La paleoantropología, una subdisciplina de la antropología, es el estudio de los primates extintos. Aunque la mayoría de los investigadores que realizan este tipo de trabajo son antropólogos, los paleontólogos (dentro de la disciplina de la geología) también pueden estudiar los primates fósiles. El método principal utilizado por los paleoantropólogos es el análisis de los restos fósiles. Sin embargo, se apoyan cada vez más en otras disciplinas científicas para comprender mejor las fuerzas ambientales que desempeñaron un papel en nuestra evolución, así como la formación del registro fósil. Por ejemplo, los geólogos identifican los procesos de sedimentación y fosilización, y datan los fósiles y sus sedimentos asociados utilizando una variedad de técnicas (véase Técnicas de datación más adelante). Son varias las disciplinas que contribuyen a reconstruir entornos y comunidades biológicas antiguas. Los paleontólogos identifican antiguos fósiles de flora y fauna. Los palinólogos analizan las partículas de los núcleos oceánicos y lacustres, así como el polen de los sedimentos terrestres (véase la figura 1.2), para determinar la flora predominante en una zona determinada en un momento concreto. Los tafonomistas ayudan a determinar cómo se formaron los conjuntos fósiles.
En la década de 1920, Raymond Dart propuso que los primeros homínidos (primates bípedos, como nosotros) encontrados en cuevas sudafricanas habían habitado esas cuevas. Además, interpretó que las heridas punzantes encontradas en algunos de los cráneos eran una prueba de que esos homininos fabricaban y utilizaban armas para la caza y la agresión entre machos. El tafonomista C. K. Brain argumentó en tiempos más recientes que, o bien los homínidos cayeron por las grietas a las cuevas subterráneas tras haber sido escondidos en los árboles por los leopardos, o bien sus huesos fueron arrastrados por roedores, como los puercoespines, para ser roídos. Ahora nos damos cuenta de que, aunque aquellos primeros miembros de nuestra tribu probablemente utilizaban herramientas sencillas, no eran cazadores de caza mayor ni belicistas (véase el capítulo 15 para más información).
HISTORIA DE LA DISCIPLINA
Aunque la paleoantropología, como ciencia formalmente reconocida, es bastante reciente, las preguntas y creencias relacionadas con nuestros orígenes se remontan a los primeros miembros de nuestra especie y, posiblemente, incluso antes. Todos los humanos modernos que viven en sociedades tradicionales (por ejemplo, bandas de cazadores-recolectores, tribus o jefaturas) o estatales tienen un conjunto de creencias asociadas a sus orígenes. Sin embargo, las ideas que quedan fuera del ámbito de la ciencia forman parte de la religión de una cultura y se denominan mitos de la creación.
Los campos más influyentes que han contribuido a la ciencia de la paleoantropología son la geología, la biología y la arqueología. Los geólogos (incluso aquellos que no fueron reconocidos como tales, por ejemplo Charles Darwin) son los principales responsables de la comprensión de que (1) la Tierra es antigua y se formó a través de procesos naturales; (2) la Tierra estaba originalmente cubierta de agua y la vida comenzó en ese «mar primordial»; (3) la vida en la Tierra se originó con formas simples, y algunas especies descendientes se volvieron más complejas con el tiempo, como puede verse en el registro fósil; (4) las especies cambian o se extinguen en respuesta a los cambios ambientales; (5) las nuevas especies son el resultado de la adaptación de una parte de la población a unas condiciones ambientales nuevas o modificadas; (6) las mismas fuerzas, como las erupciones volcánicas, que operan en la actualidad son las que dieron forma a la Tierra y provocaron cambios en el registro fósil a través de las extinciones y los eventos de especiación; y (7) las capas y los depósitos se desarrollan o erosionan continuamente, de modo que los organismos quedan enterrados y los fósiles salen a la luz, respectivamente. La idea de que las mismas fuerzas que operan en la actualidad son las que dieron forma a la Tierra y provocaron cambios en el registro fósil se denomina uniformismo. Charles Lyell acuñó el término y se le considera el padre de la geología moderna. Influyó en gran medida en Darwin y, por tanto, contribuyó a su visión sintética de la evolución de la vida en la Tierra. Los geólogos utilizan diversos métodos para datar los fósiles o los sedimentos que los contienen y han desarrollado una cronología (es decir, una línea de tiempo) para la Tierra en su conjunto, así como para las capas de deposición en las zonas donde se han descubierto fósiles.
