La de los osos de Atapuerca, en la Sima de los Huesos, es una historia de evolución y ADN antiguo que va en paralelo con nuestra propia historia humana. De hecho, han sido compañeros nuestros de andanzas y acechanzas en todo, siendo admirados y temidos y seguramente cazados por igual por nuestros ancestros. Los osos de la Sima de los Huesos constituyen otro de los grandes protagonistas del registro fósil de la Sierra de Atapuerca junto a los homínidos. Aunque este yacimiento es mundialmente conocido por los restos humanos recuperados en su interior, la enorme acumulación de fósiles de oso que apareció junto a ellos ha proporcionado una información extraordinariamente valiosa para comprender la evolución de estos animales y, además, para desarrollar nuevas técnicas capaces de recuperar información genética de restos con cientos de miles de años de antigüedad. En la Sima de los Huesos se han identificado restos pertenecientes a casi 200 osos, una concentración excepcional que durante décadas planteó numerosas preguntas: por qué llegaron tantos animales hasta este lugar, cómo murieron, qué especie representaban y qué relación evolutiva mantenían con los posteriores osos de las cavernas y con los osos pardos. El estudio de estos fósiles ha permitido avanzar en todas esas cuestiones y ha convertido a estos animales en una pieza fundamental para la paleontología y, especialmente, para la paleontología molecular.
Un enorme conjunto de fósiles de osos prehistóricos en el interior de Atapuerca
La Sima de los Huesos se encuentra dentro del complejo de Cueva Mayor, en la Sierra de Atapuerca, y presenta unas condiciones muy diferentes a las de otros yacimientos de la llamada Trinchera del Ferrocarril. Para acceder a este depósito es necesario atravesar el sistema de cavidades y descender hasta una profundidad aproximada de 13 metros, donde se encuentra una acumulación extraordinaria de fósiles humanos y de carnívoros. En este espacio no aparecen restos fósiles de herbívoros, mientras que sí existe una enorme concentración de restos pertenecientes a osos y humanos. El trabajo de recuperación es especialmente minucioso debido a las dificultades propias de la excavación en una cavidad, hasta el punto de que pueden ser necesarias muchas horas de trabajo para recuperar únicamente unos pocos fósiles perfectamente documentados.
La presencia de osos en la Sima de los Huesos se conoce desde la década de 1970. De hecho, las primeras excavaciones que permitieron descubrir restos humanos se desarrollaron precisamente en un depósito donde ya se conocía la existencia de una gran cantidad de fósiles de oso. Durante años, estos animales fueron considerados principalmente como una acumulación de osos de las cavernas cuya cronología y posición exacta dentro de la evolución de los úrsidos todavía no estaban completamente aclaradas. El estudio posterior de los restos permitió identificar una especie concreta, Ursus deningeri, y comprobar que el conjunto de fósiles ofrecía unas posibilidades excepcionales para investigar la evolución de los osos durante el Pleistoceno.
¿Por qué hay tantos osos en la Sima de los Huesos?
Una de las primeras preguntas que plantea una concentración de casi 200 individuos es cómo llegaron todos ellos hasta el mismo lugar. Una explicación inicial podría ser que la cavidad funcionara como un espacio de hibernación. Los osos utilizan cuevas y cavidades para pasar determinados periodos de su ciclo vital y, además, cerca de la Sima de los Huesos existen galerías con formaciones que se interpretan como posibles camas u oseras, lo que hacía razonable plantear inicialmente una relación entre la acumulación y la hibernación. Sin embargo, el análisis detallado de los restos permitió descartar esta interpretación como explicación principal de la concentración encontrada en la sima.
El análisis de la conservación de los esqueletos mostró que los restos recuperados correspondían en muchos casos a cuerpos completos o prácticamente completos. Si la acumulación hubiera sido consecuencia de una mortalidad producida durante la hibernación, cabría esperar una representación importante de individuos muy jóvenes y de individuos muy viejos, ya que estos serían especialmente vulnerables durante los periodos de escasez. Sin embargo, el perfil de edad de los osos de la Sima de los Huesos muestra fundamentalmente individuos adultos, incluyendo algunos jóvenes pero no una representación característica de cachorros o ejemplares seniles. Esta circunstancia fue determinante para interpretar que no se trataba simplemente de una acumulación producida por la muerte de animales durante la hibernación.
