13. Una perspectiva ecològica de l’evolució humana

13 novembre, 2014

Quan els rèptils dominaven la terra

¿Per què ens remuntem als dinosaures?

Quin escenari ha vist aparèixer l’ésser humà? Quin paper ha jugat el medi en el desenvolupament evolutiu?.

No ens remuntarem a l’origen del planeta, fa uns 4.600 milions d’anys. Ens limitarem a fer començar la nostra història ara fa uns 230 milions d’anys, quan la terra va ser sacsejada per un seguit de canvis (climàtics, volcànics…) que feren desaparèixer la meitat de famílies d’animals i vegetals del planeta. Noves espècies ompliren el buit deixat per la gran extinció; entre elles en destaquem un grup de rèptils: els dinosaures (del grec deinos, «terrible», i sauros, «llangardaix»). Potser cap altre grup d’animals ha fet volar tant la nostra imaginació: gegants vegetarians com el braquiosaure de 50 tm, el triceratops que podia córrer a 50 km/h, el diplodocus amb els seus 27 m de llargada, el mamenchisaure amb el seu coll de 9 m, o carnívors com el menut velociraptor o el poderós tyrannosaure. Els hem escollit perquè, després de dominar la terra durant 135 milions d’anys, s’extingiren fa uns 65 milions d’anys d’una manera més o menys sobtada.

Com s’explica la seva desaparició?

Prenem l’explicació més plausible: fa uns 65 milions d’anys, un meteorit d’uns 10 km de diàmetre va xocar amb la Terra, i l’explosió resultant va alliberar tal quantitat de calor que:

  • molts boscos i selves del planeta s’incendiaren
  • el fum resultant va tapar l’atmosfera i els raigs de sol no pogueren arribar a terra, amb el que les plantes no podien viure. Durant molt de temps la foscor i el fred s’apoderaren del món

La combinació d’ambdós factors (manca d’aliment i descens de les temperatures) va fer desaparèixer els dinosaures (sobrevisqueren altres rèptils com el cocodril, les tortugues, les serps), així com també d’altres espècies animals i vegetals. El fum acumulat a l’atmosfera va exagerar l’efecte hivernacle, i els raigs de sol retinguts provocaren un posterior escalfament i un temperament del clima: les pluges netejaren l’atmosfera, el sutge es va dipositar a terra i el clima esdevingué més càlid i humit, cosa que propicià arreu el desenvolupament de grans boscos. Començava la gran oportunitat per als mamífers.

efecte_hivernacle

Doncs bé, mentre la terra va estar dominada pels dinosaures, es van desenvolupar a la seva ombra els primers mamífers, petits com a ratolins, un dels avantatges dels quals era la capacitat de regular la seva temperatura corporal i mantenir-la constant: per tant, podien realitzar la seva activitat de nit, amb el que estaven protegits dels grans sauris que dominaven el dia. Quan varen desaparèixer els dinosaures, els mamífers sobrevivents (la seva talla petita els possibilitava d’amagar-se dins dels caus i resistir així millor el refredament generalitzat) començaren a ocupar els llocs que havien quedat lliures.

Fou, doncs, la desaparició dels dinosaures el que va propiciar l’expansió dels mamífers? Ocuparen els mamífers els nínxols ecològics fins aleshores dominats pels dinosaures?

L’èxit dels mamífers

¿Per què els mamífers pogueren dominar la terra durant el terciari?

Pensem que els primers mamífers visqueren fa uns 200 milions d’anys com animals insectívors nocturns. Aquesta vida nocturna era possible per l’existència d’una mena de termostat que mantenia constant la temperatura interna del cos, cosa que els permetia fer qualsevol activitat en tot moment; a més, tenien el sentit del tacte i de l’olfacte força desenvolupat (no n’hi ha prou amb l’ull per garantir un desplaçament segur en la foscor), el pèl (en lloc de les escates dels rèptils) els servia d’aïllant davant les oscil·lacions de la temperatura i, sobretot, posseïen unes glàndules productores d’allò que millor caracteritza els mamífers: la llet.

