L’estudi del microdesgast dental permet analitzar les marques microscòpiques que els aliments deixen a la superfície de l’esmalt dental durant la masticació. En paleoantropologia, aquesta metodologia ajuda a reconstruir la dieta de primats i hominins fòssils al llarg de l’evolució humana. Les estries microscòpiques que conté l’esmalt dental són com arxius microscòpics que revelen si en la dieta abundaven aliments amb components més tous o més abrasius. Ara, un estudi publicat a la revista
Scientific Reports presenta una metodologia innovadora basada en la intel·ligència artificial (IA) per identificar patrons de desgast en 3D, de manera consistent i independent de la persona que faci l’anàlisi.
Aquests patrons de desgast en 3D difereixen entre primats que habiten ecosistemes diversos i que presenten dietes diferents. El treball també identifica quines variables són més informatives per a la classificació del microdesgast dental, i proposa un esquema analític obert a tota la comunitat científica per estudiar aquest tipus de superfície.
L’estudi el lidera la professora Laura M. Martínez, de la Facultat de Biologia i l’Institut d’Arqueologia (IAUB) de la Universitat de Barcelona, una experta pionera en l’aplicació de tècniques d’aprenentatge automàtic (machine learning)en paleoantropologia. També hi participen Ferran Estebaranz, membre també de la UB i de la Institució Milà i Fontanals de Recerca en Humanitats (IMF-CSIC), Juan José Ibáñez (IMF-CSIC), Simón Rodríguez (Universitat Pontifícia Comillas), i Kristina Kit i David R. Insua, de l’Institut de Ciències Matemàtiques (ICMAT-CSIC), que són investigadors pioners en l’aplicació tècniques d’aprenentatge automàtic en recerca arqueològica.
Estudiar els canvis mediambientals a través del microdesgast dental
L’estudi del microdesgast dental té una llarga trajectòria en els estudis sobre l’origen i l’evolució del llinatge humà. «Fins ara, s’havien utilitzat sovint mesures de desgast més senzilles, habitualment en 2D, mitjançant tècniques d’estadística convencional que establien relacions relativament directes entre aquests paràmetres i la dieta», detalla Laura M. Martínez, del Departament de Biologia Evolutiva, Ecologia i Ciències Ambientals de la UB.
En el context actual, no hi ha gaire precedents sobre l’aplicació de les tecnologies d’IA per estudiar el desgast dental i les adaptacions paleoecològiques dels hominins. Ara, Laura M. Martínez dirigeix un projecte que utilitza models d’IA entrenats amb superfícies de desgast dental en 3D de primats de dieta coneguda, amb l’objectiu d’aplicar-los a l’estudi de primats fòssils del Plio-Plistocè africà i de la península Ibèrica.
«Per reconstruir la dieta de primats i hominins fòssils, és imprescindible disposar de bons models comparatius basats en primats actuals i poblacions caçadores-recol·lectores de dieta coneguda», afegeix Martínez. «Amb la incorporació de tècniques 3D, s’ha pogut generar una quantitat molt elevada de variables, fet que en dificulta la interpretació amb estadística convencional. En aquest context, la IA facilita la integració i compressió d’aquesta informació complexa, i així permet identificar patrons en superfícies 3D que no són fàcilment interpretables de manera directa», detalla la investigadora.
El projecte se centra especialment en els cercopitècids —una família extensa de primats present en diferents hàbitats— del nord, l’est i el sud de l’Àfrica, procedents de jaciments datats entre 4 i 1 milió d’anys. Durant aquest període, es van produir canvis climàtics importants que van afectar profundament els ecosistemes africans. L’objectiu és analitzar, en relació amb el canvi climàtic, l’evolució de la dieta en aquests primats, que a més van coexistir en el temps i l’espai amb els primers hominins.
«Els cercopitècids van viure en els mateixos ecosistemes i en la mateixa cronologia que els hominins, fet que els converteix en un model excel·lent per entendre com els canvis climàtics del Plio-Plistocè van impactar en la dieta i l’adaptació d’aquests primats», detalla la investigadora.
Amb aquesta perspectiva, la recerca obre un nou escenari amb uns models que són capaços de distingir primats actuals amb dietes diverses, i perfilar així una base de referència a la qual es podran incorporar els primats fòssils.
Amb aquesta perspectiva, la recerca obre un nou escenari amb uns models que són capaços de distingir primats actuals amb dietes diverses, i perfilar així una base de referència a la qual es podran incorporar els primats fòssils.
En el futur, l’equip vol ampliar significativament la mida de la mostra per millorar la precisió i la robustesa del model. Per això, s’estan incorporant més mostres de diferents espècies i d’ecosistemes diversos, amb dietes ben caracteritzades, així com altres factors ecològics, per fer més consistent l’anàlisi.
«Amb un bon model de referència de primats, podrem elaborar unes referències robustes per interpretar en 3D la dieta dels nostres ancestres de forma integrada amb altres indicadors paleoecològics i climàtics», conclou Laura M. Martínez.