Una nueva perspectiva sobre la evolución del cráneo humano

Por qué se parecen los miembros de un linaje familiar? «La pregunta es sencilla pero la respuesta no lo es tanto» comenta Neus Martínez-Abadías, primera autora del artículo. El cráneo humano, una auténtica «caja negra» para los antropólogos, tiene una estructura morfológica compleja como resultado de la fuerte integración entre componentes (huesos, sobre todo, pero también músculos, cerebro, etc.). Encontrar una muestra de cráneos adecuada, suficientemente grande y con datos genealógicos asociados, es el principal obstáculo para estudiar la herencia de caracteres cuantitativos del cráneo.

Hallstatt, un pequeño pueblo de los Alpes austríacos, ha dado las respuestas al equipo de antropólogos en su objetivo de valorar la capacidad evolutiva del cráneo humano. Una colección de cráneos que hay en una cripta de la iglesia católica de Hallstatt, siguiendo una tradición del s. XVIII para honrar a los antepasados que ha perdurado hasta hace unos 25 años, ha permitido conservar más de 700 ejemplares. Los cráneos se decoraban con pinturas de flores, hojas y cruces y se escribía el nombre del difunto en el frente. Desde 1602, en la iglesia, los libros de registros de bautismos, matrimonios y defunciones, facilitan la tarea de reconstruir las genealogías de la población.

Con los cráneos de Hallstatt, excepcionalmente, los expertos han tenido acceso a dos fuentes de información: la morfológica y la demográfica. «Colecciones de cráneos hay por todo el mundo -comenta Martínez-Abadías- pero ninguna tan amplia y tan rica en información como la de Hallstatt. Podemos llegar a inferir la historia de vida completa de los individuos: el nombre, cuándo y dónde nacieron, quiénes eran sus padres, con quién se casaron, cuántos hijos tuvieron, a qué edad murieron, etc.».

El diseño arquitectónico del cráneo humano tiene una base genética que conviene conocer mejor para entender la evolución de nuestra especie. El estudio se ha publicado en el Journal of Anatomy y está dirigido por Miquel Hernández de la Unidad de Antropología del Departamento de Biología Animal de la UB, y con la participación de Neus Martínez-Abadías y Mireia Esparza, del citado Departamento; Mauro Santos (Dept. Genética y Microbiología UAB); Rolando Gonzàlez-José (CONICET, Argentina) y Torstein Sjovold (Universidad de Estocolmo, Suecia).

En la investigación el equipo ha integrado el análisis genéticocuantitativas de 335 cráneos de adultos y el análisis de 58 caracteres del neurocráneo, la cara y la base del cráneo.

Las principales conclusiones, que el cráneo tiene un cierto potencial evolutivo: un 30% de la variación total de la forma del cráneo es de origen genético. De acuerdo con la muestra de Hallstatt, en los humanos modernos, el potencial está reducido por ciertos obstáculos al cambio evolutivo. Según la arquitectura genética del cráneo, algunas direcciones de cambio morfológico pueden estar incluso cerradas para la evolución, por la falta de variación genética asociada o porque la integración es más fuerte que las posibles fuerzas selectivas que actúen en direcciones contrarias. La integración podría actuar como restricción evolutiva: el camino fácil es mantener la misma forma, lo que es difícil sería cambiarla.

El cráneo humano, además, también sería una estructura fuertemente integrada, con altas correlaciones genéticas entre los diferentes rasgos. Las tres regiones principales del cráneo (base, bóveda y cara) no son independientes sino que se muestran fuertemente integradas. El cráneo no evolucionaría libremente: está limitado por la integración para mantener una morfología operativa y viable arquitectónicamente. La base del cráneo, que es el factor integrador entre neurocráneo y cara, podría determinar y reestructurar los patrones de forma y tamaño a lo largo del crecimiento.

Estos resultados son similares a los de estudios experimentales en ratones y podrían enmarcarse en la teoría Evo-Devo: la forma del cráneo ha evolucionado a partir de pocos cambios genéticos, básicos pero importantes. Cuando una zona se modifica, también afecta a las otras y da lugar a una respuesta unitaria y coordinada. Tradicionalmente, se creía que estos cambios morfológicos habían evolucionado independientemente como respuestas adaptativas. Ahora, los nuevos resultados muestran que los caminos evolutivos están fuertemente determinados por los patrones de integración morfológica.

Probablemente, mínimos cambios en redes reguladoras del desarrollo del cráneo han podido desencadenar una gran cascada de modificaciones morfológicas. Este hecho sugiere una nueva reinterpretación de los escenarios selectivos de la evolución humana y del proceso de la hominización. En futuros estudios, será de interés considerar qué rasgos se utilizan (los de mayor heredabilidad mostrarán una señal genética más intensa) y cuál es la causa de su evolución: por acción directa de las fuerzas evolutivas o bien indirecta sobre otro rasgo como efecto secundario de la integración.