Un nuevo análisis de ADN de antiguos humanos modernos ( Homo sapiens ) en Europa y Asia ha determinado, con más precisión que nunca, el período de tiempo durante el cual los neandertales se cruzaron con los humanos modernos, comenzando hace unos 50.500 años y durando unos 7.000 años, hasta que los neandertales comenzaron a desaparecer.
Ese mestizaje dejó a los euroasiáticos con muchos genes heredados de nuestros ancestros neandertales, que en total representan entre el 1% y el 2% de nuestros genomas actuales.
Una cronología más precisa de las interacciones humanas modernas con los neandertales puede ayudar a los científicos a comprender cuándo los humanos emigraron de África y poblaron el mundo, mientras que comprender el ADN que los neandertales compartieron con nuestros antepasados proporciona información sobre el papel que juegan los genes neandertales en la salud humana.
La estimación basada en el genoma es coherente con la evidencia arqueológica de que los humanos modernos y los neandertales vivieron juntos en Eurasia durante entre 6.000 y 7.000 años. El análisis, que incluyó genomas humanos actuales, así como 58 genomas antiguos secuenciados a partir del ADN encontrado en huesos humanos modernos de toda Eurasia, encontró una fecha promedio para el mestizaje entre neandertales y Homo sapiens de hace unos 47.000 años. Las estimaciones anteriores para el momento del mestizaje oscilaban entre 54.000 y 41.000 años.
Esto nos permitió construir una imagen más completa del pasado.
Manjusha Chintalapati
Las nuevas fechas también implican que la migración inicial de los humanos modernos desde África a Eurasia ocurrió básicamente hace más de 43.500 años.
“El momento es realmente importante porque tiene implicaciones directas en nuestra comprensión del momento de la migración fuera de África, ya que la mayoría de los no africanos de hoy heredan entre un 1 y un 2 % de la ascendencia de los neandertales”, dijo Priya Moorjani , profesora adjunta de biología molecular y celular en la Universidad de California, Berkeley, y una de las dos autoras principales del estudio. “También tiene implicaciones para comprender el asentamiento de las regiones fuera de África, lo que generalmente se hace observando materiales arqueológicos o fósiles en diferentes regiones del mundo”.
El análisis del genoma, dirigido también por Benjamin Peter, de la Universidad de Rochester en Nueva York y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (MPI-EVA) en Leipzig, Alemania, se publicó en la edición impresa del 13 de diciembre de la revista Science . Los dos autores principales son Leonardo Iasi , estudiante de posgrado en MPI-EVA, y Manjusha Chintalapati, ex becaria postdoctoral de UC Berkeley que ahora trabaja en la empresa Ancestry DNA.
La mayor duración del flujo genético puede ayudar a explicar, por ejemplo, por qué los asiáticos orientales tienen alrededor de un 20% más de genes neandertales que los europeos y los asiáticos occidentales. Si los humanos modernos se desplazaron hacia el este hace unos 47.000 años, como sugieren los yacimientos arqueológicos, ya habrían tenido genes neandertales entremezclados.
“Mostramos que el período de mezcla fue bastante complejo y puede haber llevado mucho tiempo. Diferentes grupos podrían haberse separado durante el período de 6.000 a 7.000 años, y algunos grupos pueden haber continuado mezclándose durante un período más largo”, dijo Peter. “Pero un único período compartido de flujo genético se ajusta mejor a los datos”.
“Uno de los principales hallazgos es la estimación precisa del momento de la mezcla con neandertales, que anteriormente se calculaba utilizando muestras antiguas individuales o muestras de individuos actuales. Nadie había intentado modelar todas las muestras antiguas juntas”, dijo Chintalapati. “Esto nos permitió construir una imagen más completa del pasado”.
Desiertos neandertales en el genoma
En 2016, Moorjani fue pionero en un método para inferir la cronología del flujo genético neandertal utilizando genomas a menudo incompletos de individuos antiguos. En ese momento, solo estaban disponibles cinco genomas arcaicos de Homo sapiens . Para el nuevo estudio, Iasi, Chintalapati y sus colegas emplearon esta técnica con 58 genomas previamente secuenciados de antiguos Homo sapiens que vivieron en Europa, Asia occidental y central durante los últimos 45.000 años y los genomas de 275 humanos contemporáneos en todo el mundo para proporcionar una fecha más precisa: hace 47.000 años. En lugar de asumir que el flujo genético ocurrió en una sola generación, probaron modelos más complejos desarrollados por Iasi y Peter para establecer que el mestizaje se extendió durante unos 7.000 años, en lugar de ser intermitente.