La interpretación propuesta es que los osos llegaron a caer accidentalmente por el conducto que conduce hacia la Sima de los Huesos. La explicación encaja con el comportamiento conocido de los osos, que pueden desplazarse por las cuevas buscando lugares adecuados para refugiarse, hibernar o acceder a recursos, y que en determinadas circunstancias pueden sufrir accidentes y caer por cavidades. De acuerdo con esta interpretación, la enorme acumulación no sería consecuencia de un único acontecimiento, sino el resultado de sucesivos accidentes producidos a lo largo de un periodo muy prolongado. Un oso podía caer, morir y quedar depositado allí, y muchos años después podía producirse otro accidente semejante. De esta manera, con el paso del tiempo, se habría formado una acumulación excepcional de casi 200 individuos.
Una especie clave: Ursus deningeri
Los restos de la Sima de los Huesos pertenecen a Ursus deningeri, una especie de gran importancia para comprender la evolución del linaje de los osos de las cavernas. Entre los materiales recuperados destaca un ejemplar conocido cariñosamente como Isidro, representado por un cráneo prácticamente completo, mandíbula y diferentes elementos del esqueleto postcraneal. La conservación de estos restos ofrece una oportunidad excepcional para estudiar características anatómicas muy diversas y comparar estos osos con otras especies posteriores.
La comparación anatómica de Ursus deningeri con los posteriores osos de las cavernas permite observar una serie de transformaciones progresivas. Entre ellas destaca la pérdida de premolares, ya que los osos de las cavernas posteriores presentan una reducción mucho mayor de estas piezas dentales. También se observa un aumento de la superficie de los molares, un incremento de las cúspides y una expansión de las superficies destinadas a la trituración. Paralelamente, determinadas estructuras del cráneo y de la mandíbula se hacen progresivamente más robustas. Estas transformaciones se han relacionado con los cambios en la alimentación de estos animales y, particularmente, con una dieta más orientada hacia recursos vegetales que requerían una importante capacidad de trituración.
La mandíbula de los osos de las cavernas posteriores presenta estructuras especialmente robustas y grandes superficies molares. Esta anatomía resulta diferente de la que encontramos en los osos pardos y muestra una adaptación relacionada con la trituración de alimentos. La evolución del aparato dental permite observar así una transformación gradual desde formas más antiguas, como Ursus deningeri, hacia los posteriores osos de las cavernas. El estudio de dientes, mandíbulas y otros elementos del esqueleto constituye una de las herramientas clásicas de la paleontología para reconstruir las relaciones evolutivas entre especies que vivieron en diferentes momentos del pasado.
Los osos de las cavernas y los osos pardos siguieron caminos diferentes
Una de las cuestiones fundamentales que plantea el estudio de los fósiles de Atapuerca es la relación entre los osos de las cavernas y los osos pardos. Las investigaciones morfológicas indican que Ursus deningeri y los posteriores Ursus spelaeus presentan numerosas semejanzas que los sitúan dentro de una misma línea evolutiva, mientras que los osos pardos aparecen diferenciados de este linaje. Las características del cráneo, la mandíbula, los dientes y otras estructuras anatómicas apuntan hacia una relación estrecha entre los osos de la Sima de los Huesos y los posteriores osos de las cavernas.
El empleo de técnicas de tomografía computarizada permitió profundizar todavía más en esta comparación. En lugar de limitarse a las estructuras externas del cráneo, esta tecnología hace posible estudiar elementos situados en su interior sin destruir los fósiles. El análisis de la anatomía endocraneal encontró semejanzas entre Ursus deningeri y Ursus spelaeus que los diferenciaban del linaje de los osos pardos. De esta manera, los resultados obtenidos mediante técnicas anatómicas tradicionales y los obtenidos mediante imágenes internas del cráneo apuntaban en una misma dirección: la estrecha relación entre los osos de la Sima de los Huesos y los posteriores osos de las cavernas.
