|
TRANSFORMACIONES ORIGINARIAS Y PRIMEROS APRENDIZAJES
Rolando Delgado Castillo y Francisco Arturo Ruiz Universidad de Cienfuegos Hace unos 4 600 millones de años, la materia cósmica acumulada a unos 150 mil millones km de la superficie solar inició un complejo proceso físico químico de condensación presidido por la atracción gravitacional, en que los elementos de acuerdo con su abundancia, reactividad y densidades relativas se combinaron y fueron disponiéndose en capas que experimentaron las tendencias contradictorias dadas por el enfriamiento progresivo y el calentamiento generado por gigantescos rozamientos y procesos nucleares de elementos pesados concentrados hacia el núcleo planetario en formación. Unos 800 millones de años después, cuando los geólogos consideran se inicia el eón arcaico que se extiende durante 1 300 millones de años, transcurre la infancia de nuestro planeta, comprendida como el proceso de formación de los continentes, los océanos y la atmósfera. Según las hipótesis más aceptadas en la actualidad, las superficies continentales se constituyeron mediante el enfriamiento y correspondiente solidificación de la materia incandescente que ascendía como lava del interior líquido del planeta. Estos sedimentos superficiales experimentaron numerosas reformaciones en medio de la actividad volcánica, sísmica y de lluvia meteórica que debió sufrir la Tierra. La atmósfera originaria debió estar compuesta principalmente de los gases emitidos por los volcanes, y aquellos atrapados de la materia cósmica por la gravedad terrestre. Siguiendo esta hipótesis, la composición de la atmósfera en los primeros tiempos del planeta estaba dada por una mezcla de vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y nitrógeno, sin rastro apenas de oxígeno. Al enfriarse la atmósfera por debajo de la temperatura de ebullición del agua, el vapor de agua existente condensó y extraordinarias precipitaciones llenaron de agua las grandes depresiones de la superficie planetaria, formando los océanos. Unos 1350 millones de km3 de agua en diferente proporción de hielo - agua, según el clima de la era geológica, abarcaron las aguas oceánicas que fueron adquiriendo una salinidad determinada, como resultado de la disolución y arrastre de sales desde la corteza terrestre y la aportada por los magmas emergentes y las grietas hidrotermales de las dorsales oceánicas.
Según demuestran recientes descubrimientos de restos fósiles, las primeras formas primitivas de vida, sencillos organismos unicelulares microscópicos, con su componente nuclear organizado pero sin exhibir membrana, se originaron en los océanos del Arcaico, con una antigüedad de más de 3.500 millones de años. Mediaron entonces unos cientos de millones de años para que la materia inorgánica disuelta o en suspensión en la naciente hidrosfera experimentara la evolución química que la condujera hasta las formas más elementales de organización autorregulada y replicante que hemos dado en llamar vida.
Las hipótesis sobre el curso de los acontecimientos que llevarían a la aparición de la vida ha demandado la atención de físicos, químicos y biólogos que han puesto su pupila deductiva hacia el espacio sideral, las profundidades de los océanos, o la atmósfera original y los mares bajos de la hidrosfera primigenia. En todo caso en la Tierra se dieron las condiciones para el surgimiento de la vida o su mantenimiento y evolución.
La primera teoría que pretendió explicar el origen de la vida en nuestro planeta, sobre la base de la unidad material del mundo y en línea con las tesis darwinistas de la evolución, fue enunciada en 1923 por el científico ruso Alexander Ivanovich Oparin (1894- 1980). La teoría de Oparin se resume en los postulados siguientes:
1. No existe barrera infranqueable entre las sustancias inorgánicas y las sustancias orgánicas componentes de las estructuras básicas de los organismos vivos. La compleja combinación de manifestaciones y propiedades características de la vida deben haberse alcanzado, de acuerdo con las tesis darwinistas, en el proceso de evolución de la materia.
2. La fuerte atmósfera reductora de los albores, conteniendo metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua, conforme se había descubierto recientemente en las atmósferas de Júpiter y otros planetas gigantes, podría constituir un reactor dónde se produjeran las primeras biomoléculas.
3. Las simples sustancias orgánicas originales, de naturaleza fuertemente polar, condensaron en océanos y mares, produciendo soluciones que en determinadas regiones bajas actuaron como medio favorable para que ocurrieran reacciones de crecimiento que incrementaron la complejidad estructural de las sustancias, y promovieron la aparición de un inédito orden químico-coloidal, en el cual el ordenamiento espacial de las macromoléculas y sus interacciones impusieron nuevas y más complejas relaciones.
4. Sus estudios experimentales mostraron que las macromoléculas orgánicas en solución pueden espontáneamente formar gotas y capas. Oparin sugirió que diferentes tipos de estos agregados microscópicos dispersos en el océano primitivo de la Tierra, a los que nombró coacervados (del latín acervus: agregado), separados del medio circundante por una estructura parecida a las membranas celulares, comenzaron a experimentar un intercambio desorganizado de energía y sustancia con el medio y fueron objetos de un proceso de selección conducente eventualmente a la vida. En este proceso, las regularidades biológicas ya comenzaron a ser importantes. La competencia, velocidad de crecimiento, pugna por la existencia y finalmente la selección natural determinaron una organización estructural y de función que es característica de los organismos vivos actuales.
