Com ha evolucionat la forma del crani humà?

L'equip integrat pels investigadors Mireia Esparza, Miquel Hernàndez i Neus Martínez-Abadías, de la Unitat d’Antropologia de la UB.
L'equip integrat pels investigadors Mireia Esparza, Miquel Hernàndez i Neus Martínez-Abadías, de la Unitat d’Antropologia de la UB.
Recerca
(20/12/2011)

La integració morfològica, determinada genèticament, dirigeix lʼevolució de la forma del crani humà, segons un article publicat a la revista Evolution en què han participat els experts Miquel Hernàndez, Neus Martínez-Abadías i Mireia Esparza, de la Unitat dʼAntropologia del Departament de Biologia Animal de la UB. Lʼestudi també està signat per Christian P. Klingenberg (Universitat de Manchester), Torstein Sjövold (Universitat dʼEstocolm), Mauro Santos (UAB) i Rolando González-José (Centre Nacional Patagònic, CENPAT-CONICET).

L'equip integrat pels investigadors Mireia Esparza, Miquel Hernàndez i Neus Martínez-Abadías, de la Unitat d’Antropologia de la UB.
L'equip integrat pels investigadors Mireia Esparza, Miquel Hernàndez i Neus Martínez-Abadías, de la Unitat d’Antropologia de la UB.
Recerca
20/12/2011

La integració morfològica, determinada genèticament, dirigeix lʼevolució de la forma del crani humà, segons un article publicat a la revista Evolution en què han participat els experts Miquel Hernàndez, Neus Martínez-Abadías i Mireia Esparza, de la Unitat dʼAntropologia del Departament de Biologia Animal de la UB. Lʼestudi també està signat per Christian P. Klingenberg (Universitat de Manchester), Torstein Sjövold (Universitat dʼEstocolm), Mauro Santos (UAB) i Rolando González-José (Centre Nacional Patagònic, CENPAT-CONICET).

El treball es basa en lʼestudi de 390 cranis de la col·lecció dels anomenats cranis decorats de lʼesglésia catòlica de Hallstatt (Àustria), una mostra excepcionalment valuosa en antropologia. La col·lecció de la cripta, que conté més de 700 peces, és famosa perquè els cranis estan decorats amb pintures de flors, fulles i creus, i el nom del difunt està escrit al front. Associada als registres de naixements, matrimonis i defuncions, la col·lecció ha permès reconstruir les relacions filogenètiques de la població des del segle XVII i estimar el component genètic de la forma del crani.

 
Un mapa amb les coordenades de 29 punts del crani
 
Segons lʼestudi, el potencial evolutiu del crani està limitat formalment per la integració morfològica de totes les estructures cranials. «En aquest escenari evolutiu, seria difícil canviar o modificar un element sense alterar-ne la resta», subratlla el professor Miquel Hernàndez. «Tradicionalment —continua— sempre sʼha estudiat com ha actuat la selecció sobre un caràcter determinat. En realitat, però, tot està relacionat entre si. El concepte clau és la integració morfològica: si canviem un element en la forma del crani, canvia tot el conjunt, i només sʼafavoreixen els canvis que van en la direcció dʼaquest patró morfològic».
 
Tal com explica la investigadora Neus Martínez-Abadías, primera autora de lʼestudi, «un dels aspectes més innovadors del treball és lʼús dʼuna metodologia que permet estudiar el conjunt del crani des dʼun perspectiva global, i quantificar la importància de la integració morfològica. Això evita fer lʼanàlisi de cada caràcter per separat com si lʼevolució actués de manera atomitzada».
 
En el treball, els experts apliquen tècniques de morfometria geomètrica i genètica quantitativa per estudiar la forma del crani. Lʼestudi  analitza, en concret, les coordenades tridimensionals de 29 punts repartits pel crani, i simula diferents escenaris de selecció dʼalguns caràcters clau durant la història evolutiva dels humans moderns: la posició avançada del foramen magnum, la flexió de la base del crani, la retracció facial i lʼaugment de grandària neurocranial. Tot i que es pensava que aquests caràcters havien evolucionat per separat ―a conseqüència de la selecció pel bipedisme, els canvis en la dieta i lʼencefalització―, tot apunta que estan fortament integrats i que lʼevolució de cada caràcter podria haver afavorit lʼevolució de la resta.
 
Els caràcters no evolucionen per separat
 
El nou treball suggereix una reinterpretació dels escenaris evolutius del crani en els humans moderns. Tal com explica la professora Mireia Esparza, «lʼevolució actua de manera conjunta i els caràcters no evolucionen mai per separat. En el crani, tots els canvis evolutius han convergit sobre aquest patró morfològic. Per això, no podem simplificar i estudiar com ha respost un caràcter a un factor selectiu de manera independent a la resta. Aquest factor selectiu, probablement, deu haver influït sobre el caràcter, però també està limitat per altres factors que han afectat les altres parts del crani».
 
Al llarg de les genealogies humanes, cada tret evolucionaria gradualment però dins un fort patró dʼintegració morfològica amb una potent base genètica. «Aquest patró morfològic, que és funcional i operatiu, no sʼha de considerar com una restricció negativa. Si ens referim a patologies del desenvolupament del crani, aquest patró dʼintegració podria restringir els límits de la variació per preservar-los dins un marc funcional», conclou la investigadora Neus Martínez-Abadías.
 
Aquest nou treball científic sʼha dut a terme amb la col·laboració de lʼesglésia catòlica de Hallstatt (Àustria), la Fundació per a la Recerca Antropològica Wenner Gren (Estats Units) i el Ministeri dʼEducació i Ciència (Espanya).
 
Més informació:
 
Martínez-Abadías, N.; Esparza, M.; Sjövold, T.; González-José, R.; Santos, M.; Hernàndez, M.; Klingenberg, C. P. «Pervasive genetic integration directs the evolution of human skull shape». Evolution, novembre de 2011, DOI: 10.1111/j.1558-5646.2011.01496.x