El misterio del antepasado común
Aunque la relación entre Ursus deningeri y Ursus spelaeus aparecía cada vez más clara, permanecía abierta otra cuestión: cuál era el antepasado común que permitía explicar la evolución de estos linajes. En este punto adquiere especial importancia otro yacimiento de Atapuerca, la Gran Dolina. Allí se encontraron restos de un oso de aproximadamente 900.000 años de antigüedad que no encajaban adecuadamente en ninguna de las especies conocidas. Tras años de comparación con materiales procedentes de otros yacimientos europeos, estos fósiles fueron atribuidos a una nueva especie denominada Ursus dolinensis.
La propuesta presentada en la investigación sitúa a Ursus dolinensis como un pariente próximo del linaje de los osos de las cavernas y como un posible candidato para ocupar una posición relevante en la historia evolutiva que conecta los diferentes grupos de osos. Se trata de un animal que vivió hace alrededor de un millón de años, de gran talla y descrito como más ágil que los posteriores osos de las cavernas. Además, sus restos aparecen tanto en cuevas como en yacimientos al aire libre, a diferencia de determinadas formas posteriores cuya presencia está especialmente relacionada con ambientes cavernarios.
El gran salto hacia el ADN antiguo
El estudio de los osos de la Sima de los Huesos adquirió una dimensión completamente nueva cuando se planteó la posibilidad de recuperar información genética de fósiles con una antigüedad aproximada de 400.000 años. Hasta ese momento, gran parte de los grandes avances de la paleontología molecular se habían producido en contextos especialmente favorables para la conservación del ADN, como el permafrost siberiano. Estos suelos permanentemente congelados funcionan como auténticas neveras naturales y han permitido conservar restos de animales en unas condiciones extraordinarias, incluyendo mamuts con tejidos, pelo y contenido intestinal. La Península Ibérica, sin embargo, no posee este tipo de permafrost, por lo que recuperar ADN de restos tan antiguos en Atapuerca suponía un desafío completamente diferente.
La posibilidad de recuperar ADN de los osos de la Sima de los Huesos resultaba especialmente importante porque permitiría comprobar desde una perspectiva molecular las relaciones evolutivas que ya se estaban observando mediante el estudio anatómico. La conservación de material genético en restos de aproximadamente 400.000 años podía demostrar que la información molecular no estaba necesariamente limitada a los contextos de permafrost. Además, existía una consecuencia científica de enorme importancia: si era posible recuperar ADN antiguo de los osos, se abría la posibilidad de intentar recuperar información molecular de los restos humanos asociados al mismo depósito. Los osos se convertían así en una especie de campo de pruebas para desarrollar y perfeccionar las técnicas necesarias.
Un ADN extremadamente fragmentado
El problema principal era que el ADN antiguo se degrada con el paso del tiempo y los fragmentos conservados pueden ser extremadamente pequeños. El método desarrollado por el equipo liderado por Matías Meyer permitió trabajar precisamente con fragmentos ultracortos, incluso de menos de 50 pares de bases, que anteriormente podían perderse durante los procesos de extracción. La estrategia incorporaba además una fase de preamplificación y un enriquecimiento específico de los fragmentos que podían resultar útiles para reconstruir la información genética. Para conseguirlo se aprovechó el conocimiento previo obtenido a partir de ADN mitocondrial de osos de las cavernas más recientes, de los que ya se disponía de información genética.
El resultado fue extraordinario desde el punto de vista de la paleontología molecular: se consiguió reconstruir el genoma mitocondrial completo de un Ursus deningeri de aproximadamente 400.000 años. La secuencia se obtuvo ensamblando numerosos fragmentos ultracortos procedentes de los restos de los osos de la Sima de los Huesos. El material más relevante procedía de un radio, un hueso largo que permitió obtener información genética pese a no encontrarse en las condiciones de conservación excepcionales del permafrost. Este resultado demostró que el ADN antiguo podía conservarse durante cientos de miles de años fuera de las regiones permanentemente congeladas.