La confirmación experimental de las dos primeras hipótesis de Oparin estuvo en el orden del día histórico solo a inicios de los años cincuenta. Por estos tiempos, el joven químico Stanley Miller (1939- ) se graduaba en la Universidad de California, Berkeley, y con el propósito de cursar el doctorado solicitó y fue admitido como profesor adjunto en la Universidad de Chicago. Se produjo entonces su fecundo encuentro con el químico y geofísico Harold Urey (1893 - 1981), descubridor del deuterio y del agua pesada y uno de los líderes del proyecto Manhattan para la producción de la bomba atómica en esta institución, quien sin conocer la obra de Oparin, defendía la hipótesis de que la Tierra en su proceso de formación presentaba una atmósfera reductora, y que sólo tal atmósfera habría servido como medio para sintetizar compuestos orgánicos que sirvieran de base al origen de la vida.
El interés de Urey hacia el origen del sistema solar hacía que en sus seminarios ofreciera los últimos datos sobre la composición química de los planetas del sistema solar al tiempo que proponía la visión de una atmósfera primigenia en nuestro planeta conforme la había concebido Oparin constituida por metano (CH4), amoniaco (NH3), agua (H2O) y dihidrógeno (H2).
Según la narración de Miller, la propuesta de Urey se le tornaba atractiva al comprender que el problema no sólo consistía en averiguar cómo sintetizar los compuestos orgánicos en la Tierra arcaica, sino que además era el primer paso para comprender cómo había surgido la vida en el planeta.
Luego de superar algunos obstáculos iniciales en el montaje del aparato de vidrio diseñado que contenía un océano modelo, una atmósfera y un condensador para producir lluvia, compartieron la certeza de que por lo menos encontrarían huellas de aminoácidos, como producto de la descarga eléctrica en el modelo de atmósfera primitiva.
En diciembre de 1952 cuando sólo habían transcurridos tres meses y medio de trabajo experimental se tenían resultados sorprendentes: se lograban identificar siete aminoácidos aplicando la técnica de la cromatografía bidimensional a muestras del caldo obtenido.
Cuatro meses más tarde, el 15 de mayo de 1953, saldría publicado el artículo en una revista como Science. Pronto el debate sobre la trascendencia del resultado obtenido sobrepasó el marco de la comunidad científica, la onda expansiva superó los editoriales de los principales diarios de los Estados Unidos, llamando la atención de la opinión pública.
En 1957, al publicar el informe final de casi cinco años de estudio exhaustivo se reportó la existencia, dentro de los límites de las técnicas entonces disponibles, de nueve aminoácidos identificados y otros 25 presentes pero no identificados por el bajo rendimiento obtenido. Quince años después Miller repitió sus experimentos sirviéndose de técnicas más modernas y sensibles, y le fue posible identificar 33 de los aminoácidos producidos por la descarga de la chispa.
Una impresionante confirmación de la validez general de estos experimentos se obtuvo como resultado del análisis del meteorito que cayó en 1969 en Murchison, Australia. Anteriormente se había registrado la presencia de aminoácidos en este tipo de meteoritos pero por lo general se atribuían a la contaminación.
En el caso de Murchison, las técnicas utilizadas fueron las más modernas y demostraron convincentemente que los aminoácidos eran originarios del meteorito. Fue fácil demostrar que todos los aminoácidos descubiertos en el meteorito también podrían producirse en el aparato de descarga eléctrica.
La difusión de la teoría de Oparin, a partir de los resultados experimentales de Miller produce un aliento notable de las investigaciones encaminadas a ir reproduciendo en el laboratorio, en la medida de lo posible, el camino que separa a un caldo virginal de aminoácidos de la primera célula, unidad estructural y de función, de los organismos vivos.
En estos esfuerzos destaca la dirección, reiteradamente abordada, de esclarecer las condiciones en que los aminoácidos se transformaron en proteínas. Un numeroso grupo de arcillas naturales fueron ensayadas como catalizadores de esta condensación. La original idea de que estos polímeros inorgánicos tendrían la capacidad potencial de actuar como superficies que organizaran selectivamente la unión de las moléculas de los aminoácidos fue advertida por el físico británico John D. Bernal (1901 – 1971) en 1947.
Un resultado trascendente fue el obtenido por un grupo de científicos de la NASA cuando descubrieron que ciertas arcillas naturales ricas en níquel absorbían preferentemente los 20 aminoácidos privilegiados por la naturaleza para la formación de las proteínas y lo que es más, tales aminoácidos se fusionaron en diminutas proteínas. Los investigadores señalaron que el metal actúa como un pequeño imán para la formación de vida. A partir de este momento la formación de las proteínas en el caldo virginal se comprende como el proceso de condensación de aminoácidos en la superficie estereoespecífica de arcillas metálicas.
Un nuevo paso daría el bioquímico estadounidense Sydney W. Fox (1912 – 1998) cuando reproduce condiciones primitivas para sintetizar aminoácidos que a su vez se condensan formando "protenoides". Pero lo trascendente es que tales protenoides en dispersión acuosa experimenten un proceso de repliegue conducente a la formación de microesferas que limitadas por una doble capa establecen un intercambio de sustancias “vitales” con el exterior como agua, glucosa, aminoácidos, etc. No sin razón, Fox cree advertir estar en presencia de estructuras protocelulares, los ancestros de las células más primitivas que no sólo debieron alcanzar los mecanismos de autorregulación en su intercambio de sustancias y energía con el medio circundante, sino también conquistar el proceso complejo de la autorreplicación.
