Morfología y ecología dental en cazadores-recolectores pigmeos de África Central

Resumen

Grupos pigmeos cazadores-recolectores coexisten con poblaciones bantú desde la expansión de un modo de vida agro-pastoril por África subsahariana hace ≈5000 años, compartiendo una compleja interacción socio-económica. La genética identifica una divergencia temprana ancestral de los forrajeadores pigmeos y las poblaciones agrícolas vecinas hace ≈60,000 años. No obstante, la expansión bantú no estuvo acompañada de amplios intercambios genéticos y las poblaciones pigmeas continúan manteniendo mayores niveles de diversidad genética, difiriendo ambos grupos en su cultura y rasgos fenotípicos. A pesar del registro de diferencias morfológicas craneales y post-craneales entre poblaciones, los patrones fenotípicos dentales y aquellos factores ambientales que influencian procesos de desgaste del diente siguen siendo poco conocidos. Estudios odontométricos previos encuentran que las dimensiones de los dientes en pigmeos no son diferentes a las de no-pigmeos. Sin embargo, pocos estudios han analizado rasgos morfológicos específicos en la forma de las arcadas dentales o en la morfometría del diente, existiendo además escasa información acerca de la interacción económica en el pasado entre cazadores-recolectores y agricultores. En este trabajo, fueron registrados parámetros de forma y tamaño de la arcada dental y dientes (I1-M2) a partir de réplicas de alta resolución obtenidas in vivo y antiguas procedentes de colecciones en cazadores-recolectores pigmeos y otras poblaciones bantúes de África ecuatorial. Dado que el efecto de las preferencias alimentarias en los dientes sigue siendo poco conocido, exploramos adicionalmente el efecto de la dieta a través del análisis cuantitativo del macro- y microdesgaste en dientes de la mandíbula entre grupos. La forma y tamaño se extrajo a partir de medidas métricas o configuración de landmarks en imágenes digitales en 2D por medio de análisis generalizados de superposición Procrustes (GPA). El macro-desgaste dental se registró como porcentaje de exposición de la dentina (PDE) y el microdesgaste-vestibular por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Los resultados indican que la arcada dental difiere significativamente en forma, donde los pigmeos muestran una elongación de arcadas más estrechas comparado con agricultores, reflejando la estrategia de subsistencia y rasgos fenotípicos que rechazan procesos de pigmeización. La variación significativa en las dimensiones de los dientes, más grandes en los pigmeos, explican una alometría negativa relacionada con la dimensión craneal en poblaciones de baja estatura. La varianza fenotípica del diente en complejidad de forma, corresponde principalmente a los cambios en el trigón y una reducción en la expresión de las cúspides del hipocono en los primeros y segundos molares superiores. Las propiedades físicas y mecánicas de los alimentos influencian el macro- y microdesgaste de los dientes. El patrón de desgaste en pigmeos muestra una vinculación no esperada con un tipo de dieta de baja abrasividad en comparación con los agricultores bantúes, que consumen grandes cantidades de alimentos de grano molido. El modelo in vivo pigmeo registra tasas de microdesgaste similares a las de pigmeos antiguos, lo que sugiere que las propiedades físicas y mecánicas de la dieta no han cambiado de manera significativa a través del tiempo. En consecuencia, las causas del desgaste dental se pueden asociar con las adaptaciones ecológicas y alimentarias. El patrón de variación dental encontrado es consistente con los datos genéticos que establecen una diferenciación sustancial entre población pigmea y no-pigmea africana. Dado que el tamaño de los dientes se encuentra fuertemente influido por la heredabilidad, las diferencias morfométricas entre poblaciones podrían responder a procesos no-aleatorios, como factores filogenéticos o ecológicos, proporcionando un ejemplo de efectos pleiotrópicos como un determinante genético en la dicotomía fenotípica dental entre poblaciones de pigmeos y bantúes