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¿Pudo el cruce entre neandertales y humanos modernos proporcionar mejoras a nuestro cerebro? Eso es lo que se afirma a raíz de una investigación genética reciente.
El registro fósil es incompleto, lo es aún más en el caso de los linajes de los homínidos. Basar una teoría en unos pocos huesos y restos lleva sus riesgos. Determinadas características anatómicas pueden ser confusas e inferir generalidades a partir de muy pocos individuos (o solamente uno) puede llevar incluso al conflicto académico, como el caso del hombre de Flores así lo atestigua.
Quizás sea posible utilizar otra vía de estudio. Nuestro genoma (o el genoma de cualquier otra especie) es un libro en el que está escrita la historia evolutiva de nuestra especie. Es un libro difícil de leer y no están todos los capítulos, pero ya sólo conocer algunos de ellos con cierta seguridad puede ser importante.
Ahora investigadores del Howard Hughes Medical Institute y de University of Chicago han realizado una investigación del linaje humano basada en estos registros genéticos. Han publicado un artículo basado en los resultados obtenidos en donde afirman que hubo un cruce entre neandertales y hombres modernos, que quizás ocurrido una sola vez, pero que introdujo en nuestro linaje una variante de un gen que mejoró nuestras capacidades cognitivas.
El artículo ha sido publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences el pasado 6 de noviembre en la edición electrónica (ver referencias). En él se sugiere que la evolución humana no sólo dependió de mutaciones espontáneas ventajosas. Según los autores del artículo, la evolución humana podría además haber sido fuertemente influenciada por el cruce con otra especie del género Homo que introdujo variantes genéticas, conocidas como alelos, y que fueron beneficiosas para la ventaja reproductiva de los más adaptados. No obstante, dicen que no hay que tomar estos resultados como una prueba definitiva de que el hombre de Neandertal fue la fuente copia original de estos genes, pero que es el mejor candidato.
Afirman haber desarrollado la más poderosa prueba genética hasta el momento que sugiere que los humanos modernos y los neandertales se cruzaron cuando coexistieron durante miles años hace más de 30.000 años. Esta teoría contradice la que hasta ahora estaba establecida, según la cual no hubo tal cruce.
En el estudio el grupo de investigadores realizaron un detallado análisis estadístico de la secuencia genética del gen microcephalin, que es conocido por jugar un papel importante en la regulación del tamaño del cerebro humano. Mutaciones perjudiciales en este gen producen el desarrollo de cerebro más pequeño, condición denominada microcefalia.
En un estudio previo el mismo grupo de investigadores encontró pruebas de que el gen microcephalin tiene dos clases de alelos. Una clase, denominada alelos D, consta de de un grupo de alelos con secuencias de ADN similares. La otra clase se denominada alelos no-D. Demostraron que todas las copias modernas de los alelos D surgieron de una sola copia hace 37.000 años, y que aumentó su frecuencia rápidamente hasta estar ahora presente en un 70% de los humanos actuales. Esta rapidez en la implantación de estas variantes de gen indica que los alelos D estuvieron bajo una selección positiva en la reciente historia evolutiva de los humanos. Es decir, que confirieron una ventaja adaptativa a aquellos individuos que poseían uno de ellos, haciendo que tuvieran más éxito reproductor que los que no lo poseían.
La estimación de que todas las copias modernas de los alelos D descienden de una sola copia de hace 37.000 años se basa en las medidas de las diferentes secuencias entre las diferentes copias de los alelos D. Según una copia de un gen pasa de una generación a otra, las mutaciones se van introduciendo en la secuencia y a un ritmo constante, de modo que un determinado número de generaciones más tarde, las copias descendientes del gen original varían en promedio en las secuencias de ADN de una a otra un determinado valor. A mayor número de generaciones que se hayan sucedido más variación habrá entre las distintas secuencias de ADN. Por tanto la magnitud de esta variación, entre las diferentes copias de un gen, puede ser usada para estimar el tiempo en términos evolutivos que ha pasado desde que dos copias de un gen determinado descendieron de un “progenitor” común.