Los biólogos y genetistas han refinado la teoría de la evolución mediante la selección natural al determinar cómo se heredan los rasgos. Científicos de diversas disciplinas han clasificado las especies conocidas del mundo basándose en las relaciones evolutivas (véase también el capítulo 2).
La arqueología ha desempeñado y sigue desempeñando un papel importante en la paleoantropología a través del estudio del registro arqueológico, es decir, el registro de la actividad humana pasada a través de los restos culturales y los cambios antropogénicos (inducidos por el hombre) en el medio ambiente. Se ha dicho que Thomas Jefferson fue el primer arqueólogo, ya que sus métodos eran más científicos que los de sus colegas anticuarios. Los anticuarios tendían a buscar la «mercancía», sin tener en cuenta la interpretación cuidadosa del registro arqueológico. La mayoría serían considerados saqueadores según los estándares actuales. Se llevaron objetos de gran importancia cultural e histórica para sus colecciones personales o de museo. Algunos objetos han sido devueltos a sus países de origen, pero el daño se produce cuando se perturba o destruye el registro arqueológico. Una vez que un objeto ha sido retirado de la zona en la que se encontró, los científicos ya no pueden aprender de su contexto, por ejemplo, de los artefactos asociados o de la ubicación del artefacto en el espacio geográfico y en el tiempo.
Los arqueólogos y los geólogos desempeñaron un papel clave en el reconocimiento de que las «piedras y los huesos» eran pruebas de actividades anteriores de los homínidos. Además, el hecho de que algunos de los huesos fueran de animales extintos apoyaba la idea de que los humanos habían existido durante mucho tiempo. Los métodos de excavación y análisis arqueológicos, como la procedencia (es decir, la ubicación tridimensional dentro de un yacimiento) y la asociación de artefactos (es decir, objetos portátiles hechos por el hombre o alterados), ayudan a los arqueólogos y paleoantropólogos a reconstruir el comportamiento del pasado. Al igual que la tafonomía desempeña un papel en la determinación de cómo surgieron los conjuntos fósiles, también es útil para los conjuntos arqueológicos.
Según Merriam-Webster Online, el primer uso conocido del término «paleoantropología» se produjo en 1916. Sin embargo, los primeros paleoantropólogos no fueron etiquetados como tales y provenían de diversas ocupaciones, como anatomistas y médicos. Los primeros fósiles de homínidos descubiertos fueron los neandertales en el siglo XIX. Sin embargo, los paleoantropólogos discrepaban sobre si los neandertales eran ancestros de los humanos o eran humanos modernos. Eugène Dubois fue la primera persona que buscó intencionadamente un hominino fósil. Fue a Asia con el único propósito de encontrar pruebas de que los humanos evolucionaron allí, como era la creencia reinante en Europa occidental. En 1891, descubrió un casquete craneal (conocido como calota) y un fémur en el río Solo, en Trinil (Java). Más descubrimientos en China y Java durante la primera mitad del siglo XX apoyaron la teoría del origen asiático hasta que Raymond Dart y su contemporáneo, Robert Broom, empezaron a descubrir material mucho más antiguo en canteras y cuevas de Sudáfrica. Otros descubrimientos de Louis y Mary Leakey en África Oriental consolidaron a África como el lugar de nacimiento de la humanidad, y la carrera por encontrar los orígenes y los ancestros humanos había comenzado.