Poco después de publicados los resultados de Miller, tendría lugar el descubrimiento más trascendental del siglo en materia de genética al nivel molecular. El físico británico Francis H. C. Cricks (1916-2004) y el bioquímico estadounidense James D. Watson (1928- ) descubren que el ácido desoxirribonucleico (ADN) posee la estructura de doble hélice capaz de explicar dos propiedades fundamentales del material hereditario: la de conservarse a sí mismo (replicación) y la de cambiar (mutación). A partir de entonces, la idea de la aparición de la vida en nuestro planeta, precedida por un proceso de condensación de aminoácidos en la superficie estereoespecífica de arcillas metálicas, debió complementarse con la noción de la síntesis de los ácidos nucleicos, que implica la condensación de fosfatos con las ribosas y las bases heterocíclicas nitrogenadas correspondientes. De coacervados o esferas protenoides bajo la acción replicante y orientada de los ácidos nucleicos debieron surgir las primeras manifestaciones de vida unicelular. El bioquímico español Juan Oró (1923-2004), trabajando en la Universidad de Houston, continuó las investigaciones modeladas de Miller y obtuvo en 1959, luego del descubrimiento del rol del ADN en la transmisión hereditaria, la base nitrogenada de la adenina, una de las cuatro bases constituyentes de las unidades nucleótidas, así como las moléculas de las pentosas D-Ribosa y D-desoxirribosa. Se afirma que en 1976, cuando la NASA iba a anunciar el descubrimiento de vida en Marte, basándose en que las sondas 'Viking' habían detectado dióxido de carbono, Oró consiguió convencer a los responsables de la agencia de que el gas no era un subproducto del metabolismo de microbios, sino que tenía un origen inorgánico.
Con una u otra materia orgánica inicial los océanos se poblaron con las primeras células que se piensa fueron heterótrofos anaeróbicos consumidores de los compuestos orgánicos disueltos en los mares. Con la proliferación de esas antiguas células el océano se fue empobreciendo de aquellos compuestos orgánicos y debieron surgir aquellas células que utilizaran compuestos orgánicos sencillos como el dióxido de carbono y como fuente de energía la luz solar. Surgieron así las primeras células fotosintéticas hace unos 3000 millones de años.
Pero otro camino que parte de las profundidades oceánicas y que tiene como fuente energética las profundas corrientes hidrotermales se ha descubierto como vía alternativa de formación de la vida en nuestro planeta. Primitivas pero eficaces bacterias pululan en las proximidades de tales fuentes transformando la energía química de los compuestos sulfurados en energía vital en la ausencia de oxígeno. La adaptación a condiciones tan extremas que simulan en grado considerable las condiciones de nuestro planeta unos 3 500 millones de años atrás demuestran la diversidad de rutas que pudo conducir a la aparición de formas autorreguladas de existencia.
La tercera hipótesis biogénica en la Tierra encuentra en el cosmos el medio emisor de la vida hacia nuestro planeta. La primitiva hipótesis, conocida como teoría de la panspermia, consideró que esporas o gérmenes extraterrestres transportados a través del espacio sideral arribaron a nuestro planeta encontrando condiciones adecuadas para su reproducción. Ni la conservación en las condiciones drásticas del cosmos, ni la supervivencia en el catastrófico ingreso del portador sideral en la atmósfera de nuestro planeta encontraron la aceptación de la comunidad científica. Un nuevo giro tomaron las cosas cuando expertos en el análisis de las materias existentes en los meteoritos encontraron ciertas moléculas orgánicas complejas (aminoácidos entre ellos) en algunos de estos cuerpos cósmicos procedentes de las profundidades del espacio sideral.
De cualquier modo, la actividad vital de bacterias y algas fotosintéticas durante millones de años aportaron dioxígeno a los mares y a la atmósfera primitiva posibilitando la aparición y desarrollo, unos 570 millones de años atrás, de formas marinas de vida que obtuvieran energía mediante la respiración.
Más de 170 millones de años debieron pasar aún para que se formara una capa de ozono estratosférica que absorbiera la radiación ultravioleta dura de los rayos solares. Gracias a esta capa protectora y al establecimiento en el planeta de condiciones climáticas favorables aparecieron en tierra firme las primeras arañas y ácaros y luego, unas decenas de millones de años más tarde los anfibios invadirían la tierra.
En el transcurso del llamado Período Carbonífero, iniciado unos 362,5 millones de años atrás, coincidiendo con la extensión y diversificación de los anfibios y su posterior evolución hacia una nueva clase, adaptada a la vida terrestre, los reptiles, la vida vegetal dio lugar a vigorosos árboles escamosos, que llegaban a alcanzar un diámetro superior al metro y medio en la base y una altura de unos 30 metros. Por entonces lo que es hoy Norteamérica y el norte de Europa estaban cubiertas por ciénagas, y en sus sedimentos se formó turba. Estas áreas, situadas en esta era en los trópicos, al norte del Ecuador, tenían un clima permanentemente cálido y húmedo. Se fueron creando condiciones propicias para la formación durante millones de años no sólo de turba y carbón sino también de gas y petróleo.
