Los sorprendentes hallazgos sugieren que los primeros humanos modernos no necesitaban necesariamente utilizar herramientas y cocinar para procesar alimentos duros de alto valor nutritivo, como los frutos secos -y quizás alimentos menos duros como la carne-, pero pueden haber perdido la capacidad de comer elementos muy duros, como tubérculos u hojas.
En la primera comparación de este tipo, investigadores australianos han descubierto que el cráneo humano, de construcción ligera, tiene una mordida mucho más eficaz que los del chimpancé, el gorila y el orangután, y que los de dos miembros prehistóricos de nuestra familia, el Australopithecus africanus y el Paranthropus boisei.
Descubrieron que los humanos modernos pueden alcanzar fuerzas de mordida relativamente altas utilizando músculos de la mandíbula menos potentes. En resumen, el cráneo humano no tiene que ser tan robusto porque, para cualquier fuerza de mordida, la suma de las fuerzas que actúan sobre el cráneo humano es mucho menor.
Estos resultados también explican la aparente inconsistencia de un esmalte dental muy grueso en los humanos modernos, una característica típicamente asociada con altas fuerzas de mordida en otras especies. El grueso esmalte y las grandes raíces de los dientes humanos están bien adaptados para soportar grandes cargas al morder.
El estudio aparece en un artículo publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B por un equipo dirigido por el doctor Stephen Wroe, del Grupo de Investigación de Biomecánica Computacional de la Escuela de Ciencias Biológicas, Terrestres y Ambientales de la UNSW. Utilizaron un sofisticado análisis tridimensional (3D) de elementos finitos para comparar modelos digitales de cráneos reales que habían sido escaneados por TAC.
La técnica, adaptada de la ingeniería, proporciona una visión muy detallada de dónde se producen las tensiones en los materiales bajo cargas diseñadas para imitar escenarios reales. El equipo de Wroe ya ha utilizado este método para estudiar la mecánica de la mandíbula de especies vivas y extinguidas tan variadas como el gran tiburón blanco y el tigre de dientes de sable.
Este resultado pone en tela de juicio las sugerencias anteriores de que la evolución de un cráneo menos robusto en los humanos modernos implicaba una compensación por una mordida más débil o era necesariamente una respuesta a los cambios de comportamiento, como el cambio a alimentos más blandos o el mayor procesamiento de los alimentos con herramientas y la cocina. También se ha sugerido que los músculos de la mandíbula humana se redujeron para dar paso a un cerebro más grande.
“Por muy plausibles que parezcan estas ideas, se han basado en muy pocos datos comparativos: por ejemplo, no hay registros reales de la fuerza de la mordida recogidos de miembros vivos de ninguna otra especie de simios”, dice el Dr. Wroe. “Resulta que no tenemos una mordida enclenque en absoluto: es muy eficiente y potente.
“Cuando mordemos en el plano vertical, en la parte posterior de la mandíbula nuestra mordida es aproximadamente un 40-50% más eficiente que la de todos los grandes simios. Es incluso más eficiente cuando se muerde en la parte delantera de la mandíbula.
“En este estudio sólo hemos analizado dos homínidos extintos, pero, para nuestro tamaño, los humanos somos comparables en términos de fuerza máxima de mordida a estas especies fósiles, entre las que se encuentra el ‘hombre cascanueces’, famoso por su cráneo y músculos de la mandíbula especialmente masivos. El tamaño importa, pero la eficiencia importa más – y los humanos son mordedores muy eficientes.
“Sin embargo, lo más importante es que nuestro estudio se centra en la generación de fuerzas máximas de mordida en períodos cortos de tiempo. Las mandíbulas de otras especies pueden estar mejor adaptadas para mantener la masticación durante largos periodos. Esto significa que, aunque los humanos están a la altura de los grandes simios en cuanto a su capacidad para abrir rápidamente un elemento duro, como una nuez grande, o procesar alimentos menos duros, como la carne, pueden estar menos adaptados para procesar material duro, como hojas o bambú, que requiere una masticación sostenida durante un largo periodo.”
El equipo del estudio incluyó a los colegas de la UNSW Toni Ferrara, Darren Curnoe y Uphar Chamoli, junto con Colin R. McHenry de la Universidad de Newcastle, y contó con el apoyo del Consejo Australiano de Investigación.