miércoles, 18 de diciembre de 2013

El genoma neandertal muestra un temprano mestizaje humano

Al menos 4 tipos diferentes de linaje

Family tree of the four groups of early humans living in Eurasia 50,000 years ago and the lingering genetic heritage due to interbreeding. (Credit: Image courtesy of University of California - Berkeley)
EUROPA PRESS. La secuencia más completa hasta la fecha del genoma del Neandertal, usando ADN extraído de los huesos del dedo del pie de una mujer de hace 50.000 años, revela una larga historia de mestizaje entre por lo menos cuatro tipos diferentes de los primeros seres humanos que vivían en Europa y Asia en ese momento, según una investigación de la Universidad de California (UC), en Berkeley, Estados Unidos.

   Un equipo internacional de antropólogos y genetistas han generado una secuencia de alta calidad del genoma del Neandertal y la compararon con los genomas de los humanos modernos y un reconocido recientemente grupo de los primeros seres humanos llamado denisovanos.

Esta comparación, que se publica este jueves en la revista 'Nature', muestra que los neandertales y los homínidos de Denisova están íntimamente relacionados y que su antepasado común se separó de los ancestros de los humanos modernos hace unos 400.000 años. Así, los neandertales y los homínidos de Denisova se dividieron hace unos 300.000 años.

   Aunque finalmente denisovanos y neandertales se extinguieron, dejaron pedazos de su herencia genética, ya que en ocasiones se cruzaron con los humanos modernos. El equipo de esta investigación estima que entre el 1,5 y el 2,1 por ciento de los genomas de los humanos modernos no africanos se remonta a los neandertales.

   Los denisovanos también dejaron rastros genéticos en los humanos modernos, aunque sólo en algunas poblaciones de Oceanía y Asia, de forma que los genomas de los aborígenes australianos, Nueva Guinea y algunas islas del Pacífico, son genes denisovanos en alrededor del 6 por ciento, de acuerdo con estudios anteriores. El nuevo análisis encuentra que los genomas de los chinos y otras poblaciones del continente asiático, así como de los nativos americanos, contienen genes denisovanos en alrededor del 0,2 por ciento.

   Además, las comparaciones del genoma revelan que los homínidos de Denisova se cruzaron con un misterioso cuarto grupo de los primeros seres humanos que también vivían en Eurasia en ese momento. Ese grupo se habría separado de los demás hace más de un millón de años y puede haber sido el grupo de los antepasados ??humanos conocidos como 'Homo erectus', que los fósiles muestran que vivía en Europa y Asia hace un millón de años o más.

"El documento demuestra realmente que la historia de los seres humanos y los homínidos durante este periodo fue muy complicada", destaca el genetista Montgomery Slatkin, profesor de Biología Integrativa en la UC. "Hubo mucho mestizaje que conocemos y probablemente otro mestizaje que todavía no hemos descubierto", agrega.

   En otro análisis, el estudiante postdoctoral Fauna Jay, también miembro del equipo investigador liderado por Svante Pääbo, que ahora trabaja en el Instituto Max Planck d eAntropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, descubrió que la mujer neandertal de cuyo hueso del dedo del pie proviene el ADN era muy pura.

Vista dorsal del hueso cuyo ADN se ha secuenciado, una falange del pie de una mujer neandertal hallada en la cueva de Denisova. Bence Viola
El genoma de la mujer indica que era la hija de una madre y un padre muy estrechamente relacionados que o bien eran medio hermanos que compartían la misma madre, un tío y sobrina o tía y sobrino, abuelo y nieto, o dobles primos-hermanos (descendientes de dos hermanos que se unieron).

   Otros análisis genómicos sugieren que los tamaños de las poblaciones de neandertales y denisovanos eran pequeños y que la endogamia puede haber sido más común en los grupos de neandertales que en las poblaciones modernas.

87 GENES ESPECÍFICOS DE LOS HUMANOS MODERNOS

Como parte de este nuevo estudio, el estudiante graduado Fernando Racimo fue capaz de identificar al menos 87 genes específicos en los humanos modernos, que son significativamente diferentes de los genes relacionados con los neandertales y los homínidos de Denisova y que puede dar pistas sobre las diferencias de comportamiento que nos distingue de las primeras poblaciones humanas que se extinguieron.