Con el paso del tiempo, los movimientos telúricos y la actividad volcánica generaron las tensiones y el calor que fueron comprimiendo y solidificando los depósitos de turba hasta transformarla en los diferentes tipos del carbón desde el lignito (con un 37% de carbono) hasta la antracita (87 % de carbono).
Los episodios de extinción masiva de especies vivientes en un período dado de la evolución del planeta se han asociado a sucesos catastróficos no siempre bien aclarados. Tal vez el evento más dramático de extinción masiva que se conoce data de finales del pérmico, hace unos 245 millones de años, entre los períodos Pérmico (el último período del Paleozoico) y Triásico (primera división del Mesozoico), en el cual la vida en la Tierra casi desaparece, estimándose que un 90 % de todas las especies vivientes en este tiempo sufrieron la extinción. Semejante acontecimiento se relaciona con profundos cambios climáticos y geológicos provocados por la agitación generalizada de la corteza terrestre. Las especies de los primeros vertebrados terrestres, los anfibios, sufrieron un descenso significativo, al tiempo que los reptiles experimentaban un notable desarrollo evolutivo.
Durante estos tiempos aparecieron también los antecesores de los dinosaurios, el más interesante grupo de los reptiles que llegaron a dominar, con más de 350 especies diferentes, toda la época mesozoica que se extiende durante unos 180 millones de años.
Un conjunto muy notable de características morfológicas y fisiológicas presentes en ciertas especies de dinosaurios han llevado a algunos científicos a especular sobre la posibilidad de que estos animales podrían haber desarrollado con el tiempo una determinada actividad racional. Pero la casualidad cósmica por lo visto apoyaría el desarrollo de pequeños mamíferos entre otras clases de animales que pudieron sobrevivir a las hostiles condiciones en que quedó el planeta luego del terrible impacto que sufrió la Tierra con un asteroide en época que se sitúa precisamente hacia el final de la Era Mesozoica, cuando se extinguieron los dinosaurios.
Los recientes descubrimientos que indican el impacto de un gran asteroide en el límite entre el Periodo Cretácico y la Era Terciaria, hace unos 65 millones de años, han favorecido la hipótesis de que tal impacto podía haber desencadenado cambios climáticos que provocaron la extinción de los dinosaurios. Se supone que la mayor parte del territorio que comprende América del Norte y del Sur quedó absolutamente devastado por el fuego del impacto. Los efectos medioambientales que sufrió el planeta durante un largo periodo de tiempo fueron, en última instancia, más letales que el propio fuego. El polvo no dejó pasar la luz del sol durante varios meses. El sulfuro quemado procedente del lugar del impacto, el vapor de agua, el cloro de los océanos, y el nitrógeno del aire se mezclaron y produjeron una intensa lluvia ácida que cayó sobre todo el planeta.
Los científicos postulan que la oscuridad y la lluvia ácida detuvieron el crecimiento de las plantas y, como resultado de ella, tanto los dinosaurios herbívoros, que dependían de las plantas para alimentarse, como los carnívoros, que se alimentaban de los herbívoros, quedaron exterminados. Por otro lado, es probable que sobrevivieran otros animales como ranas, lagartos, tortugas y mamíferos insectívoros de tamaño pequeño, que dependían de los organismos que se alimentaban de plantas en descomposición. Entre las pruebas que confirman esta teoría está el descubrimiento de un cráter de impacto de unos 200 km de diámetro en Chicxulub (en la península de Yucatán).
El análisis geoquímico y petrográfico de un fragmento de meteorito relacionado con la colosal colisión en Yucatán revela que fue un asteroide de más de 10 km de diámetro el que provocó, hace 65 millones de años, la desaparición de los dinosaurios. Una clave importante de la evolución de los mamíferos puede encontrarse en la dantesca colisión en la ciudad costera de Chicxulub.
Lo cierto es que unos 60 millones de años después, cerca del final del Mioceno, hace entre 8 y 5 millones de años, la Tierra sufrió un intenso enfriamiento y su atmósfera se hizo menos húmeda. Este cambio climático provocó una reducción notable de las áreas de bosques africanos y determinó que el continente en su sector oriental variara su entorno, apareciendo extensas zonas de sabanas.
Corresponde precisamente al Plioceno, última época del período terciario, el momento en la Historia del Planeta en que, según nuestros conocimientos actuales, aparecen en el África Oriental los ancestros más antiguos del hombre. Fue en 1992 cuando se descubrió la especie conocida como Ardipithecus ramidus que vivió en Etiopía hace unos 4,4 millones de años. Tiene más cualidades de simio que cualquier otro de nuestros antepasados pero expresa ya de modo incipiente las características anatómicas asociadas al trascendental cambio presente en todos los antecesores del hombre moderno: el bipedalismo. También muestra otro rasgo distintivo: el menor tamaño de sus dientes caninos. La coincidencia en época y escenario entre la aparición de los primeros antecesores del hombre moderno y la reducción de las áreas de selva y bosque que se transformaron en zonas de sabanas y pradera condujo al desarrollo de “la hipótesis de las sábanas” para explicar que a lo largo de millones de años se produjera la evolución de los simios que llevó al desarrollo de nuevos géneros en los que la marcha erguida representó una adaptación óptima al bioma de sabana. En los primeros tiempos, la liberación de los miembros superiores permitió una recolección más fácil de raíces, frutos, y hojas, y la captura de insectos, huevos, reptiles y roedores; millones de años después la creciente motilidad y especialización de las manos, que no participaban ya de la marcha, unido al crecimiento de su capacidad craneana y especialización de ciertas áreas del cerebro, condujo a la “habilidad” de fabricar instrumentos que vinieron a facilitar las tareas de sobrevivencia y promover nuevas actividades. A pesar de que en la segunda mitad del siglo XIX, la teoría del origen y evolución de las especies de Charles Darwin despertó el interés de algunos científicos que emprendieron la búsqueda de evidencias que pudieran sellar la brecha entre simios y hombres, los primeros hallazgos en materia de evolución humana fueron recibidos con una elevada cuota de escepticismo y muestras de rechazo.
