La integración morfológica dirige la evolución de la forma del cráneo humano

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Equipo de investigadores de la Universidad de Barcelona. Imagen: UB.

Un equipo de investigadores de España, Reino Unido, Suecia y Argentina han llevado a cabo un estudio que apunta a que la integración morfológica, determinada genéticamente, dirige la evolución de la forma del cráneo humano  Los investigadres han estudiado 390 cráneos de la colección de los denominados cráneos decorados de la iglesia católica de Hallstatt (Austria). Se trata, según los expertos, de una muestra excepcionalmente valiosa en antropología.

La colección de la cripta, que contiene más de 700 piezas, es famosa porque los cráneos están decorados con pinturas de flores, hojas y cruces, y el nombre del difunto está escrito en la frente. Asociada a los registros de nacimientos, matrimonios y defunciones, la colección ha permitido reconstruir las relaciones filogenéticas de la población desde el siglo XVII y estimar el componente genético de la forma del cráneo.

En el estudio, participan los expertos Miquel Hernàndez, Neus Martínez-Abadías y Mireia Esparza, de la Unidad de Antropología del Departamento de Biología Animal de la UB, Christian P. Klingenberg (Universidad de Manchester), Torstein Sjövold (Universidad de Estocolmo), Mauro Santos (UAB) y Rolando González-José (Centro Nacional Patagónico, CENPAT-CONICET).

Mapa de 29 puntos del cráneo  

Según el estudio, el potencial evolutivo del cráneo está limitado formalmente por la integración morfológica de todas las estructuras craneales. "En este escenario evolutivo, sería difícil cambiar o modificar un elemento sin alterar el resto", subraya el profesor Miquel Hernàndez. "Tradicionalmente -continúa- siempre se ha estudiado cómo ha actuado la selección sobre un carácter determinado. Sin embargo, en realidad todo está relacionado entre sí. El concepto clave es la integración morfológica: si cambiamos un elemento en la forma del cráneo, cambia todo el conjunto, y solo se favorecen los cambios que van en la dirección de este patrón morfológico". 

Tal como explica la investigadora Neus Martínez-Abadías, primera autora del estudio, "uno de los aspectos más innovadores del trabajo es el empleo de una metodología que permite estudiar el conjunto del cráneo desde una perspectiva global, y cuantificar la importancia de la integración morfológica. Esto evita hacer el análisis de cada carácter por separado como si la evolución actuara de manera atomizada".

En el trabajo, los expertos aplican técnicas de morfometría geométrica y genética cuantitativa para estudiar la forma del cráneo. El estudio analiza  las coordenadas tridimensionales de 29 puntos repartidos por el cráneo, y simula diferentes escenarios de selección de algunos caracteres clave durante la historia evolutiva de los humanos modernos: la posición avanzada del foramen magnum, la flexión de la base del cráneo, la retracción facial y el aumento del tamaño neurocraneal. Aunque se creía que estos caracteres habían evolucionado por separado -a consecuencia de la selección por el bipedismo, los cambios en la dieta y la encefalización-, todo apunta a que están fuertemente integrados y la evolución de cada carácter podría haber favorecido la evolución del resto. 

La evolución actua de forma conjunta

El nuevo trabajo sugiere una reinterpretación de los escenarios evolutivos del cráneo en los humanos modernos. Tal como explica la profesora Mireia Esparza, "la evolución actúa de manera conjunta y los caracteres no evolucionan nunca por separado. En el cráneo, todos los cambios evolutivos han convergido sobre este patrón morfológico. Por eso, no podemos simplificar y estudiar cómo ha respondido un carácter a un factor selectivo de forma independiente al resto. Este factor selectivo, probablemente, debe haber influido sobre el carácter, pero también está limitado por otros factores que han afectado a las otras partes del cráneo". 

A lo largo de las genealogías humanas, cada rasgo evolucionaría gradualmente, pero dentro de un fuerte patrón de integración morfológica con una potente base genética. "Este patrón morfológico, que es funcional y operativo, no debe considerarse como una restricción negativa. Si nos referimos a patologías del desarrollo del cráneo, este patrón de integración podría restringir los límites de la variación para preservarlos dentro de un marco funcional", concluye la investigadora Neus Martínez-Abadías. Este nuevo trabajo científico se ha llevado a cabo con la colaboración de la iglesia católica de Hallstatt (Austria), la Fundación para la Investigación Antropológica Wenner Gren (Estados Unidos) y el Ministerio de Educación y Ciencia (España).