Evolució cranial dels homínids

OBJECTIUS

1. Comparar perfils, a escala natural, de cranis de diferents espècies d’homínids.
2. Determinar la variació de la capacitat cranial i dels canvis morfològics al llarg de l’evolució d’aquest grup.

MATERIAL

– Llapis de colors taronja, vermell, verd, blau i marró
– Regle graduat
– Full de paper vegetal
– Llapis i goma
– Paper de filtre
– Calculadora
– Transportador d’angles

FONAMENTS

L’arbre filogenètic vigent del grup dels homínids considera que l’aparició del gènere Homo es va produir a partir de l’evolució de Australopithecus africanus fa 2,5 milions d’anys.

La línia filètica de la nostra espècie correspon a la d’Homohabilis, H. ergasteri H. antecessor. A partir d’aquesta última espècie, fa 1 milió d’anys, trobem una divergència, la que correspon a  H. heidelbergensisi H. neanderthalensis, que no té continuïtat a l’actualitat, i la que correspon a H. rhodesiensisi a la nostra espècie, H. sapiens, de la que distingim els humans antics (Home de Cromanyó) dels humans actuals (la subespècie Homo sapiens sapiens).

Homo erectus, en canvi, forma una línia filètica divergent i extinta que se separa de la nostra a partir de l’evolució d’H. ergaster, fa 1,5 milions d’anys.

L’arbre filogenètic dels homínids s’ha pogut determinar gràcies al registre fòssil existent i a l’estudi de la variació dels diferents caràcters taxonòmics des de les espècies més antigues a les més modernes. Nous descobriments paleontològics poden aportar, però, més dades que permetin corregir o replantejar l’arbre evolutiu dels humans.

PROTOCOL

1) Descarrega i imprimeix el següent document:

2) Observa les reproduccions a escala dels perfils cranials dels següents homínids: Australopithecus africanus, Homo erectus, Homo sapiens neanderthalensis, Homo sapiens (Home de Cromanyó) i Homo sapiens sapiens (Humà actual). A cada perfil estan senyalats els següents punts:

G: punt més sobresortint del front (os frontal).
O: Punt més sobresortint del clatell (os occipital).
A – B: Eix vertical de l’el·lipse cranial.
C – D: Eix longitudinal major de l’el·lipse cranial.

3) Calca centrat en el paper vegetal el perfil corresponent a Homo sapiens sapiens utilitzant el llapis de color taronja, i marca la posició dels 6 punts: A, B, C, D, G, O. Tot seguit uneix amb llapis de grafit els punts G – O en línia recta.

4) Sobre el mateix paper vegetal, calca la resta de perfils cranials i marca la posició dels corresponents 6 punts, tot complint els següents requisits:

a. Els punts G de tots els perfils cranials coincideixen en un mateix punt.

b. Els punts O de tots els perfils cranials s’alineen sobre la recta que dibuixa el segment G – O del perfil d’Homo sapiens sapiens.

c. Els perfils cranials s’identifiquen amb els llapis de colors següents:

Homo sapiens (Home de Cromanyó): vermell.
Homo sapiens neanderthalensis: verd.
Homo erectus: blau.
Australopithecus africanus: marró.

5) Incorpora al full vegetal una llegenda que identifiqui el color utilitzat per a cadascuna de les espècies.

6) Determina el volum cranial de cada espècie aproximant la forma de la cavitat encefàlica a un el·lipsoide (el·lipse amb volum):

Per a això, mesura amb un regle sobre el paper vegetal la distància A – B (eix vertical (c)) i la distància C – D (eix longitudinal (a)) de cada perfil cranial i anota les mides en cm en una taula com la següent (l’eix transversal (b) ha estat calculat de forma teòrica i ja consta a la taula):

Tot seguit realitza els càlculs i indica els resultats a la taula següent:

ACTIVITATS

A) A partir dels resultats obtinguts, determina de manera justificada quina sembla ser la tendència general de variació evolutiva de la capacitat cranial des de l’espècie Australopithecus africanus fins a l’espècie Homo sapiens sapiens.

B) Hi ha una espècie que sembla apartar-se d’aquesta tendència. De quina espècie es tracta? Si es té en compte l’índex de cefalització (relació entre el volum de l’encèfal i el volum de la resta del cos: V_encèfal/ V_cos) en comptes de tenir en compte només el volum encefàlic, es conclou que l’espècie segueix perfectament la tendència observada en el conjunt d’espècies estudiades. Què pots interpretar, doncs, sobre les característiques de l’espècie en qüestió? Argumenta la teva resposta.

C) Descriu a partir dels dibuixos del paper vegetal i de manera argumentada (mitjançant mesures comparatives) les variacions del prognatisme (projecció cap endavant de la mandíbula) al llarg de l’evolució.

D) Descriu a partir dels dibuixos del paper vegetal i de manera argumentada (mitjançant mesures comparatives) les variacions en els arcs supraciliars (sobresortints ossis sobre les celles) al llarg de l’evolució.

E) Descriu a partir dels dibuixos del paper vegetal i de manera argumentada (mitjançant mesures comparatives) les variacions en la mida i forma de l’os occipital al llarg de l’evolució.

F) Descriu a partir dels dibuixos del paper vegetal i de manera argumentada (mitjançant mesures comparatives) les variacions en la mida i la inclinació de l’os frontal al llarg de l’evolució.