New fossils of Australopithecus sediba reveal a nearly complete lower back

Abstract

Adaptations of the lower back to bipedalism are frequently discussed but infrequently demonstrated in early fossil hominins. Newly discovered lumbar vertebrae contribute to a near-complete lower back of Malapa Hominin 2 (MH2), offering additional insights into posture and locomotion in Australopithecus sediba. We show that MH2 possessed a lower back consistent with lumbar lordosis and other adaptations to bipedalism, including an increase in the width of intervertebral articular facets from the upper to lower lumbar column (‘pyramidal configuration’). These results contrast with some recent work on lordosis in fossil hominins, where MH2 was argued to demonstrate no appreciable lordosis (‘hypolordosis’) similar to Neandertals. Our three-dimensional geometric morphometric (3D GM) analyses show that MH2’s nearly complete middle lumbar vertebra is human-like in overall shape but its vertebral body is somewhat intermediate in shape between modern humans and great apes. Additionally, it bears long, cranially and ventrally oriented costal (transverse) processes, implying powerful trunk musculature. We interpret this combination of features to indicate that A. sediba used its lower back in both bipedal and arboreal positional behaviors, as previously suggested based on multiple lines of evidence from other parts of the skeleton and reconstructed paleobiology of A. sediba.

Un equipo internacional de científicos de la Universidad de Nueva York, la Universidad de Witwatersrand y otras 15 instituciones, entre las que se encuentran los investigadores españoles Daniel García Martínez (UCM, CENIEH) y Markus Bastir (MNCN-CSIC), ha publicado en la revista de acceso abierto e-Life (Williams et al. eLife 2021;10:e70447), el descubrimiento de vértebras fósiles de dos millones de años de una especie extinta de un antiguo pariente humano. La recuperación de nuevas vértebras lumbares de la columna lumbar de un solo individuo del pariente humano, Australopithecus sediba, junto con vértebras descubiertas previamente, forman una de las columnas lumbares más completas del registro fósil y dan una idea de cómo este antiguo pariente humano caminaba y trepaba. Los fósiles fueron descubiertos en 2015 durante las excavaciones de una vía minera que corre junto al sitio de Malapa en el sitio del Patrimonio Mundial Cuna de la Humanidad, justo al noroeste de Johannesburgo, Sudáfrica. Malapa es el sitio donde, en 2008, el profesor Lee Berger de la Universidad de Witwatersrand y su hijo de nueve años, Matthew, descubrieron los primeros restos de lo que sería una nueva especie de antiguo pariente humano llamado Australopithecus sediba. Los fósiles del sitio datan de aproximadamente dos millones de años antes del presente. Las vértebras descritas en el presente estudio se recuperaron en una roca consolidada parecida al cemento, conocida como brecha, en casi articulación. Para eliminar el riesgo de dañar los delicados huesos, se escanearon con Micro-CT en la Universidad de Witwatersrand. Una vez preparadas virtualmente, las vértebras se añadieron a los fósiles recuperados durante el trabajo anterior y se comprobó que encajaban perfectamente en la columna vertebral del esqueleto fósil de los especímenes originales de Australopithecus sediba descritos por primera vez en 2010. El número de catálogo del esqueleto es MH 2, pero los investigadores han apodado al esqueleto femenino "Issa", que significa protector en suajili. El descubrimiento también estableció que, al igual que los humanos, sediba tenía solo cinco vértebras lumbares. "La región lumbar es fundamental para comprender la naturaleza del bipedalismo en nuestros primeros antepasados ​​y para comprender qué tan bien adaptados estaban para caminar sobre dos piernas", dice el profesor Scott Williams de la Universidad de Nueva York y la Universidad Wits y autor principal del artículo. El descubrimiento de los nuevos especímenes significa que Issa ahora se convierte en uno de los dos primeros esqueletos de homínidos que conservan tanto una columna inferior relativamente completa como una dentición del mismo individuo, lo que permite tener certeza sobre a qué especie pertenece la columna vertebral. “Si bien Issa ya era uno de los esqueletos más completos de un homínido antiguo jamás descubierto, estas vértebras prácticamente completan la parte inferior de la espalda y hacen que la región lumbar de Issa sea un competidor no solo por el homínido mejor conservado jamás descubierto, sino también probablemente el mejor preservado”, dice Berger, autor del estudio y líder del proyecto Malapa. Agrega que esta combinación de integridad y preservación le dio al equipo una mirada sin precedentes a la anatomía de la espalda baja de la especie. El presente estudio encontró que la lordosis de sediba era de hecho más extrema que cualquier otro australopitecino descubierto hasta ahora, y la cantidad de curvatura de la columna observada solo fue superada por la observada en la columna vertebral del niño Turkana (Homo erectus) de Kenia, de 1,6 millones de años, y de algunos humanos modernos. Además, respecto a la integración de la columna lumbar con otras regiones del esqueleto, el Dr. Daniel García Martínez, de la Unidad de Antropología de la Universidad Complutense de Madrid y miembro afiliado del CENIEH, indica “la capacidad de usar el medio arbóreo para la locomoción también se observa en algunas otras regiones anatómicas, como por ejemplo en su estrecho tórax superior”. El Dr. Bastir del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN) apunta que “estos resultados de sediba encajan muy bien en nuestros demás reconstrucciones de torsos de homínidos de transición, donde también vemos evolución en mosaico en otros sistemas anatómicos relacionados”. Estudios previos de esta especie antigua han resaltado las adaptaciones mixtas a través del esqueleto en sediba que han indicado su naturaleza de transición entre caminar como un humano y adaptaciones trepadoras. Estos incluyen características estudiadas en las extremidades superiores, la pelvis y las extremidades inferiores. El estudio concluye que sediba es una forma de transición de un antiguo pariente humano y su columna tiene una forma claramente intermedia entre las de los humanos modernos (y neandertales) y los grandes simios. "Issa caminaba como un humano, pero podía trepar como un mono", dice Berger.