Los primeros descubrimientos de dos especimenes fósiles de “hombres primitivos” fueron encontrados en Europa. Ya eran ambos, según quedó determinado posteriormente con el progreso de la paleoantropología, de nuestro género Homo y nuestra especie Sapiens. El primer fósil se encontró en 1856 en el valle de Neander en Alemania y vivió entre 240 mil – 50 mil años atrás. De menor estatura promedio (1,50 m.), complexión fornida y mayor cráneo que el hombre moderno, el Hombre de Neandertal estuvo bien adaptado al frío de la última glaciación que cubría de hielo al territorio de Europa. En 1868, en un refugio rocoso del suroeste de Francia, se descubrieron los esqueletos de los antepasados directos del hombre europeo. El Hombre de Cro-magnon ocupó el oeste y sur de Europa desde hace unos 120 mil años, y existen las evidencias de que elaboraron instrumentos en diferentes materiales como hueso, cornamenta, marfil, piedra y madera. Sus esqueletos presentan las características propias del hombre moderno en particular su calavera se diferencian del Neandertal por su frente elevada y barbilla perfectamente definida.
Antes de terminar el siglo XIX, fuera del territorio europeo, el médico holandés Eugene Dubois (1858 - 1940) encontró en los bancos de un río de Java, entonces colonia holandesa, un cráneo parecido al de un simio y cerca del cráneo, un hueso de muslo similar al de un humano. Dubois supuso que pertenecían a una criatura transitoria entre el mono y el hombre, llamándole en consecuencia, Pithecantropus erectus (mono-hombre erguido). El Hombre de Java vivió en los valles centrales de Java, según pudo establecerse posteriormente, hace 1 800 000 – 800 000 años. Fue la primera especie de un homínido que se extendiera por diferentes continentes. A pesar de la apariencia primitiva de su cráneo, el esqueleto del erectus es muy similar al del Homo sapiens, aunque más robusto (más grueso y más pesado).
Cuando en 1926 el famoso geólogo y arqueólogo sueco Johann Gunnar Andersson, anunció el descubrimiento de dos dientes de un hombre primitivo durante las excavaciones realizadas en Zhoukoudian a unos 50 kilómetros de Beijng el mundo científico acogió atónito la noticia. Hasta ese momento no había sido hecho ningún descubrimiento de ningún fósil humano en China ni en ninguna nación del continente asiático. El nuevo género fue denominado Sinanthropus Pekinensis, pero el nombre popular con que se conoce es el Hombre de Pekin. La ulterior clasificación lo ubica dentro del género Homo, especie Erectus, es decir representa la misma especie que el Hombre de Java desenterrado 36 años antes.
Las excavaciones del yacimiento de Zhoukoudian continuaron, en 1928 se desenterraron dos mandíbulas, en 1929 se encuentra el primer y casi completo casco craneal, y en 1930 se desentierra la segunda calavera. 1936 representa el año más productivos en las excavaciones de este yacimiento: se encuentran tres calaveras. A partir de entonces los círculos científicos se sintieron más atraídos por los hallazgos de este yacimiento. La segunda guerra mundial detiene las excavaciones y lo que es peor se pierden los 5 cráneos fósiles encontrados. Al concluir la guerra civil, ya en 1949 se reinician las búsquedas en el yacimiento. Además de los fósiles del Hombre de Beiging, una gran cantidad de fósiles de mamíferos, artefactos y cenizas se han encontrado en este sitio. Estas muestras constituyeron un excelente material para el estudio de la evolución humana y la prehistoria.
Las expediciones llevadas a cabo en yacimientos localizados en la zona norte de Kenya, en territorio limítrofe con Etiopía, desde la década de 1960 y más recientemente en 1994, han confirmado la existencia de una especie del género Australopithecus, A. Anamensis, cuya antigüedad se fija entre 4,2 – 3,9 millones de años. El cráneo, elemento importante en la evolución, continuaba siendo muy parecido al de un simio, pero su larga tibia demostraba claramente su marcha erguida.
En el mismo entorno en que se desarrollaron los A. Africanus, debieron vivir unos descendientes de estos que recibieron el nombre de A. Robustus. Caracterizados por su calavera grande (robusta), así como una mandíbula y dientes grandes adaptados para una fuerte masticación, estos australophitecus representan el último linaje de este género o el primero del género Homo, y viven unos 2 millones de años atrás.
