La primera reconstrucción virtual en 3D del tórax de un neandertal adulto ha permitido demostrar que el tórax de los neandertales tenía un tamaño similar al de los humanos modernos, pero tenía una forma diferente. El nuevo estudio revela así que los neandertales pudieron haber tenido un mecanismo de respiración sutilmente diferente a los humanos modernos. FOTO: Izquierda: Fotografía de un molde del esqueleto neandertal de Kebara 2 tal y como fue encontrado./ J. Trueba/Madrid Scientific Films
Derecha: Imagen de la reconstrucción del tórax de Kebara 2. Barra de escala = 5 cm. / A. Gómez-Olivencia, A. Barash and E. Been

La columna vertebral de los neandertales era más estable que la de los humanos modernos. Asimismo tenían las costillas inferiores orientadas de manera más horizontal lo que hace suponer a los investigadores que su respiración dependía en mayor medida del diafragma frente al caso de Homo sapiens donde intervienen tanto el diafragma como la caja torácica. Estas son algunas de las conclusiones de un estudio publicado hoy en Nature Communications.

“Las diferencias entre un tórax neandertal y un humano moderno son llamativas", comentan los investigadores

Para este trabajo, liderado por Asier Gómez-Olivencia, investigador Ikerbasque en la UPV/EHU y Ella Been, investigadora del Ono Academic College de Tel Aviv en la que también participa el Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), los investigadores crearon un modelo virtual del tórax con los restos fósiles del yacimiento de Kebara (Israel), en concreto con los restos del individuo Kebara 2.  

El equipo se basó tanto en las observaciones directas del esqueleto de Kebara 2, guardado actualmente en la Universidad de Tel Aviv, así como en escáneres (tomografía axial computerizada) de las vértebras, costillas y huesos pélvicos. Una vez reunidos todos los elementos anatómicos la reconstrucción virtual se hizo por medio de un software 3D especificamente diseñado para este fin.

“Este fue un trabajo meticuloso –dice Alon Barash de la Bar Ilan University en Israel– tuvimos que escanear cada una de las vértebras y todos los fragmentos de costillas para después recolocarlos virtualmente en 3D”.

“En el proceso de reconstrucción, fue necesario ‘cortar’ y volver a alinear de manera virtual algunos huesos que mostraban deformación, así como hacer imágenes especulares de las costillas mejor conservadas para sustituir aquellas peor conservadas del otro lado”, comenta Asier Gómez-Olivencia, Ikerbasque research fellow en la Universidad del País Vasco-Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU).

“Las diferencias entre un tórax neandertal y un humano moderno son llamativas. En los neandertales, la posición de columna vertebral respecto a las costillas indica una columna vertebral más estable. Además, el tórax es más ancho en su parte inferior”, comentan Daniel García Martínez y Markus Bastir, investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), coautores del trabajo.

“Un tórax más ancho en su parte inferior y unas costillas orientadas de manera más horizontal, tal y como se puede ver en la reconstrucción, sugiere que la respiración de los neandertales dependía en mayor manera del diafragma”, comenta Ella Been del Ono Academic College.

“Nuestra especie depende tanto del diafragma como de la expansión de la caja torácica. En este estudio podemos ver cómo el uso de nuevas tecnologías y metodologías en el estudio de los restos fósiles proporcionan nueva información para entender especies extintas”, añade Mikel Arlegi (UPV/EHU).

Estos nuevos resultados son coherentes con un reciente trabajo de dos de los co-autores, Markus Bastir y Daniel García-Martínez (Grupo de Paleoantropología, MNCN), en el que apoyan la presencia de una mayor capacidad pulmonar para los neandertales.

Patricia Kramer de la Universidad de Washington resume: “Esta es la culminación de 15 años de investigación en el tórax neandertal, y esperamos que futuros análisis genéticos nos den pistas adicionales sobre su fisiología respiratoria”.

Avanzando en el conocimiento de los neandertales

Los neandertales fueron cazadores-recolectores que habitaron Eurasia occidental durante más de 200.000 años, tanto durante periodos glaciares como interglaciares hasta que se extinguieron hace unos 40.000 años. Mientras que algunas de las regiones anatómicas de estos humanos extintos se conocen relativamente bien, otras como la columna vertebral y las costillas son menos conocidas porque estos elementos son más frágiles y no se conservan bien en el registro fósil.

Este esqueleto es, hasta el momento, el que conserva el tórax más completo del registro fósil de los neandertales

En 1983, un esqueleto neandertal parcial (denominado oficialmente Kebara 2, y apodado Moisés) perteneciente a un individuo masculino joven que murió hace aproximadamente 60.000 años, fue descubierto en el yacimiento de Kebara (Monte Carmelo, Israel). Este esqueleto no conserva el cráneo, ya que tiempo después del enterramiento el cráneo fue retirado, probablemente como consecuencia de un ritual funerario.

En cambio, preserva todas las vértebras y las costillas, así como otras regiones anatómicas frágiles como la pelvis o el hueso hioides (un hueso situado en el cuello donde se insertan algunos de los músculos de la lengua). Es por tanto el esqueleto que, hasta el momento, conserva el tórax más completo del registro fósil de los neandertales.

Durante más de 150 años se han recuperado restos neandertales en muchos lugares en Europa y Asia occidental (incluyendo Oriente medio), y la forma del tórax de esta especie humana ha sido objeto de debate desde 1856, cuando se encontraron las primeras costillas pertenecientes a este grupo humano.

En la última década, las reconstrucciones virtuales se han convertido en una nueva herramienta, cada vez más usada, en el estudio de los fósiles. Esta metodología es especialmente útil con restos fósiles frágiles como las vértebras y costillas que conforman el tórax. Hace casi dos años, el mismo equipo de investigación presentó una reconstrucción de la columna vertebral de este mismo individuo, que indicaba la presencia de una columna con curvaturas menos acentuadas en estos humanos con respecto al Homo sapiens.

Referencia bibliográfica:

Gómez-Olivencia, A., Barash, A., García-Martínez, D., Arlegi, M., Kramer, P., Bastir, M., Been, E. "3D virtual reconstruction of the Kebara 2 Neandertal thorax". Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-06803-z