La femella alimenta les cries amb la llet que aquestes han de xuclar d’unes glàndules especials; aquesta relació de la femella amb les cries pot estar a la base de la conducta social dels mamífers. També per facilitar aquesta forma d’alimentar-se, nombrosos músculs han fet que la cara del mamífer sigui tova, en contra de la rigidesa del cap dels rèptils, amb el que s’afavoreix la relació i la comunicació.

L’extinció dels sauris va comportar un canvi en l’escenari terrestre: la seva desaparició va donar via lliure als nostres petits mamífers que, durant uns 12 milions d’anys, es desenvoluparen i diversificaren i, al final, també entraren en competència entre ells.

Per una banda, tenim els rosegadors i els insectívors, que dominaven durant el dia el sòl; per l’altra, els rat-penats que dominaven l’aire durant la nit. Només quedava l’hàbitat intermedi entre el sòl i l’aire durant la nit: i una grup de mamífers s’especialitzà en la caça nocturna d’insectes en els troncs i branques dels arbres. I aquest serà, precisament, el nou hàbitat de l’ordre dels primats, al qual pertany l’ésser humà (se l’anomena primat, que vol dir primer, perquè ens considerem superiors a la resta).

Així, durant els 60 milions d’anys del terciari, els petits primats van començar un procés d’adaptació al nou escenari arbori i selvàtic.

Fou, doncs, la selva l’hàbitat dels primitius primats?.

La selva, hàbitat dels primats

¿Quins eren els avantatges dels primats per adaptar-se a la selva?

La vida als arbres no és fàcil: saltar, balancejar-se, agafar una presa amb unes extremitats i assegurar l’equilibri amb les altres…

Què cal per a sobreviure, per a obtenir aliments en aquest hàbitat? Què tenien els primats primitius que els va permetre adaptar-se a aquest hàbitat?

Aquests són els avantatges que els va facilitar una ràpida adaptació:

1ª. una visió tridimensional que permet calcular distàncies, cosa que s’aconsegueix amb una posició frontal dels ulls en lloc de lateral; així, i pel fet de veure-hi en color, és més fàcil descobrir els fruits, fer salts molt precisos… Per contra, no els calia tenir un sentit de l’olfacte desenvolupat perquè no és tan necessari.

2ª. mans i peus prènsils, per tal de saltar de branca en branca i agafar-se amb fermesa: les extremitats posteriors s’agafen a la branca i les anteriors queden lliures per altres funcions. Com que ja no es necessiten urpes per clavar-se a l’escorça, sinó dits per aferrar-se a les branques, les urpes esdevingueren ungles.

3ª. un cervell més desenvolupat [ja els mamífers tenen un cervell cinc cops superior al dels rèptils d’igual grandària], perquè el medi arbori requereix una constant tasca de vigilància i d’interpretació de sorolls, formes…, i per la prolongada relació femella-cria: el gran volum d’informació auditiva, visual i tàctil intercanviada entre ambdós, el joc entre les cries, les carícies…, pressuposen una considerable capacitat per adquirir, emmagatzemar i recordar informació.

4ª. tenir una cria per part: això fa que la mare s’hi pugui dedicar amb més intensitat i li pot ensenyar les formes bàsiques de supervivència: aquesta llarga relació amb la mare ens predisposa per a la vida en grup, i aquesta sociabilitat pot ser, alhora, un motor per al desenvolupament del cervell.

Els primats van tenir èxit en aquest hàbitat perquè hi estaven força ben adaptats. Hi romangueren durant 60 milions d’anys.

I això ens remet a una pregunta clau: per què un avantpassat de l’ésser humà va optar per sortir d’aquest hàbitat i se’n va anar a viure a la sabana? On s’esdevingué aquest canvi?

Canvis ecològics durant el terciari

¿Com incidiren en l’evolució els canvis ecològics del terciari?

