualmentedisminuye”
(Darwin, 1859, ch. 10) gradualorigen /especiación
tiempo
espacio (tamaño del área / de la población)
expansión ydispersión
disminucióny contracción
extincióngradual
Modelo simétricode la historia de una especie (Jenkins, 1994)
rápidoorigen /especiación
tiempo
espacio (tamaño del área / de la población)
aparición /expansión
disminucióny contracción
extincióngradual
Modelo asimétricode la historia de una especie (López-Martínez, 2003)
La historia biogeográfica de las especies es frecuentemente asimétrica en el tiempo
“Hay razón para creer que la completa extinción de las especies de un grupo es generalmente un proceso más lento que su producción”
(Darwin, 1859, ch.10)
Mirazón & Foley, 2004
Arbol incorrecto, que supone expansión gradual de Homo hace unos 2 millones de años.
Los hallazgos de Swisher et al. (1994), Huffman (2001), Larick et al. (2001) y Zhu et al. (2004) muestran una expansión rapidísima
Mirazón & Foley, 2004Swisher et al. 1994; Huffman 2001
Larick et al., 2001Zhu et al. 2004
Cuanto más conocemos el registro fósil de nuestro linaje, más documentamos su rápida expansión.
¿Viviremos también una lenta extinción?
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