La cronología del mestizaje entre neandertales y humanos modernos fue corroborada por otro estudio independiente realizado por investigadores del MPI-EVA y previsto a publicar el 12 de diciembre en la revista Nature . Ese estudio, un análisis de dos genomas recién secuenciados de Homo sapiens que vivieron hace unos 45.000 años, también encontró una fecha de hace 47.000 años.
“Aunque los genomas antiguos se habían publicado en estudios anteriores, no se habían analizado para observar la ascendencia neandertal de forma tan detallada. Creamos un catálogo de segmentos de ascendencia neandertal en los humanos modernos. Al analizar conjuntamente todas estas muestras, inferimos que el período de flujo genético fue de alrededor de 7.000 años”, dijo Chintalapati. “El grupo Max Planck de hecho secuenció nuevas muestras de ADN antiguo que les permitieron datar directamente el flujo genético neandertal. Y llegaron a una cronología similar a la nuestra”.
El equipo de UC Berkeley/MPI-EVA también analizó regiones del genoma humano moderno que contienen genes heredados de los neandertales y algunas áreas que carecen totalmente de genes neandertales. Descubrieron que las áreas que carecen de genes neandertales, los llamados desiertos arcaicos o neandertales, se desarrollaron rápidamente después de que los dos grupos se cruzaran, lo que sugiere que algunas variantes de genes neandertales en esas áreas del genoma deben haber sido letales para los humanos modernos.
Las primeras muestras de humanos modernos, de más de 40.000 años de antigüedad, ya contenían estos desiertos en sus genomas.
“Hemos descubierto que los primeros humanos modernos de hace 40.000 años no tienen antepasados en los desiertos, por lo que estos desiertos pueden haberse formado muy rápidamente después del flujo genético”, afirma Iasi. “También hemos estudiado los cambios en la frecuencia de ascendencia neandertal a lo largo del tiempo y en todo el genoma y hemos descubierto regiones que están presentes con una frecuencia elevada, posiblemente porque portan variantes beneficiosas que se introdujeron a partir de los neandertales”.
La mayoría de los genes neandertales de alta frecuencia están relacionados con la función inmunitaria, la pigmentación de la piel y el metabolismo, como se ha informado en algunos estudios previos. Por ejemplo, una variante de un gen inmunitario heredado de los neandertales confiere efectos protectores contra el coronavirus que causa la COVID-19. Algunos de los genes neandertales implicados en el sistema inmunitario y la pigmentación de la piel aumentaron en frecuencia en el Homo sapiens con el tiempo, lo que implica que pueden haber sido ventajosos para la supervivencia humana.
“Los neandertales vivían fuera de África, en climas duros, propios de la Edad de Hielo, y estaban adaptados al clima y a los patógenos de esos entornos. Cuando los humanos modernos abandonaron África y se cruzaron con los neandertales, algunos individuos heredaron genes neandertales que presumiblemente les permitieron adaptarse y prosperar mejor en ese entorno”, afirmó Iasi.
“El hecho de que encontremos algunas de estas regiones ya en muestras de hace 30.000 años muestra que algunas de estas regiones en realidad se adaptaron inmediatamente después de la introgresión”, añadió Chintalapati.
Es posible que otros genes, como el que confiere resistencia a los coronavirus, no hayan sido útiles inmediatamente, pero lo fueron más tarde.
“El entorno cambia y algunos genes se vuelven beneficiosos”, dijo Peter.
Actualmente, Moorjani está estudiando secuencias neandertales en personas de ascendencia del este de Asia, que no solo tienen un mayor porcentaje de genes neandertales, sino también algunos genes (hasta el 0,1% de su genoma) de otro grupo de homínidos tempranos, los denisovanos.
“Es realmente genial poder mirar al pasado y ver cómo las variantes heredadas de nuestros primos evolutivos, los neandertales y los denisovanos, cambiaron con el tiempo”, dijo Moorjani. “Esto nos permite comprender la dinámica de la mezcla de neandertales y humanos modernos”.
Cactus24 (15-12-2024)
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