En el nuevo estudio publicado en PNAS los investigadores han realizado una comparación detallada entre los alelos D y los alelos no-D del gen microcephalin. Los científicos determinaron que estas dos conjuntos de alelos evolucionaron en dos linajes separados hace 1,1 millones de años. Los alelos no-D habrían evolucionado en el linaje del Homo sapiens y los alelos D habrían evolucionado en un linaje arcaico y ahora extinto de tipo Homo. Entonces, hace unos 37.000, años, una copia del alelo D pasó de ese linaje Homo arcaico al humano moderno (Homo sapiens), posiblemente mediante el cruce entre miembros de las dos poblaciones. Esta única copia procedente de la hibridación, se difundió posteriormente entre los humanos, y los alelos descendientes están ahora presente en un 70% de la población actual mundial.
La estimación de 1,1 millones de años que separa a los dos linajes de las dos clases de alelos se basa en la cantidad de secuencias diferentes entre las clases D y no-D. Aunque la identidad de este linaje Homo arcaico esta por determinar, los investigadores argumentan que un buen candidato serían los neandertales. El poco más de un millón de años de separación entre humanos modernos y esta especie arcaica es consistente con las estimaciones previas del tiempo en términos evolutivos que separan al linaje del Homo Sapiens y el linaje del hombre de Neandertal. Más aún, el tiempo en el que los alelos D fueron introducidos en el linaje humano (hace 37.000 años) coincide con el momento en el que neandertales y humanos modernos coexistieron en diferentes partes del mundo.
Según los autores los datos sugieren que el cruce no se dio a través de una mezcla genética, sino a través un evento raro (quizás un sólo evento) que introdujo el ancestral alelo D en el linaje humano y que estaba previamente presente en la otra especie Homo.
Los autores, sin embargo, no afirman categóricamente que esto sea una prueba definitiva de que los neandertales fueron la fuente de la copia original del aleo D, pero que las pruebas aportadas muestran que es uno de los mejores candidatos. Tanto los 37.000 años como los 1,1 millones de años coinciden con los contactos e historias evolutivas de humanos y neandertales.
Una tercera línea de evidencias, aunque más débil, es que los alelos D son mucho mas frecuentes en Euroasia y África subsahariana, y esto es consistente con las antiguas áreas de origen y difusión de ambas especies (los neandertales evolucionaron fuera de África).
A pesar que la interrupción del gen microcephalin en humanos lleva aparejado un cerebro más pequeño, el papel de los alelos D en la evolución cerebral se desconoce. Los alelos D podrían no jugar ningún papel en el tamaño cerebral. Podrían solamente hacer que el cerebro fuera un poco más eficiente y afectar así sólo la función cerebral, pero no su tamaño.
Alguien que heredara un alelo D podría tener sólo un cerebro ligeramente más eficiente en promedio. Aunque esto confiriese solamente una sutil ventaja evolutiva sobre el individuo portador, cuando el efecto se propaga sobre miles de generaciones bajo selección natural, el resultado sería una prevalencia de los alelos D.
Los autores creen que otros genes podrían mostrar un patrón similar y ahora están usando las mismas herramientas de análisis para buscar pruebas similares en otros genes.
Este hallazgo podría tener implicaciones más amplias sobre el conocimiento de la evolución humana más allá de un posible cruce entre humanos y neandertales. Según uno de los autores el hallazgo demuestra que la evolución de nuestra especie podría haber sido profundamente alterada por genes procedentes de alguna especie pariente.
Encontrar evidencias de mezcla no es tan sorprendente. El estudio demuestra la posibilidad de que la hibridación contribuya con variantes ventajosas al conjunto de genes humanos y que posteriormente se difundan. Esto implica que la evolución de la biología humana ha sido afectada por contribuciones de variantes genéticas ventajosas provenientes de “parientes” arcaicos que hemos reemplazado o incluso eliminado.
Hasta ahora los debates científicos sobre los intercambios genéticos entre humanos y otras especies Homo han conducido a dos teorías. Una mantiene que el humano anatómicamente moderno reemplazó a otras especies sin cruce. La otra mantiene que hubo hibridación y que los humanos modernos evolucionaron de ese cruce en varias partes del mundo.
Las pruebas fósiles y genéticas sobre la teoría “multiregional” no son concluyentes y esta teoría ha sido desacreditada. Sin embargo, las nuevas evidencias genéticas (y quizás las que están por llegar) apoyarían que hubo al menos cierto intercambio genético, y que dicho intercambio habría hecho de nuestra especie mejor adaptada.
Fuente: Howard Hughes Medical Institute. [1]
Referencia: Artículo en PNAS (gratuito) [2]