Durant el període terciari (de 65 a 2 milions d’anys ane), els primats evolucionaren i es diversificaren, i una de les seves branques desembocà en l’aparició dels hominins.

deriva_continental

Quins canvis afectaren l’hàbitat planetari durant el terciari? I quines repercussions tingueren en la vida dels primats?

A principis del terciari, després de l’extinció dels dinosaures, grans boscos cobriren la terra i la temperatura mitjana arribà a uns 25º (quasi el doble de l’actual). El clima, doncs, era càlid, amb abundants precipitacions i sense grans diferències de temperatura. No existien, encara, les altes muntanyes de les voreres dels continents (com ara els Andes o les Rocalloses) i, per tant, la circulació dels vents humits no trobava cap obstacle, amb el que les precipitacions es distribuïen de manera regular. Tot plegat afavoria el desenvolupament dels boscos i, per tant, l’hàbitat dels primats.

Però fa uns 30 milions d’anys, durant l’oligocè, les temperatures començaren a baixar, les precipitacions disminuïren i esdevingueren irregulars. Amb els plegaments alpins (aparició dels Alps, Rocalloses, Andes, Himàlaia), les grans serralades passaren a dirigir la circulació de les masses d’aire; a més, l’Antàrtida passà a ocupar el pol sud, provocant la formació d’un enorme pol de fred i, alhora, Nordamèrica i Euràsia encerclaren el pol nord que es començà a gelar. El clima, doncs, deixà de ser equilibrat, humit i càlid, i es caracteritzà per l’alternança de temporades humides i seques i grans fluctuacions de temperatura. Tot plegat provocà la reducció de la selva i el bosc i l’expansió de les prades per l’interior dels continents, donant lloc a sabanes i estepes. Molts animals hagueren d’emigrar i d’altres s’extingiren per la reducció del bosc.

Les prades van ocupar grans àrees fins ara cobertes de boscos. Les gramínies substituïren els arbres (atès que aquelles necessiten menys aigua per sobreviure) i les prades oferiren una quantitat de menjar molt més gran que la del bosc.

Qui se’n va aprofitar d’aquesta expansió de les prades?

Bàsicament els cavalls i els bòvids. Però anem a veure que no de la mateixa manera. Fixem-nos en els excrements dels cavalls i de les vaques: ambdós mengen, pràcticament, el mateix, però l’excrement de cavall conté fibres i residus vegetals i, per contra, el de la vaca és una massa uniforme i amb consistència de farinetes. Es clar que responen a diferents tipus de digestió: l’aparell digestiu del cavall s’ha adaptat a menjar herbes més nutritives i amb més quantitat i, per això, no les ha d’aprofitar tant. En canvi, les vaques aprofiten millor l’aliment, cosa que les permet subsistir amb menys quantitat de menjar nutritiu que els cavalls; és a dir, les vaques han d’aprofitar millor el menjar perquè les condicions en què viuen són pitjors que les dels cavalls. Si tenim present que les vaques són originàries d’Àfrica i els cavalls d’Amèrica del Nord, la conclusió és òbvia: a l’Àfrica, durant el terciari, les condicions de vida van empitjorar.

I aquí es on volíem arribar: els hominins i, en particular, l’ésser humà, són originaris de la zona oriental d’Àfrica, en concret de l’àrea coneguda com el Rift Valley. I atès que volem estudiar la interrelació entre l’hàbitat i els humans, ens caldrà enumerar algunes característiques d’aquest entorn Africà, així com les principals transformacions que van experimentar els hominins i que foren avantatjoses per adaptar-s’hi.

rift_valley

D’entrada, tanmateix, hem de pensar que tots aquests canvis que sacsejaren el món durant el terciari, havien de provocar l’aparició de noves espècies. Durant el miocè, considerat com «l’edat dels simis», és possible que algunes espècies, davant la varietat ambiental, que oferia des de boscos plujosos a sabanes obertes i prades, abandonessin el bosc i s’adaptessin a la vida de la sabana. El possible avantpassat del goril·la, ximpanzé i dels humans segurament pertanyia a l’espècie que va baixar dels arbres i es va adaptar al sòl del bosc i a la sabana.