Lo que reveló el ADN sobre los osos
La información genética confirmó aspectos fundamentales que ya habían sido planteados mediante el análisis morfológico. Los datos obtenidos situaron a los osos de la Sima de los Huesos dentro de una relación estrecha con los osos de las cavernas, mientras que los osos pardos aparecían separados de este linaje. Además, el análisis introdujo otro elemento relevante: determinados osos procedentes del sur del Cáucaso mostraban una relación genética particularmente próxima con los osos de la Sima de los Huesos. Esto llevó a plantear la posibilidad de que ambos grupos compartieran un antepasado común relativamente próximo y que posteriormente evolucionaran de manera independiente.
La información genética proporcionó, por tanto, una perspectiva diferente pero complementaria a la que ofrecían los fósiles. La anatomía ya había mostrado semejanzas entre Ursus deningeri y los osos de las cavernas, mientras que el ADN permitió comprobar esas relaciones desde el punto de vista molecular. La coincidencia entre las diferentes líneas de investigación reforzó la interpretación de que los osos de la Sima de los Huesos ocupan una posición fundamental dentro de la historia evolutiva del linaje de los osos de las cavernas. Al mismo tiempo, los resultados mostraron que todavía quedaban preguntas abiertas sobre los antepasados comunes y las migraciones y diversificaciones que se produjeron a lo largo del Pleistoceno.
Los osos como puerta de entrada a una nueva ciencia
La importancia de los osos de la Sima de los Huesos va mucho más allá de conocer una especie desaparecida. Estos fósiles contribuyeron al desarrollo de una disciplina muy reciente, la paleontología molecular, dedicada a estudiar el registro fósil desde la perspectiva de sus componentes moleculares. Durante mucho tiempo, el estudio paleontológico se apoyó fundamentalmente en huesos, dientes, mandíbulas y otras estructuras anatómicas. La posibilidad de recuperar ADN añade una nueva fuente de información que permite investigar relaciones de parentesco directamente desde las moléculas conservadas en los restos.
El trabajo con los osos también permitió afrontar uno de los grandes problemas de cualquier investigación de ADN antiguo: la contaminación. El ADN humano moderno puede contaminar una muestra fósil y dificultar la interpretación de los resultados. En el caso de los osos, el problema podía controlarse de una manera especialmente útil porque los investigadores podían distinguir con mayor facilidad el ADN esperado de la especie estudiada. Se aplicaron protocolos estrictos y, en los análisis, se trabajó especialmente con el interior de los huesos, donde podía obtenerse información molecular mejor protegida de la contaminación exterior. Este conocimiento metodológico resultó fundamental para avanzar posteriormente hacia el estudio de los restos humanos de la Sima de los Huesos.
Una historia que continúa abierta
Los osos de la Sima de los Huesos muestran cómo un conjunto de fósiles puede proporcionar información mucho más amplia de lo que parece a primera vista. Casi 200 individuos acumulados en una cavidad permiten estudiar su anatomía, su edad, las circunstancias de su muerte y la manera en que llegaron al depósito. Pero esos mismos fósiles también permiten reconstruir una parte de la historia evolutiva de los osos y, gracias a las nuevas técnicas moleculares, recuperar información genética de una antigüedad que durante mucho tiempo parecía prácticamente inaccesible.
La historia comienza con unos animales que probablemente cayeron accidentalmente en una cavidad y termina, cientos de miles de años después, con investigadores capaces de recuperar fragmentos de ADN de sus huesos y utilizarlos para reconstruir parte de su historia evolutiva. Entre ambos extremos hay décadas de excavaciones, análisis anatómicos, estudios estadísticos, nuevas tecnologías de imagen y avances en genética molecular. Los osos de la Sima de los Huesos se han convertido así en una pieza esencial para entender el pasado de los úrsidos y, al mismo tiempo, en protagonistas de una de las investigaciones que demuestran hasta qué punto el registro fósil todavía puede conservar información molecular.
El resultado más importante quizá sea precisamente ese: los restos de Ursus deningeri demostraron que un fósil de unos 400.000 años de antigüedad podía conservar suficiente información genética como para reconstruir su genoma mitocondrial completo. Esto abrió una nueva posibilidad para la investigación de los restos de la Sima de los Huesos y permitió utilizar a los osos como referencia para afrontar preguntas todavía más complejas. La investigación, por tanto, no termina con la reconstrucción del pasado de estos animales. Los osos ayudaron a desarrollar las herramientas necesarias para