RECONSTRUYENDO LOS PALEOENVIRONMENTOS
Se pueden utilizar diversas herramientas para determinar el tipo de entorno que ocupaban las especies del pasado. Como ya se ha mencionado, los paleontólogos pueden utilizar los análisis florales y faunísticos y lo que saben sobre las especies antiguas o sus parientes actuales para determinar el tipo de entorno, por ejemplo, la presencia de especies acuáticas, de pastizales y/o forestales. Los palinólogos examinan las partículas de los estratos acuáticos y terrestres (es decir, las capas o sedimentos) para hacer lo mismo, centrándose principalmente en los análisis florales. Para clasificar las comunidades florales y/o faunísticas de un lugar determinado se pueden utilizar diversas herramientas isotópicas, como el fraccionamiento de los isótopos de hidrógeno, oxígeno y carbono y las relaciones isotópicas del nitrógeno. Por ejemplo, los restos ricos en calcio, como cáscaras de huevo, huesos y dientes, pueden analizarse isotópicamente para determinar qué tipo de vegetación consumían esos animales y, por tanto, el tipo de entorno en el que vivían. La relación entre el estroncio y el calcio en los huesos y dientes puede utilizarse para determinar la cantidad de materia animal frente a la vegetal en la dieta. Basándose en esta técnica, los científicos creen ahora que los parantropinos, un grupo de homínidos de África oriental y meridional que data de principios y mediados del Pleistoceno (véase el capítulo 16), comían algo de materia animal. Sin embargo, no se sabe si consumían insectos o presas más grandes.
Para más información sobre los métodos mencionados, consulte Henke W, Tattersall I. 2006. Handbook of paleoanthropology. New York (NY): Springer.
Técnicas de datación
Las técnicas de datación se dividen en dos categorías, relativas y absolutas. Las técnicas de datación relativa (1) ordenan los estratos unos respecto a otros a lo largo del tiempo (véase la figura 1.6) o (2) utilizan lo que se conoce sobre los depósitos de una zona, como las cenizas volcánicas o la lava, para datar relativamente los depósitos de otra zona. A Jefferson se le atribuye la Ley de Superposición, que postula que a medida que se profundiza en la tierra, las capas se hacen más antiguas, siempre que los estratos no hayan sido alterados por la actividad humana, animal o geológica. Así, los artefactos o fósiles encontrados en una capa son más antiguos o más jóvenes que los de una capa más profunda o menos profunda, respectivamente. Las técnicas de datación absoluta utilizan las similitudes en (1) los conjuntos florales y faunísticos o (2) la composición sedimentaria y/o química de los depósitos para hacer coincidir los de edad desconocida con los de edad conocida y/u ordenar la progresión de los entornos, los organismos y la actividad climática y geológica dentro de las regiones o entre ellas.
Las técnicas de datación absoluta o cronométrica arrojan fechas aproximadas en años BP (antes del presente) o BCE (antes de la Era Común). BCE y CE (era común) conservan el sistema de datación BC/AD sin la connotación religiosa. Una forma abreviada de referirse a un cierto número de años atrás, especialmente cuando se considera el registro fósil, es kya o mya (hace miles o millones de años, respectivamente), eliminando así todos esos desgarbados ceros. Aunque el PA tiene más sentido porque no es necesario añadir más de 2.000 años a la fecha, la mayoría de la gente está acostumbrada al sistema BC/AD, lo que explica el uso común de BCE. Las técnicas de datación absoluta más conocidas son los métodos de datación radiométrica, por ejemplo, el carbono 14 (14C). Se utilizan para medir la vida media o la sustitución de elementos radiactivos en material orgánico o fósil o en las capas en las que se encuentran. Dado que estos métodos están limitados en el tiempo y/o son específicos del contexto, la técnica o técnicas más adecuadas deben elegirse en función de diversos parámetros. Las siguientes técnicas utilizan la desintegración radiactiva con fines de datación:
La datación por carbono-14 (≤60 kya) mide el 14C restante en los materiales orgánicos (es decir, que contienen carbono). Dado que las plantas utilizan el dióxido de carbono para la fotosíntesis, contienen los tres isótopos del carbono (12C, 13C y 14C) en las proporciones aproximadas presentes en la atmósfera. Los animales se alimentan de plantas y, por tanto, en un momento dado, todos tendrán aproximadamente la misma cantidad de 14C. Una vez que mueren, dejan de acumular carbono. El nivel del 12C, más estable, puede entonces compararse con el 14C restante en los restos orgánicos para determinar cuándo murieron. La vida media del 14C es de ~5.700 años, es decir, la mitad del 14C se habrá perdido en un espécimen en esa cantidad de tiempo.
La datación por series de uranio (≤500 kya) examina los niveles relativos de dos elementos, el uranio-234 y el torio-230, resultantes de la descomposición del primero en el segundo. Se utiliza para datar el carbonato de calcio en corales y conchas.