Quins fòssils representen aquest avantpassat comú dels hominins i pongins?

fossils_arbre_filogenetic

Taxonomia actual dels primats

L’esquema tradicional, simplificat, de la classificació dels primats, presentava el següent model:

taxonomia_tradicional

De forma resumida, l’ordre dels primats es dividia en tres subordres: Prosimis, Tarsioïdeus i Antropoïdeus. Aquest darrer es subdividia en tres superfamílies: Cèbids, formada pels micos del Nou Món, els cercopitècids, formada pels micos del Vell Món i Hominoides, superfamília que es dividia en tres famílies: Hilobàtids, a la que pertanyen els gibons, Pòngids, en la qual s’inclouen els goril·les i els ximpanzés, i Homínids. La família homínida estava formada per nombrosos gèneres, entre els quals es troba el gènere humà, el qual, al seu torn, està compost per nombroses espècies, de les quals avui en dia només en perviu una: Homo sapiens.

En la classificació tradicional, la família dels Homínids estava composta exclusivament per primats bípedes (gèneres Homo, Australopithecus, Paranthropus, etc.). Actualment, segons la taxonomia cladística l’ús de la qual s’està imposant en primatologia, els Homínids inclouen a més als grans simis (goril·les, ximpanzés i orangutans) anteriorment classificats en la família dels pòngids. En la majoria dels treballs científics actuals, els homínids bípedes són ara classificats en la subfamília Hominins, mentre que els grans simis s’inclouen en la subfamília Pongins.

Atenció, doncs, a la possible confusió dels termes:

  • els Homínids abans només incloïa als primats bípedes i, actualment, també als grans simis
  • els Hominins inclou els humans, el goril·la i el ximpanzé
  • els Hominini inclou només als Homínids bípedes
  • els Pongins inclou al gènere Pongo, al qual pertanyen els orangutans

Amb el terme hominini[1] es designarà, doncs, els éssers humans actuals i tots els fòssils de la nostra pròpia línia evolutiva, des que es va produir la separació amb la línia del ximpanzé. Així, totes les espècies d’aquest clade que varen caminar de forma erecta reben el nom d’homininis.

En biologia, s’anomena clade a cada una de les branques de l’arbre filogenètic proposat per agrupar els éssers vius. Por tant, un clade s’interpreta com un conjunt d’espècies emparentades (amb un avantpassat comú).

Qualsevol grup així considerat és un grup monofilètic d’organismes, i pot ser representat mitjançant un cladograma[2], per exemple, un gràfic en forma d’arbre genealògic. Aquest seria, doncs, l’arbre filogenètic dels humans segons la  taxonomia cladística:

taxonomia_actual

Estudis realitzats amb tècniques moleculars d’ADN indiquen que els ximpanzés, goril·les i humans formen un clade, amb els orangutans una mica més separats filogenèticament. Excepte l’orangutan (del malai Orang Hutan, home del bosc, Pongo en llatí), nadiu d’Àsia, específicament de Borneu i Sumatra, els actuals simis homínids (humans, ximpanzés, gibons i goril·les) són originaris d’Àfrica. Tanmateix, s’han trobat fòssils d’homínids a Europa i diversos llocs d’Àsia i Àfrica, procedents del Miocè (uns 20 milions d’anys ane). No existeixen evidències físiques que hi hagi cap tipus d’homínid natiu d’Amèrica i l’únic simi homínid que va creuar d’Euràsia a Amèrica de forma natural va ser l’homo sapiens.

El gènere Homo, dins l’ordre dels Primats, pertany a la superfamília d’hominoides, que també inclou als gibons, orangutans, goril·les i ximpanzés, a més de tots els seus avantpassats més propers. Aquest grup es caracteritza per un seguit d’adaptacions en l’aparell locomotor que permet un tipus de desplaçament peculiar: la braquiació,[3] que consisteix a desplaçar-se balancejant-se penjat de les branques.

