Modelan el efecto del clima sobre la expansión de los seres humanos modernos

Migraciones de seres humanos anatómicamente modernos en haplogrupos mitocondriales según las teorías de Spencer Wells (2002) del Proyecto Genográfico. Los números indican miles de años.

Los cambios climáticos ocurridos en el pasado de nuestra especie, a través de sus efectos sobre la producción primaria, y los de ésta sobre la densidad de las poblaciones, han determinado la ubicación en el tiempo de los hitos más importantes de la expansión de los seres humanos anatómicamente modernos.

Hasta ahora, la historia de la dispersión de los seres humanos modernos tras la salida del continente africano se ha reconstruido, tentativamente, a partir de dos tipos de datos: el registro fósil, por un lado, y la distribución geográfica de determinados marcadores genéticos, por el otro. Pero se acaba de publicar un trabajo en el que se realiza una nueva aproximación metodológica a esta cuestión. Esa metodología incorpora, además de datos genéticos, nuevos elementos. El análisis incluye datos demográficos estimados a partir de modelos teóricos en los que se han tenido en cuenta las condiciones climáticas que supuestamente ha habido en las diferentes regiones del planeta durante los últimos 120.000 años, así como el efecto de esas condiciones sobre la densidad de las poblaciones humanas. Se puede decir que esa nueva aproximación consiste en cuantificar los efectos que han ejercido los cambios climáticos que han ocurrido en el pasado de la Tierra sobre la demografía de los seres humanos. Los acontecimientos demográficos del pasado, tales como colonizaciones, migraciones, cuellos de botella poblacionales y expansiones han afectado a la variabilidad genética, tanto intra como interpoblacional. Y lógicamente, cualquier efecto estimado del clima sobre tales acontecimientos demográficos ha de ser compatible con la distribución de los indicadores genéticos cuantitativos en las poblaciones modernas. El análisis se ha realizado recurriendo a simulaciones de diferentes escenarios, realizadas a partir de los modelos teóricos que se detallan en el anexo metodológico incluido al final.

La línea indica la relación entre densidad de población y producción primaria que resulta de las simulaciones basadas en los modelos utilizados. Los puntos corresponden a los valores correspondientes a los pueblos de cazadores-recolectores actuales

De acuerdo con los resultados obtenidos en las simulaciones, los valores de los parámetros de los modelos que arrojan estimaciones de la variabilidad genética humana más próximas a la diversidad actual ponen de manifiesto que el clima ejerce efectos decisivos sobre la demografía, efectos mediados, a su vez, por la relación existente entre la producción primaria y la densidad de población. Esas simulaciones arrojan resultados que son, por otro lado, consistentes con la relación que existe entre esas variables para los pueblos cazadores-recolectores actuales, lo que constituye, según los autores, un buen contraste de la validez del método, ya que los datos relativos a los pueblos cazadores-recolectores del presente no fueron utilizados para ajustar los parámetros del modelo.

Por otro lado, en lo relativo a los tiempos en que llegaron los seres humanos a los diferentes enclaves del planeta, las estimaciones del modelo son, de nuevo según los autores, acordes a los datos procedentes del registro fósil. Pero lo más importante es que si en el modelo se introducen valores de parámetros que ignoran el efecto del clima sobre la producción primaria, los resultados de las simulaciones dejan de aproximarse a los datos paleontológicos.

Según el modelo, la expansión humana comienza en el África subsahariana hace entre 160.000 y 150.000 años, aunque la simulación hasta una época situada hace 120.000 años hubo de hacerse considerando condiciones climáticas invariables, pues carecían de estimaciones de clima anteriores a esa fecha. Las expansiones hacia el sudeste asiático anteriores a -90.000 años habrían sido efímeras, y no sería hasta hace 70.000 o 60.000 años que se produjo la salida definitiva una vez que las condiciones climáticas lo permitieron. Los seres humanos anatómicamente modernos habrían llegado al sudeste asiático hace 50.000 o 45.000 años, y la expansión a Australasia se habría demorado hasta hace 45.000 o 40.000 años, al bajar el nivel del mar en ese periodo.

Los colores indican el momento en que los seres humanos modernos llegaron a cada zona, de acuerdo con las estimaciones de los modelos

Sin embargo, las simulaciones también ofrecen unos pocos escenarios que son compatibles con una salida temprana de África y una rápida expansión hacia el sudeste de Asia, a donde habrían llegado hace unos 60.000 años; el problema es que en la elaboración del modelo no se han utilizado datos genéticos de los aborígenes australianos actuales, lo que limita mucho la posibilidad de sacar conclusiones válidas para la expansión en ese continente.

El modelo estima una llegada a Europa hace 55.000 años, algo anterior a la fecha en que están datados los primeros restos humanos modernos en ese continente. Según los autores, la expansión por Europa se vió obstaculizada, quizás, por la competencia con los neandertales, lo que habría retrasado la llegada efectiva de los seres humanos modernos, aunque las condiciones climáticas pudieran haber permitido una llegada anterior. Por otra parte, la colonización del continente americano se produjo, según el modelo, hace unos 15.000 años, y la expansión hasta el sur del continente se habría completado 5.000 años después.