La datación por potasio-argón (K/Ar) y por argón-argón (Ar/Ar) miden la relación entre un isótopo y otro mediante el proceso de desintegración radiactiva, potasio-40 → argón-40 y argón-40 → argón-39, respectivamente. Suelen utilizarse para datar capas volcánicas, pero también pueden emplearse en otros componentes del suelo, como la arcilla. Aunque el rango de edad de ambos métodos puede considerarse ilimitado, la datación por K/Ar no es útil para materiales «jóvenes» porque la vida media del potasio es muy larga-1.260 millones de años.
Otros métodos que también se basan en la radiactividad son:
La resonancia de espín de electrones (ESR) (hasta «unos pocos» mya) examina el patrón de los electrones que han «girado» fuera de su ubicación original en compuestos minerales (por ejemplo, compuestos de calcio), dejando espacios vacíos, debido a la exposición a la radiación ambiental. El esmalte dental es la aplicación más útil de la ESR en paleoantropología, pero la ESR también puede utilizarse para datar partículas de cuarzo en sedimentos (Wagner 2006).
La datación por huellas de fisión (20 mya->10 kya) mide el número de «huellas» (picaduras) en compuestos minerales que resultan de la energía liberada cuando el Uranio-238 se fisiona espontáneamente con el tiempo. Este método puede utilizarse para datar una variedad de minerales, como la mica, así como productos de actividades volcánicas (por ejemplo, la obsidiana) y meteóricas (Davis 2009; Wagner 2006).
La termoluminiscencia (300-1 kya) mide las partículas de desintegración radiactiva en compuestos minerales. Es útil para compuestos que fueron expuestos a un calor intenso (por ejemplo, una erupción volcánica) en algún momento conocido, cuando el «reloj radiactivo» se puso a cero y la desintegración comenzó de nuevo. La termoluminiscencia puede utilizarse para datar artefactos (p. ej., cerámicas) y elementos (p. ej., hogares), así como productos de sedimentación (p. ej.
Los siguientes métodos no se basan en la actividad radiactiva sino en procesos orgánicos:
La dendrocronología utiliza los anillos de los árboles en la madera fósil o carbonizada para datar artefactos o fósiles encontrados en asociación con la madera. Cada año, los árboles producen una nueva capa de tejido periférico. Cuando las condiciones climáticas son favorables, se deposita más tejido y resulta un anillo más grueso, y viceversa. Un corte transversal del árbol cuenta la historia de su crecimiento (véase la figura 1.8). Sin embargo, para utilizar la dendrocronología como método de datación, es necesario construir una cronología (registro temporal) para una región determinada, en este caso un mapa de la tasa de crecimiento anual en el tiempo. Se pueden utilizar árboles vivos y madera muerta siempre que haya un solapamiento en los patrones de anillos entre ellos.
La racemización de aminoácidos (2 mya-2 kya ± 15%) mide la proporción de dos formas de un aminoácido, una producida mientras un organismo está vivo y la acumulación de una segunda forma después de la muerte. Si se puede aproximar la temperatura ambiental en el momento de la muerte, se puede datar el espécimen y viceversa (Davis 2009).
El paleomagnetismo (cientos de miles-millones de años, Fagan 2000) mide los cambios pasados en los campos paleomagnéticos de la tierra que se conservan en algunos minerales comunes que se encuentran en las rocas y sedimentos. Como los científicos han establecido una cronología de esos cambios, los materiales pueden recibir fechas aproximadas de cuándo se formaron. Cuando el paleomagnetismo se utiliza para datar materiales arqueológicos, se denomina datación arqueomagnética.
La hidratación de la obsidiana (100-1 mya) se utiliza para datar el vidrio volcánico, es decir, la obsidiana, examinando la cantidad de hidratación que se ha producido debido a la exposición a los elementos. Es útil para datar artefactos de obsidiana, así como actividades glaciares y volcánicas (Davis 2009).
La datación por exposición de nucléidos superficiales o cosmogénicos mide la cantidad de tiempo que las rocas han estado expuestas a los elementos. Puede utilizarse para datar los movimientos glaciares, de lava y de desprendimiento de rocas, así como los daños causados por actividades extraterrestres (por ejemplo, erupciones solares o meteoritos) (Davis 2009; colaboradores de Wikipedia 2015i).