Si fins ara, com hem vist, la superfamília dels hominoides es subdividia en pòngids, homínids i hilobàtids, actualment hom sol rebutjar –basant-se en l’anàlisi cladístic i molecular– la dicotomia pòngids/homínids i s’amplia el concepte de la família dels homínids en la qual s’hi inclou el ximpanzé i el goril·la. Aquest tipus de classificació reflecteix la més gran semblança genètica que existeix entre ximpanzé/goril·la i els humans, i es reserva el terme hominini pels humans i els seus avantpassats més propers.

ADN_clade_hominid

Diferències entre parells de bases d’ADN en el clade homínid

Des de la perspectiva de l’evolució biològica dels organismes, els humans descendim d’alguna forma d’hominí prehumà (probablement d’alguna espècie d’australopitec gràcil o potser d’alguna espècia encara no coneguda) la qual, al seu torn, va evolucionar a partir d’alguna espècie d’hominoides del Miocè Superior.

Cal subratllar que els arbres filogenètics són únicament hipòtesis evolutives que es construeixen sobre una base empírica que canvia constantment. Davant de noves dades i troballes aquestes hipòtesis es contrasten, falsen i, si cal, es modifiquen.

Encara no coneixem el registre fòssil de l’evolució humana en la seva totalitat. Fins fa poc, l’evolució humana es descrivia com un fenomen lineal en el qual es produïa la substitució d’una espècie per una altra fins arribar a la humanitat actual. Les espècies es succeïen una rere l’altra com si fos una escala de perfecció i progrés que culminava amb l’aparició de la nostra espècie. Les darreres troballes han fet qüestionar aquest model lineal i proposar un model hipertextual: el nombre d’espècies i de gèneres ha augmentat de forma imprevisible i la nostra família és molt més diversa del que es pensava; ja no hi ha un fil conductor sinó una xarxa ramificada els nodes de la qual poden ser espècies extingides, o poden conviure diverses espècies en el temps i l’espai, i és impossible preveure a priori quina de les branques serà l’exitosa.

esquema_evolutiu_hominids

La reconstrucció de l’arbre filogenètic

filogenia_hominida

Un punt central en l’estudi de l’evolució humana està a saber quin va ser el primer dels hominini, quin és el primer representant de la nostra línia evolutiva separada de la del ximpanzé. El debat actual gira al voltant de tres propostes de gèneres diferents: Sahelanthropus, Orrorin i Ardipithecus. Els tres tenen entre 7 i 5 milions d’anys i, segons les dades dels estudis genètics, es troben precisament en el moment de la separació de les línies evolutives de ximpanzés i humans.

Cal destacar que quant més a prop es troba un fòssil del punt de divergència d’Homo i Pan, més difícil és reconèixer en quina de les dues línies evolutives es troba. Fa una dècada eren dues les característiques per distingir els humans de la resta d’homínids: l’adquisició de la locomoció bípeda i una dentició similar a la humana amb un ullal reduït i espatulat. Com era d’esperar, ambdues característiques no varen sorgir simultàniament, i mentre alguns científics opinen que la forma de distingir a un hominí es troba en el mode de locomoció, altres pensen que hem de cercar el primer hominí en base a la morfologia dental.

cenozoic

El xoc de les plaques africana-aràbiga i asiàtica que es va produir fa uns 17 milions d’anys va provocar una dessecació i refredament del clima, que va tenir com a primera conseqüència la dessecació i aclarit de la densa selva tropical. Va ser llavors quan un determinat nombre de llinatges de primats es van adaptar a aquest nou mitjà, desplaçant i alimentant-se en el sòl en lloc de fer-ho com fins ara en els arbres.


[1]Mann, Alan and Mark Weiss (1996): «Hominoid Phylogeny and Taxonomy: a consideration of the molecular and Fossil Evidence in an Historical Perspective». Molecular Phylogenetics and Evolution.  5(1): 169-181.