Descendientes de los Leakey, famosos por sus estudios arqueológicos en Tanzania ya mencionados, Richard (1944 - ) y Meave (1942- ), trasladaron la zona de exploración hacia el lago Turkana en Kenia, y allí junto al investigador keniano Kamoya Kimeu (1940-), descubrieron en 1994, uno de los más trascendentales hallazgos de la paleontología humana: el muchacho de Turkana. El esqueleto muestra un grado de conservación del 90%, y su edad al morir se ha estimado entre 9 y 12 años, de acuerdo con la presencia de los segundos molares y el modelo de crecimiento de sus huesos. Su estatura de 5 pies indica que probablemente hubiera alcanzado como adulto los seis pies y un peso de aproximadamente las 150 lbs. Sus caderas eran más delgadas y adaptadas a caminar y correr largas distancias. Las proporciones de los huesos de su brazo y pierna es próxima a la de los humanos modernos, a diferencia de las piernas más cortas y los brazos más largos (proporciones más simiescas) de la especie Homo habilis. La capacidad craneal es de 880 cm3 lo que permite estimar por extrapolación una capacidad craneal adulta de 909 cm3. La mayoría de los fósiles de la especie Homo ergaster a la cual pertenece este sobresaliente exponente, vivieron hace entre 1,8 – 1,6 millones de años en África. La tecnología de herramientas de piedra desarrollada en la fase cultural del paleolítico inferior achelense se identifica con la actividad del H. ergaster que fabricaba una amplia variedad de hachas y perforadores.
A los 65 años del descubrimiento del Hombre de Neandertal, en 1921, se producía el hallazgo del primer fósil, una mandíbula inferior, de una nueva especie que luego se nombraría H. heidelbergensis. La especie encontrada cerca de Heidelberg, venía a representar una especie de Homo Sapiens arcaico, antecesor del Neandertal. En 1974 a partir del descubrimiento de los primeros restos fósiles pre-neandertanleses en el yacimiento Sima de los Huesos de la Sierra de Atapuerca en España, se viene desarrollando un proyecto de exploración que ha develado un sorprendente riqueza. Se encontraron 5 mil fósiles pertenecientes a unos 30 individuos, que datan de hace 400 mil años. Eran individuos altos (1,75 m) y muy fuertes (llegarían a 100 kg), de grandes cráneos (1 350 cm³) y muy aplanados con relación a los del hombre actual, con mandíbulas salientes y gran abertura nasal. Su aparato fonador, parecido al del homo sapiens actual, ha hecho pensar que el lenguaje, entendido de una manera quizás diferente a la actual, ya estaba presente en estos grupos. Otra característica sobresaliente del Hombre de Heidelberg es haber presentado fósiles de mandíbulas totalmente endentadas lo que supone una organización social solidaria con los ancianos.
En 1997, tras el descubrimiento de un fósil de relevantes características, investigadores españoles del yacimiento de Atapuerca inscriben en la filogenia humana una nueva especie, el Homo antecessor. Esta especie pobló el escenario europeo desde hace cerca de 800 000 años atrás.
En concreto, el Niño de Gran Dolina (único del que se conserva una porción apreciable del cráneo) presenta algunos rasgos espectacularmente "modernos", en particular su cara, junto a otros muy parecidos a los de Homo ergaster. La cara de Gran Dolina es casi como la nuestra: plana, muy grácil. Nada parecido a la cara Neandertal, que también aparece esbozada en los cráneos de la Sima de los Huesos. Sin embargo, su frente sí parece primitiva, al estar dotada de una robusta barra de hueso sobre los ojos llamada torus supraorbitario. Los dientes tienen características muy primitivas (como tres raíces en los premolares), que los aproximan a los antiguos africanos. Así sus características extrañamente híbridas sitúan a los fósiles de Gran Dolina como una nueva especie H. antecessor que debió representar al último Homo africano antecesor del sapiens y al primer Homo europeo.
Según hemos intentado resumir, hace algo más de un par de millones de años, recientemente para la escala de los tiempos geológicos, se inaugura la era del género homo que en su evolución da lugar, unos miles de años atrás, a la especie humana (homo sapiens sapiens). La historia del género humano respecto a la del planeta representa las últimas 4 horas de un año terrestre. Durante estos dos millones de años, los antecesores directos del hombre moderno, en un proceso repleto de obstáculos, en permanente interacción con su entorno debieron transformarlo y ser transformado, desarrollar la cultura de la piedra y del fuego, mutar sus genes y configurar nuevas capacidades, entre las cuales el aprendizaje de lo nuevo y la enseñanza de lo aprehendido exigían de un sistema de comunicación desconocido hasta entonces en la obra infinita de la naturaleza: el lenguaje. De alguna manera una relación debió tejerse entre actividad práctica y cambios evolutivos al nivel genético.
