Cada año, desde finales de mayo hasta principios de julio, un equipo global de estudiantes, paleoantropólogos, geólogos y expertos en fauna, que viajan desde Sudáfrica, Australia, Estados Unidos y Europa, realizan el viaje a Drimolen, un sistema de cuevas ubicado al norte de Johannesburgo. en Sudáfrica y dentro de la “Cuna de la Humanidad”. Este equipo de excavación de fósiles, del que formo parte, llega cada año con la esperanza renovada de desenterrar cráneos conservados y completos de antepasados humanos. Desde el momento en que bajamos del avión, buscamos en serio, anticipando que nuestra gran oportunidad podría ocurrir en cualquier momento, al acecho entre la roca y la tierra.
En 2018, una estudiante de excavación, Samantha Good, se topó con el cráneo de un macho adulto de un Paranthropus robustus, acostado boca abajo, con los dientes superiores a la vista. Durante la semana siguiente, nuestras dos mejores excavadoras, Angeline Leece y Stephanie Baker, excavaron cuidadosa y persistentemente el fósil hasta que pudo ser removido, todavía en gran parte encerrado en sedimento. Durante las siguientes dos semanas continué con su excelente trabajo eliminando el sedimento restante para liberar el cráneo de su sarcófago sedimentario de dos millones de años y comencé el minucioso proceso de reconstrucción de los cientos de fragmentos individuales. Mientras que la especie Paranthropus robustus, un primo de nuestro propio linaje, ya es conocido por la ciencia, el descubrimiento de un cráneo tan completo precipitó una búsqueda para reevaluar todo lo que creíamos saber sobre nuestro pariente extinto.
Una de las cosas más emocionantes de descubrir fósiles humanos es que brindan la oportunidad de abordar preguntas científicas sobre nuestros propios orígenes compartidos que antes no eran posibles de responder. En el caso del nuevo Paranthropus robustus cráneo, etiquetado como DNH 155, estas nuevas preguntas se centraron en el ritmo y el modo de cómo la microevolución humana (pequeños cambios dentro de una especie) ocurrieron en respuesta a un clima en evolución hace dos millones de años.
La teoría de Darwin de la evolución gradual por selección natural predice que las poblaciones cambiarán con el tiempo, pero rara vez tenemos la resolución para “ver” cómo ocurrieron estos cambios hace tanto tiempo. Para decirlo de otra manera, ya tenemos una excelente perspectiva reducida de la historia evolutiva humana, pero cuando hacemos zoom para evaluar cambios de menor escala, la imagen se vuelve muy pixelada y difícil de ver. El descubrimiento del cráneo DNH 155 nos proporciona efectivamente una instantánea estrecha pero de alta resolución de los cambios microevolutivos a pequeña escala que ocurrieron entre diferentes poblaciones secuenciales.
Excavar un fósil es un poco como desenvolver un regalo: nunca estás completamente seguro de lo que obtendrás. En el caso del cráneo de DNH 155, el “envoltorio” fueron sedimentos de cuevas de dos millones de años y el “desenvolvimiento” fue un proceso laborioso y precario que tomó semanas. A pesar de eso (y como un regalo), nuestro equipo tenía buenas razones para sospechar desde el primer día que íbamos a tener colectivamente el privilegio de descubrir algo muy especial. Sin embargo, el problema con la arqueología y la paleoantropología es que el acto de excavar un fósil o un artefacto es intrínsecamente destructivo. Los sedimentos que encierran tales descubrimientos pueden decirnos mucho sobre la edad y el contexto de los fósiles mismos, por lo que debemos inventar formas innovadoras de preservar este registro.
La situación con el cráneo DNH 155 era aún más compleja porque los ancestros humanos fósiles rara vez salen del suelo de una sola pieza. De hecho, el cráneo DNH 155 estaba en varios cientos de piezas, algunas más pequeñas que la uña del meñique promedio, y cada pieza era increíblemente frágil. Debido a que no es posible excavar (y así destruir el contexto original) de un fósil dos veces, es importante que hagamos las cosas bien la primera vez. Por esta razón, los escáneres 3D han cambiado las reglas del juego.
CONSTRUCCIÓN DIGITAL EN CURSO
Mi trabajo principal en el sitio es reconstruir fósiles, por lo que se me encomendó la tarea de armar el cráneo DNH 155. Tomó alrededor de una semana eliminar por completo los fragmentos de cráneo y todo el sedimento pegando las piezas desde su lugar de descanso original dentro de la cantera principal de Drimolen. Como cada uno de los aproximadamente 300 fragmentos fue cuidadosamente removido, fueron digitalizados con un Artec Space Spider, un escáner 3D de mano profesional. El escáner dispara patrones de luz que se distorsionan según la geografía del objeto que golpea y rebotan en el escáner, como un murciélago usando un sonar, pero en este caso, lo que rebota de un lado a otro es la luz en lugar del sonido. Esta tecnología se utilizó para crear registros digitales de alta resolución de cada pieza de la ubicación del cráneo dentro del sedimento en caso de que alguna pieza se desprenda inesperadamente.
La primera fase de reconstrucción se completó juntando manualmente las piezas. Pero, incluso después de la reconstrucción manual, hubo algunos elementos del cráneo que no se pudieron colocar porque el punto de contacto era demasiado pequeño o se había perdido una pequeña parte de los bordes. En estos casos, se utilizó el software de Artec para situar digitalmente las piezas entre sí. Específicamente, la cara de DNH 155 no se puede unir de manera segura al resto del cráneo. Esta fusión se logró de forma digital. Aunque podría haber estado pegado, unir las piezas de esta manera habría sido arriesgado y probablemente habría causado un daño permanente al fósil. La reconstrucción publicada del cráneo DNH 155 no habría sido posible sin la tecnología 3-D, lo que habría sido un gran golpe para la capacidad de otros investigadores para evaluar el fósil en el futuro.
DEMOCRATIZAR LOS DATOS FÓSILES
La reconstrucción fue solo una parte del programa de investigación diseñado para revelar los secretos de este raro cráneo. Muchos de los investigadores que trabajan con fósiles de Sudáfrica no pueden viajar a Johannesburgo para trabajar en los originales. Esto es especialmente cierto para los investigadores que no se encuentran en instituciones ricas y para los estudiantes con problemas de liquidez en general. Es por esta razón que el equipo de Drimolen ha invertido un capital significativo para digitalizar el cráneo DNH 155 y la mayor parte del conjunto fósil de Drimolen. Como Ph.D. Como estudiante, estoy particularmente interesado en el potencial de los escáneres 3D de alta calidad, como el Space Spider, para democratizar la investigación al permitir un acceso fácil y gratuito a datos con calidad de investigación. Si bien los permisos y el acceso a dichos datos están controlados por la Universidad de Witswatersrand (en el caso de los fósiles de Drimolen), nuestra intención final es compartir nuestros datos con los investigadores, en particular los investigadores de carrera temprana, que se ocupan de un tema relacionado con la Fósiles de homínidos sudafricanos.
La paleoantropología tiene una historia de ser una disciplina combativa y, a menudo, excluyente. Creo que la tecnología 3-D y los datos altamente portátiles que genera tienen la capacidad de ayudar a reunir a una nueva generación de investigadores y facilitar colaboraciones que antes no hubieran sido posibles. Hace veinte años, el paleoantropólogo Gerhard Weber pidió tal revolución. Aún no hemos llegado a ese punto, pero estamos progresando.
Este es un artículo de opinión y análisis.