"No hay un gen que podemos señalar y decir 'esto representa el idioma o alguna otra característica única de los humanos modernos' --señala Slatkin--. Pero a partir de esta lista de genes, aprenderemos algo sobre los cambios que se produjeron en el linaje humano, aunque esos cambios serán probablemente muy sutiles".

   Según Pääbo, la lista de genes es un catálogo de rasgos genéticos que marca todos los humanos modernos, aparte de todos los demás organismos, vivos o extintos. "Creo que en ella se esconden algunas de las cosas que hicieron posibles la enorme expansión de las poblaciones humanas y la cultura y la tecnología en los últimos 100.000 años", afirma.

   El grupo de Pääbo produjo el año pasado un genoma del Denisovano de alta calidad basado en el ADN de un hueso de un dedo meñique descubierto en 2008 en la cueva Denisova, en las montañas de Altai del sur de Siberia. Ese hueso es de una joven mujer que vivió hace unos 40.000 años.

El hueso del dedo del pie de Neandertal fue encontrado en la misma cueva en 2010, aunque en una capa más profunda de sedimento que se cree que es aproximadamente entre 10.000 y 20.000 años mayor. La cueva también contiene artefactos humanos modernos, lo que significa que por lo menos tres grupos de los primeros seres humanos ocuparon la cueva en diferentes momentos. El grupo de Pääbo ha desarrollado nuevas técnicas para extraer el ADN de estos viejos huesos.

   Slatkin sburayó que nadie está seguro de cuánto tiempo duraron los diferentes grupos ya extintos, pero que hay pruebas de que los neandertales y los humanos modernos coexistieron en Europa y Asia durante al menos 30.000 años. El mestizaje fue poco frecuente, pero cómo de frecuente todavía no está claro con la información genómica disponible en la actualidad.

"No sabemos si el mestizaje tuvo lugar una vez, donde un grupo de neandertales se mezcló con los humanos modernos y no volvió a ocurrir, o si los grupos vivían al lado y se cruzaron entre ellos durante un periodo prolongado", concluye. europapress.es

Referencia:
Kay Prüfer, Fernando Racimo, Nick Patterson, Flora Jay, Sriram Sankararaman, Susanna Sawyer, Anja Heinze, Gabriel Renaud, Peter H. Sudmant, Cesare de Filippo, Heng Li, Swapan Mallick, Michael Dannemann, Qiaomei Fu, Martin Kircher, Martin Kuhlwilm, Michael Lachmann, Matthias Meyer, Matthias Ongyerth, Michael Siebauer, Christoph Theunert, Arti Tandon, Priya Moorjani, Joseph Pickrell, James C. Mullikin, Samuel H. Vohr, Richard E. Green, Ines Hellmann, Philip L. F. Johnson, Hélène Blanche, Howard Cann, Jacob O. Kitzman, Jay Shendure, Evan E. Eichler, Ed S. Lein, Trygve E. Bakken, Liubov V. Golovanova, Vladimir B. Doronichev, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Bence Viola, Montgomery Slatkin, David Reich, Janet Kelso, Svante Pääbo. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12886

Link 3: Ancient Incest Uncovered in Neanderthal Genome
Data from fossil toe bone points to surprising interbreeding among early humans...


Actualización 28-12-13. Cruces genéticos
Hace menos de un mes esta columna prestó atención al ADN mitocondrial (mtDNA) de los ejemplares de la Sima de los Huesos de Atapuerca, cuyo hallazgo, además de suponer una hazaña científica, planteaba muchas dudas acerca de cómo habría podido ser la evolución humana en el Pleistoceno Superior con distintos grupos cuyas relaciones resultaban sorprendentes. Los individuos de la Sima compartían su mtDNA más con los denisovanos que con los neandertales. Con una pregunta tan obvia como inquietante: si los ejemplares de la Sima son, como se piensa, antecesores directos de Homo neanderthalensis, ¿cómo pueden estar más cerca de individuos que vivieron a miles de kilómetros de Atapuerca?