El Homo sapiens ha fijado las transformaciones de sus antecesores y desarrollado las propias, entre las que se destacan: § El bipedalismo liberó las extremidades delanteras de las exigencias físicas de la traslación, las manos fueron adquiriendo un nivel de especialización, condicionado por la motilidad de los dedos, la oposición del pulgar, y la pronación de la muñeca, capaz de cumplir las más diversas órdenes dadas por un cerebro que a su vez aumentaba su tamaño y multiplicaba la especificidad y complejidad de las funciones de las áreas especializadas de su corteza. § El aumento del tamaño del cerebro y su especialización permitió la aparición de la llamada lateralización, esto es: una diferencia muy importante entre el hemisferio izquierdo y el hemisferio derecho del cerebro. El hemisferio izquierdo se especializó en las funciones relacionadas con el razonamiento y el lenguaje mientras el hemisferio derecho centralizó el sentido artístico, musical y la imaginación. § La visión estereoscópica y pancromática (capacidad de ver "todos" los colores del espectro visible), unido a la especialización de determinadas áreas de la corteza cerebral en el procesamiento y retención de las imágenes, convirtieron al Homo sapiens en un ser altamente visual e imaginario. § La columna vertebral adoptando su forma de S para dar una respuesta del tipo resorte, el desplazamiento del orificio occipital hacia la base del cráneo para facilitar el paso de la médula espinal, el ensanchamiento de la pelvis y la capacidad de “giro” hacia e interior de los huesos ilíacos de la región pelviana contribuyeron a soportar mejor el peso de los órganos en la posición erecta. § El descenso relativo en la ubicación de la laringe, el acortamiento del prognatismo compensado con una elevación de la bóveda palatina, la posición y estructura del hioides, su gracilidad y motilidad, y por último, el aumento de tamaño del cerebro y la especialización de las áreas de Wernicke y de Broca, fueron factores importantes en la configuración de un aparato fonador y de una estructura cerebral de comprensión significante y de control que facilitaron la articulación de un lenguaje.
Paralelamente con la práctica impulsada por la necesidad de transformar ventajosamente las formas de los materiales, los antepasados del hombre debieron reparar en las numerosas transformaciones que alteran la naturaleza de los materiales en su entorno: los volcanes producen lava y gases que afectan lo vivo y transforman el panorama natural, los rayos desatan incendios forestales, la carne cazada y los cadáveres se descomponen, los jugos de frutas se agrian o eventualmente se convierten en bebidas extrañamente estimulantes.
Con la conquista del fuego, su conservación y posterior producción, asistimos tal vez a la primera transformación química resultante de la actividad humana. La producción del fuego implicaba siempre la transformación de un material vegetal seco en cenizas y la liberación de humos. Existen las evidencias de que el fuego fue empleado por el hombre de Beijing (un Homo Erectus) hace 1,5 millones de años.
El fuego representó fuente de calor y luz, y medio de protección frente a los depredadores. Su utilización posterior para cocer los alimentos produjo importantes transformaciones anatómicas – fisiológicas en los seres humanoides que aumentaran la capacidad del cerebro y contribuyeran al desarrollo de los órganos del lenguaje.
Así, a través de una práctica condicionada por la amalgama de casualidad y necesidad, el hombre primitivo aprendió que al calentar con ayuda del fuego ciertos materiales, estos se transformaban en otros que exhibían nuevas y atractivas propiedades.
Mucho tiempo después, hace unos 40 000 años, en período que se clasifica como el paleolítico superior, el fuego se utiliza para calentar la piedra a fin de facilitar su trabajo, y para alterar el color de los pigmentos naturales que eran luego utilizados para pintar las paredes de las cuevas.
Se inicia así un matrimonio de las transformaciones químicas con el arte que llega hasta nuestros días. Pero las obras del arte rupestre demuestran dos cosas más:
La búsqueda de los ocres minerales, el óxido de hierro (III) y los óxidos del manganeso constituyó la primera actividad minera. La penetración en lo profundo de las cavernas y el trabajo en su interior exigen de una iluminación artificial. Unos cuantos candiles de piedra encontrados, en cuyo interior ardieron grasas animales, así lo atestiguan.
El ancestral interés del hombre por las figuras geométricas, la regularidad espacial y el sentido geométrico de las cosas ha quedado plasmado en el arte parietal. Esta inclinación natural queda reflejada no sólo en pinturas rupestres sino también en diseños prehistóricos de cerámica y tejidos. Las ideas de recta, curva, figuras planas y cuerpos surgieron de la misma naturaleza. Así el rayo de sol dio la idea de recta y el arco iris la noción de curva. El arte primitivo también reveló, el reflejo enajenado del comportamiento de los astros en la mente humana, en primer lugar del astro rey de nuestro sistema planetario. La bóveda y el movimiento de los cuerpos celestes imponían un bioritmo y una regularidad espacio temporal que desarrollaba el sentido del tiempo en la actividad del hombre. Con mitos y leyendas pero también con la paciente construcción de conocimientos astronómicos reaccionaría el hombre a sus inquietudes, de ello trataremos en la próxima sección. Con seguridad, el uso y mantenimiento del fuego significó un catalizador importante en el fin del nomadismo y en el desarrollo de los primeros asentamientos humanos estables. No es extraño que la adoración del fuego sea un denominador común de mitologías aparecidas en diferentes culturas y distantes escenarios geográficos. La combustión, esa bendita reacción que a la vez mantiene vivo el infierno, fue pues fuente de progreso y de conocimiento para el hombre desde los primeros tiempos. El mundo antiguo conoció de extraordinarios avances con el dominio del fuego. La Revolución Industrial que a partir del siglo XVIII transformó el mundo constituye expresión tecnológica de este poderío.
