La tierra no revela sus secretos fácilmente, ni siquiera en la llamada «Cuna de la humanidad» en Sudáfrica, donde se han encontrado una gran cantidad de fósiles relacionados con la evolución humana.
Cráneos de Australopithecus encontrados en las cuevas de Sterkfontein, Sudáfrica. Crédito: Jason Heaton y Ronald Clarke.
Durante décadas, los científicos han estudiado estos fósiles de los primeros ancestros humanos y sus parientes perdidos hace mucho tiempo. Ahora, un método de datación desarrollado por un geólogo de la Universidad de Purdue acaba de retrasar la edad de algunos de estos fósiles encontrados en el sitio de las cuevas de Sterkfontein más de un millón de años. Esto los haría mayores que Dinkinesh —popularmente conocida como Lucy—, el fósil de Australopithecus más famoso del mundo.
La «Cuna de la humanidad» es un sitio del Patrimonio Mundial de la UNESCO en Sudáfrica que comprende una variedad de depósitos de cuevas con fósiles, incluso en las cuevas de Sterkfontein.
La cueva cuna
El sitio de Sterkfontein se hizo famoso por el descubrimiento del primer Australopithecus adulto, un antiguo homínido, en 1936. Los homínidos incluyen a los humanos y a nuestros parientes ancestrales, pero no a los otros grandes simios. Desde entonces, se han encontrado allí cientos de fósiles de Australopithecus —como el esqueleto casi completo de Little Foot—.
Darryl Granger, profesor de ciencias terrestres, atmosféricas y planetarias en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Purdue, es uno de esos científicos que trabaja como parte de un equipo internacional. Granger se especializa en la datación de depósitos geológicos, incluidos los de las cuevas. Como estudiante de doctorado, ideó un método para fechar sedimentos de cuevas enterrados que ahora utilizan investigadores de todo el mundo. Su trabajo anterior en Sterkfontein fechó el esqueleto de Little Foot en unos 3,7 millones de años, pero los científicos todavía están debatiendo la edad de otros fósiles en el sitio.
Mapa y sección transversal de Sterkfontein que muestra ubicaciones de muestra. Crédito: D. Granger et al.
En un estudio publicado en PNAS, Granger y un equipo internacional de científicos descubrieron que no solo Little Foot, sino todos los sedimentos de cuevas del lugar que contienen Australopithecus, datan de aproximadamente 3,4 a 3,7 millones de años —en lugar de 2-2,5 millones de años como los científicos teorizaron anteriormente—. Esa edad sitúa estos fósiles hacia el comienzo de la era de los Australopithecus, en lugar de hacia el final. Dinkinesh, que proviene de Etiopía, tiene 3,2 millones de años, y su especie, Australopithecus africanus, se remonta a unos 3,9 millones de años.
Datando las propias rocas
Sterkfontein es un sistema de cuevas profundo y complejo que conserva una larga historia de ocupación homínida del área. Comprender las fechas de los fósiles aquí puede ser complicado, ya que las rocas y los huesos cayeron al fondo de un profundo agujero en el suelo, y hay pocas formas de datar los sedimentos de las cuevas.
En el este de África, donde se han encontrado muchos fósiles de homínidos, los volcanes del Gran Valle del Rift depositan capas de ceniza que pueden fecharse. Los investigadores usan esas capas para estimar la edad de un fósil. En Sudáfrica, especialmente en una cueva, los científicos no tienen ese lujo. Por lo general, usan otros fósiles de animales que se encuentran alrededor de los huesos para estimar su edad o la colada de calcita depositada en la cueva. Pero los huesos pueden moverse en la cueva, y la colada joven puede depositarse en sedimentos viejos, lo que hace que esos métodos sean potencialmente incorrectos.
Un método más preciso es fechar las rocas reales en las que se encontraron los fósiles. La matriz similar al hormigón que incrusta el fósil, llamada brecha, es el material que Granger y su equipo analizan.
«Sterkfontein tiene más fósiles de Australopithecus que cualquier otro lugar del mundo», dijo Granger. «Pero es difícil obtener una buena fecha para ellos. Las personas observaron los fósiles de animales que se encontraron cerca de ellos y compararon las edades de las características de las cuevas, como las coladas, y obtuvieron un rango de fechas diferentes. Lo que hacen nuestros datos es resolver estas controversias. Muestra que estos fósiles son antiguos, mucho más antiguos de lo que pensábamos originalmente».
Granger y el equipo utilizaron espectrometría de masas con acelerador para medir los nucleidos radiactivos en las rocas, así como el mapeo geológico y una comprensión profunda de cómo se acumulan los sedimentos de las cuevas para determinar la edad de los sedimentos que contienen Australopithecus en Sterkfontein.
Secciones estratigráficas y fotos asociadas que muestran coladas fechadas previamente. Dos secciones están ubicadas en las barras rojas que se muestran en el mapa base que se encuentra en la leyenda de la figura.
Para ello se valieron del Laboratorio de Medición de Isótopos Raros de Purdue (PRIME Lab), mediante el cual fueron capaces de estudiar los llamados nucleidos cosmogénicos y lo que pueden revelar sobre la historia de los fósiles, las características geológicas y las rocas.
Los nucleidos cosmogénicos son isótopos extremadamente raros producidos por rayos cósmicos, partículas de alta energía que bombardean constantemente la tierra. Estos rayos cósmicos entrantes tienen suficiente energía para causar reacciones nucleares dentro de las rocas en la superficie del suelo, creando nuevos isótopos radiactivos dentro de los cristales minerales.
Un ejemplo es el aluminio-26: aluminio al que le falta un neutrón y se descompone lentamente para convertirse en magnesio durante un período de millones de años. Dado que el aluminio-26 se forma cuando una roca queda expuesta en la superficie, pero no después de haber sido enterrada profundamente en una cueva, los investigadores del laboratorio PRIME pueden datar los sedimentos de las cuevas (y los fósiles dentro de ellos) midiendo los niveles de aluminio-26 en tándem con otro nucleido cosmogénico, el berilio-10.
Rompecabezas evolutivo
Además de las nuevas fechas en Sterkfontein basadas en nucleidos cosmogénicos, el equipo de investigación hizo mapas cuidadosos de los depósitos de cuevas y mostró cómo los fósiles de animales de diferentes edades se habrían mezclado durante las excavaciones en las décadas de 1930 y 1940, lo que llevó a décadas de confusión con las edades anteriores.
«Lo que espero es que esto convenza a la gente de que este método de datación brinda resultados confiables», señaló Granger. «Usando este método, podemos ubicar con mayor precisión a los humanos antiguos y sus parientes en los períodos de tiempo correctos, en África y en otras partes del mundo».
La edad de los fósiles es importante porque influye en la comprensión de los científicos sobre el paisaje vivo de la época. Cómo y dónde evolucionaron los humanos, cómo encajan en el ecosistema y quiénes son y fueron sus parientes más cercanos son preguntas apremiantes y complejas. Poner los fósiles de Sterkfontein en su contexto adecuado es un paso para resolver todo el rompecabezas.
Fuente: EurekAlert. Edición: MP.