Las posibles respuestas apenas iban, hace un mes, más allá de la especulación. Pero la revista Nature ha publicado el genoma neandertal, a un nivel de detalle muy preciso, secuenciado por Kay Prüfer, del departamento de Evolutionary Genetics del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology „que dirige Svante Pääbo„ y numerosos colaboradores a partir de un fragmento de falange del pie hallado en la misma cueva donde se encontró a los denisovanos y en nivel estratigráfico un poco inferior, es decir, algo más antiguo. Se trata del ADN nuclear, no del mitocondrial, y la diferencia es importante porque este último se transmite sólo por vía materna, con lo que su huella puede desaparecer de la misma manera que los apellidos que se transmiten por vía paterna se pierden cuando una familia tiene sólo hijas.

Además del genoma neandertal detallado, la revista Nature, donde se publicó la nueva secuenciación „como queda dicho, de gran detalle„ incluía un comentario de Ewan Birney y Jonathan Pritchard, genéticos moleculares ambos, acerca del flujo genético que habría podido existir entre las distintas poblaciones europeas y asiáticas en el Pleistoceno Superior. El esquema aparece en la ilustración adjunta. En términos genéticos, los neandertales resultan ser el grupo hermano de los denisovanos, mientras que el conjunto de neandertales y denisovanos es el grupo hermano de nuestra especie y, por fin, los denisovanos cuenta con una huella parcial „entre el 0,5 y el 8%„ del cruce con una especie "desconocida" que pasaría a ser el grupo hermano de humanos modernos, neandertales y denisovanos.

No se conoce de qué especie podría tratarse pero, si hacemos caso a los paleontólogos, cabe pensar que se trate de H. erectus, el ancestro probable de neandertales y humanos modernos, quizá a través de algunas cronoespecies entre las que se encuentra el taxón de la Sima de los Huesos, Homo heidelbergensis. El misterio queda resuelto: su mtDNA pasaría a denisovanos y neandertales para perderse en estos últimos. Cuando tengamos el ADN nuclear de la Sima y el de Homo erectus sabremos si la hipótesis se sostiene.


Actualización 03-01-14. Vídeo. La cuarta especie humana desconocida

La investigadora de la UPV/EHU Lydia Zapata logra una de las prestigiosas ERC Grants

Recibirá 1,9 millones de euros para su "innovador trabajo" sobre la explotación de plantas en el Paleolítico en el Mediterráneo Occidental 


Lydia Zapata, profesora titular de Prehistoria del Departamento de Geografía, Prehistoria y Arqueología de la UPV/EHU, ha recibido una ERC Consolidator Grant otorgada por el Consejo Europeo de Investigación (ERC, según sus siglas en inglés). La beca de 1,9 millones de euros está destinada a su trabajo sobre el uso de plantas en el Paleolítico en el Mediterráneo Occidental. Las ERC Grants son las becas individuales mejor dotadas para investigadores en Europa y un importante indicador de la excelencia en la investigación científica. Zapata es la primera mujer científica en Euskadi que ha logrado una ERC grant y es, además, la única en el área de las Humanidades...

... La investigación de Lydia Zapata reconocida con la ERC Consolidator Grant se titula "Palaeolithic Plant Explotation in the Western Mediterranean" y ha resultado elegida entre las 3.673 propuestas internacionales evaluadas en el ERC. El proyecto se desarrollará durante cinco años y recibirá 1,9 millones de euros. "La propuesta permitirá ofrecer nuevos datos sobre uno de los temas peor conocidos durante la Prehistoria: cómo los grupos humanos cazadores-recolectores explotaron los recursos vegetales. Para ello se estudiará un conjunto de yacimientos arqueológicos de la Península Ibérica y Marruecos analizando los diferentes tipos de restos que en ellos se conservan: madera, semillas, polen, fitolitos, almidones, artefactos líticos y óseos con huellas de uso... El impacto del proyecto será grande también para el futuro diseño de la metodología y el trabajo de campo en arqueología prehistórica", explica Zapata. [...] ehu.es