Bibliografía:
Altman, Sydney (2001): The RNA World. Nobel Prizes. Articles. The Official Web Site of the Nobel Foundation. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/articles/altman/index.html Consultado: 27/7/2005
Arsuaga, Juan Luis (2006): Marcha bípeda, el parto y la evolución del cerebro. Boletín Informativo nº 322, Fundación Juan March. "Evolución humana." Microsoft® Encarta® 2006 [DVD]. Microsoft Corporation, 2005. Arsuaga Juan Luis, Cervera José (2006): Evolución humana. Atapuerca, patrimonio de la humanidad. Grupo de paleontología humana de la Universidad Complutense de Madrid. http://www.ucm.es/info/paleo/ata/evoll-h.htm Consultado: 13/8/2006 Bada, Jeffrey L., Lazcano Antonio (2003): Prebiotic Soup – Revisiting the Miller Experiment. Science, Vol 300, 745-746, 2 May 2003.http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/300/5620/745Consultado: 3/8/2004
Carretero, José Miguel (2006): Evolución del tamaño y la forma del cuerpo de los homínidos. Boletín Informativo no. 323, Fundación Juan March. "Evolución humana." Microsoft® Encarta® 2006 [DVD]. Microsoft Corporation, 2005.
Cifuentes Lemus, J. R.; Torres García, M.P.; Frías M. (1997): Capítulo VII: Las eras geológicas y sus habitantes. El Océano y sus Recursos. Fondo de Cultura Económica. México. D.F. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/12/htm/sec_12.htm Consultado: 11/6/2003
Chamizo Antonio, Garritz Andoni (1995): Capítulo I. La naturaleza y su evolución química. Química Terrestre. Fondo de Cultura Económica. México D.F. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/097/htm/sec_6.htm Consultado: 26/6/2003
Darwin Charles (1859): El origen de las especies y la selección natural. Traducción a cargo de Antonio de Zulueta, Edición digital basada en la Edición de Madrid, Calpe, 1921. Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes, 1999. Taller Digital de la Universidad de Alicante. http://www.cervantesvirtual.com/servlet/SirveObras/13559620212026495222202/index.htm Consultado: 13/8/2006
Domínguez R. Abel (2002): El origen de la vida. Biología Educativa. Naturaleza Educativa. http://www.iespana.es/natureduca/index.htm Consultado: 8/7/2004
Echarri Prim Luis (1998): Tema 10. Disminución del ozono atmosférico. Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente. http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/indice.html Consultado: 18/4/2004
Engels, Friedrich (1876): El papel del trabajo en la transformación del mono en hombre. Archivo Marx Engels - Sección en Español del Marxists' Internet Archive. http://www.marxists.org/espanol/m-e/1870s/1876trab.htm Consultado: 25/7/2007
Harter, Richard (1998): Piltdown Man. Exploring the Creation/Evolution Controversy. The Talk Origins Archives. http://www.talkorigins.org/faqs/piltdown.html#millar Consultado: 12/8/2006
Johanson Donald C. et al (2006): Lucy’s Story. Institute of Human Origins. College of Liberal Arts and Sciences. Arizona State University. http://www.asu.edu/clas/iho/lucy.html Consultado: 13/8/2006
Kursanov A. (1995): Sketches to a portrait of A.I. Oparin. Lecture presented at the opening of the International Symposium “Biochemistry of the 21st Century: Problems and frontiers. Evolutionary Biochemistry and Related Areas of Physicochemical Biology. Edited by B. Poglazovet et al, Bach Institute and ANKO, Moscow, 1995. http://www.inbi.ras.ru/history/oparin/sketches%20to%20a%20portrait%20of%20oparin%20-%20100.pdf Consultado: 6/6/2005
Lehninger A. (1981): 37. El origen de la vida, p. 1045-1070. Bioquímica. Editorial Pueblo y Educación. La Habana.
Miller Stanley (1974): Primera Síntesis de compuestos orgánicos obtenida en el laboratorio en las (supuestas) condiciones de la Tierra primitiva. Artículo original: "The first laboratory synthesis of organic compounds under (a suposed*) primitive earth conditions". Traducido por: Isabel Fraire, para Ciencia y Desarrollo, sept.-oct. 1981, año VII, 40:158-164. Centro Universitario de Ciencias de la Salud (2000). Antología de textos científicos. Universidad de Guadalajara. http://www.geocities.com/fdocc/2.htm Consultado: 12/8/2003
Palmer A. R.; Geissman J. (2002): The Paleozoic Era: 543 to 248 Million Years Ago. UC Berkeley Museum of Palaontology. http://www.ucmp.berkeley.edu/paleozoic/aupaleozoic.html Consultado: 26/8/2006
Peretó Juli, Lazcano Antonio (2003): El experimento de Miller y el inicio de la Química Prebiótica. Profesores de la Universitat de València y de la Universidad Nacional Autónoma de México, respectivamente. Boletín Huygens no. 45. Especial Exobiología. http://www.astrosafor.net/Huygens/2003/45/ExperimentoMiller.htm Consultado: 9/12/2006
Raisman Jorge S., González Ana M. (2004): El Origen de la Vida. Universidad Nacional del Nordeste. República de Argentina. Hipertextos del Área de Biología. http://fai.unne.edu.ar/biologia/basicos/notas/origen_vida.htm Consultado: 12/12/2005
Reville William (2001): John Desmond Bernal – The Sage. Faculty of Sciences. University College, Cork. The Irish Times, October 11, 2001. http://understandingscience.ucc.ie/pages/sci_johndesmondbernal.htm Consultado: 10/7/2006
Smith Joseph V | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