Los autores dan por buena en este trabajo una cronología que ubica de forma muy próxima al momento presente eventos tales como la salida de África, la llegada al sudeste asiático y la colonización de Australia. Sin embargo, como vimos aquí, estimaciones realizadas recientemente utilizando tasas de mutación realistas y más bajas que las que se habían utilizado antes, producen un adelanto considerable en las estimaciones temporales de esos hitos. Esta discrepancia bien puede deberse a que las tasas de mutación aquí utilizadas sean también demasiado altas. Aunque quizás el problema radica, precisamente, en no haber contado con datos referidos a los aborígenes australianos. De hecho, tal y como se ha apuntado antes, algunas de las combinaciones de parámetros que daban buenos resultados sí son compatibles con una salida temprana y rápida expansión hacia Australasia.

La utilización de diferentes aproximaciones metodólogicas irá arrojando cada vez más luz a nuestro pasado, y ello nos permitirá afinar cada vez más en la ubicación en el tiempo de los hitos más importantes del mismo. Esta investigación tiene el valor de aportar un marco conceptual y metodológico que no se había utilizado nunca para reconstruir nuestro pasado. Es quizás muy arriesgado trabajar con modelos teóricos cuyas estimaciones están sometidas a un alto grado de incertidumbre, pero conforme dispongamos de datos más precisos, será posible realizar estimaciones bastante buenas de datos paleoclimáticos, producción primaria en el pasado, y evaluar el efecto de ese tipo de condiciones sobre la dinámica de poblaciones humanas a lo largo del tiempo.

Anexo metodológico:

En resumen, el procedimiento seguido ha constado de varias etapas. En primer lugar, han analizado la diversidad genética actual de la humanidad tal y como la reflejan determinados marcadores (54 microsatélites de dos nucleótidos y 166 microsatélites de tres nucleótidos) en 51 poblaciones repartidas por todo el mundo. A partir de una tasa de mutación específica, -y ya conocida-, para esos marcadores, se pueden realizar estimaciones de los momentos en que se fueron produciendo los hitos relevantes del pasado de esas poblaciones. También han reconstruido, basándose en un modelo, el clima de las diferentes zonas del planeta y, en concreto, la temperatura y la pluviosidad, y han utilizado los valores de temperatura y pluviosidad para estimar, de nuevo mediante un modelo, la producción primaria de cada zona. La producción primaria se considera un indicador adecuado de la disponibilidad de alimento y, por lo tanto, un condicionante directo de la densidad de población en cada momento y lugar.

El procedimiento exige también la elaboración de un modelo demográfico. Para ello, han dividido el planeta en celdas hexagonales de 100 km de anchura y cada hexágono ha sido tratado como una unidad. A cada uno de ellos le corresponde en cada momento del pasado (a intervalos de 1000 años) unas condiciones determinadas de producción primaria, tal y como se estima a partir de los modelos de clima y de producción. La simulación demográfica se inicia en un lugar de África (11º 7’ S, 34º 21’ E) en el que viven K0 individuos que corresponden a la población ancestral de la que parte la dispersión. En cada celda la población crece de forma lineal hasta que alcanza la capacidad de carga que corresponde a los valores de producción primaria. Si la producción primaria es baja, la densidad de población baja, pero si es alta, crece. Si ese crecimiento conduce a que se iguale la capacidad de carga, entonces el modelo simula movimientos poblacionales hacia los hexágonos adyacentes.

Una vez llegados al punto anterior, se realiza una simulación hacia delante, partiendo del -120.000 años y estimando efectivos poblacionales en cada celda a lo largo del tiempo hasta llegar al momento presente. Y a continuación se utilizan los datos genéticos para trazar la genealogía de cada marcador hacia atrás, hasta llegar al momento de los k0 individuos hace 120.000 años. Estas simulaciones se realizan ensayando un número muy elevado de posibles valores en los parámetros de los modelos, para seleccionar los que ofrecen los mejores resultados considerando como criterio de adecuación el grado de aproximación entre los datos genéticos reales y los que resultan de las simulaciones para el momento presente.

Fuente: Anders Eriksson, Lia Betti, Andrew D. Friend, Stephen J. Lycett, Joy S. Singarayer, Noreen von Cramon-Taubadel, Paul J. Valdes, Francois Balloux, y Andrea Manica (2012): “Late Pleistocene climate change and the global expansion of anatomically modern humans” PNAS 109 (40): 16089-16094 (www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1209494109)

2 pensamientos sobre “Modelan el efecto del clima sobre la expansión de los seres humanos modernos

    1. Juan Ignacio Pérez Iglesias Autor

      Yo creo que es un caso de libro de correlación espuria. Esa posibilidad la cita el articulista, pero no sé cómo la valora, porque acaba refiriéndose a unos compuestos químicos del chocolate como posibles responsables del supuesto efecto. Yo creo que lo que ocurre es que el consumo de chocolate está muy relacionado con la riqueza, y el número de premios Nobel también. Seguramente no se trata de una relación con un alto coeficiente de correlación, pero la relación funcional subyacente sería esa.

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