[2] Un cladograma és un diagrama representatiu en la classificació biològica taxonòmica dels organismes, en el qual es mostra la relació entre diferents espècies segons una característica derivada, resultat de l’anàlisi cladístic d’una espècie. Els cladogrames són importants eines filogenètiques per a l’estudi de conceptes científics.

La cladística (del grec κλάδος, klados = branca) o sistemàtica filogenètica és una branca de la biologia que defineix les relacions filogenètiques entre els organismes basant-se en similituds derivades, és a dir característiques evolutives noves compartides per un grup d’organismes no presents en d’altres. Per exemple, la presència de columna vertebral i ossos és una novetat evolutiva exclusiva dels vertebrats, i això els defineix com a grup.

[3] La braquiació (del mot llatí per dir “braç”) és una forma de locomoció arborícola en què els primats es gronxen d’una branca a una altra utilitzant únicament els braços.

Els únics braquiadors autèntics són els simis inferiors (gibons i siamangs). Un gibó pot braquiar a velocitats tan altes com 55 km/h i pot desplaçar-se fins a sis metres amb cada gronxada. Les mones aranya i els orangutans són considerats semibraquiadors.

Algunes de les característiques que permeten als gibons, siamangs i altres primats per braquiar-se inclouen les següents: ungles petites en lloc d’urpes, dits que es tanquen cap endins, polzes oposables, extremitats anteriors llargues i articulacions glenohumerals de rotació lliure.

Els humans moderns conserven moltes característiques físiques que suggereixen un avantpassat protobraquiador, incloent-hi articulacions glenohumerals flexibles i dits ben adaptats per agafar-se. En els simis, aquestes característiques eren adaptacions per la braquiació. Tot i que els humans normalment no braquien, la seva anatomia suggereix que la braquiació pot ser una preadaptació al bipedisme i els humans moderns sans encara són capaços de braquiar. Alguns parcs per nens inclouen trepadores on els nens juguen braquiant.

Cfr. Rice, Patricia C.; Norah Moloney (2005). Biological Anthropology and Prehistory: Exploring our Human Ancestry. Pearson Education, Inc., p. 178-179, 192.

Joan Campàs    Aura digital
Curs: Orígens de l’Art i evolució humana: l’homo significans
Estudis d’Arts i Humanitats de la UOC

Materials del curs en format .pdf

1. Una visió de conjunt de l’art paleolític
2. El paleolític: cronologia i referències etnoarqueològiques
3. Evolució tecnològica en el Paleolític. Referències etnoarqueològiques de l’hàbitat
4. La construcció del coneixement de l’art del Paleolític
5. El paradigma d’Henri Breuil i la seva crisi

6. L’estructuralisme de Leroi-Gourhan i Annette Laming-Emperaire
7. Del xamanisme a l’art com expressió de l’organització social
8. El procés evolutiu: Darwin i la selecció natural
9. Darwin i la selecció sexual. El cicle menstrual
10. La selecció sexual: la competència espermàtica
11. La selecció sexual: l’orgasme femení

12. Sobre els orígens de l’art: les coalicions de dones pintades
13. Una perspectiva ecològica de l’evolució humana
14. Els primers hominoides
15. Els homínids: els preaustralopitecins
16. Els hominins: els australopitecins
17. Paranthropus
18. Els primers Homo: Homo habilis
19. El poblament d’Euràsia: l’homo ergaster/erectus
20. Homo antecessor, rhodesiensis, heidelbergensis i floresiensis
21. L’Homo neanderthalensis
22. L’Homo sapiens
23. Sobre el concepte d’art
24. Les primeres expressions artístiques
25.  Sobre els orígens de l’art del Plistocè
26. L’art rupestre del Plistocè
27. Temes i distribució de l’art parietal

28. L’art moble del Plistocè
29. Temes de l’art mobiliari
30. Art mobiliari del Paleolític Superior. Interpretacions
31. Sobre els orígens del llenguatge

(Visited 46 times, 1 visits today)
Comentaris
Deixa un comentari