Es el descubrimiento de un equipo internacional de genetistas y expertos en inteligencia artificial, bajo la dirección de Joshua Akey, profesor del Instituto Lewis-Sigler de Genómica Integrativa de Princeton.

«Esta es la primera vez que los genetistas han identificado múltiples oleadas de mezcla de humanos modernos y neandertales», dijo Liming Li, profesor del Departamento de Genética Médica y Biología del Desarrollo de la Universidad del Sudeste en Nanjing, China, quien realizó este trabajo como investigador asociado en el laboratorio de Akey.

«Ahora sabemos que durante la gran mayoría de la historia humana, hemos tenido una historia de contacto entre humanos modernos y neandertales», dijo Akey. Los homínidos que son nuestros antepasados más directos se separaron del árbol genealógico neandertal hace unos 600 000 años, y luego desarrollaron nuestras características físicas modernas hace unos 250 000 años.

«Desde entonces hasta que desaparecieron los neandertales, es decir, durante unos 200 000 años, los humanos modernos han estado interactuando con poblaciones neandertales», dijo.

Los resultados de su trabajo aparecen en la revista Science.

Los neandertales, que en el pasado se consideraban lentos y tontos, ahora son vistos como hábiles cazadores y fabricantes de herramientas que se curaban las heridas con técnicas sofisticadas y estaban bien adaptados para prosperar en el frío clima europeo.

Todos estos grupos de homínidos son humanos, pero para evitar decir «humanos neandertales», «humanos denisovanos» y «versiones antiguas de nuestra propia especie de humanos», la mayoría de los arqueólogos y antropólogos utilizan la abreviatura neandertales, denisovanos y humanos modernos.

Usando genomas de 2 000 humanos vivos, así como de tres neandertales y un denisovano, Akey y su equipo mapearon el flujo genético entre los grupos de homínidos durante el último cuarto de millón de años.

Los investigadores utilizaron una herramienta genética que diseñaron hace unos años llamada IBDmix, que utiliza técnicas de aprendizaje automático para decodificar el genoma. Los investigadores anteriores dependían de la comparación de genomas humanos con una «población de referencia» de humanos modernos que se creía que tenían poco o nada de ADN neandertal o denisovano.

El equipo de Akey ha establecido que incluso esos grupos de referencia, que viven a miles de kilómetros al sur de las cuevas neandertales, tienen trazas de ADN neandertal, probablemente llevado al sur por viajeros (o sus descendientes).

Con IBDmix, el equipo de Akey identificó una primera ola de contacto hace unos 200-250 000 años, otra ola hace 100-120 000 años y la más grande hace unos 50-60 000 años.

Eso contrasta marcadamente con datos genéticos anteriores. «Hasta la fecha, la mayoría de los datos genéticos sugieren que los humanos modernos evolucionaron en África hace 250 000 años, se quedaron allí durante los siguientes 200 000 años y luego decidieron dispersarse fuera de África hace 50 000 años y continuaron poblando el resto del mundo», dijo Akey.

«Nuestros modelos muestran que no hubo un largo período de estancamiento, sino que poco después de que aparecieran los humanos modernos, hemos estado migrando fuera de África y regresando a África también», dijo. «Para mí, esta historia trata sobre la dispersión, que los humanos modernos han estado moviéndose y encontrándose con neandertales y denisovanos mucho más de lo que reconocíamos anteriormente».

Esa visión de la humanidad en movimiento coincide con la investigación arqueológica y paleoantropológica que sugiere un intercambio cultural y de herramientas entre los grupos de homínidos.

La idea clave de Li y Akey fue buscar ADN de humanos modernos en los genomas de los neandertales, en lugar de lo contrario. «La gran mayoría del trabajo genético durante la última década se ha centrado realmente en cómo el apareamiento con los neandertales afectó a los fenotipos humanos modernos y a nuestra historia evolutiva, pero estas preguntas también son relevantes e interesantes en el caso inverso», dijo Akey.

Se dieron cuenta de que la descendencia de esas primeras oleadas de apareamientos entre neandertales y modernos debe haber permanecido con los neandertales, por lo que no dejó registro en los humanos vivos. «Como ahora podemos incorporar el componente neandertal a nuestros estudios genéticos, estamos viendo estas dispersiones anteriores de maneras que antes no podíamos», dijo Akey.

La última pieza del rompecabezas fue descubrir que la población neandertal era incluso más pequeña de lo que se creía anteriormente.

Los modelos genéticos han utilizado tradicionalmente la variación (diversidad) como un indicador del tamaño de la población. Cuanto más diversos son los genes, mayor es la población. Pero utilizando IBDmix, el equipo de Akey demostró que una cantidad significativa de esa aparente diversidad provenía de secuencias de ADN que se habían encontrado en los genomas de los neandertales.

12 julio 2024|Fuente: Europa Press |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska ha concedido el Premio Nobel de Medicina o Fisiología 2022 al investigador sueco Svante Pääbo (Estocolmo, 1955), vinculado actualmente al Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig (Alemania) y al Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (Japón).

Según el jurado, el galardón se le concede «por sus descubrimientos sobre los genomas de los homininos extintos y la evolución humana». Sus hallazgos también le valieron en 2018 el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica.

Svante Pääbo logró secuenciar el genoma del neandertal, un pariente extinto de los humanos actuales, y descubrió a los denisovanos; y lo más importante: que se había producido una transferencia de genes entre los tres, se habían cruzado.

Sus estudios están vinculados a preguntas que han intrigado a la humanidad desde sus orígenes: ¿de dónde venimos y qué relación tenemos con los que nos precedieron?, ¿qué nos diferencia a nosotros, los Homo sapiens, ¿de los demás homininos (homínidos próximos al ser humano)?

Gracias a su investigación pionera, Svante Pääbo logró algo aparentemente imposible: secuenciar el genoma del neandertal, un pariente extinto de los humanos actuales. También hizo el sensacional descubrimiento de un hominino hasta entonces desconocido: el hombre de Denisova o denisovano.

Y lo que es más importante, descubrió que se había producido una transferencia de genes de estos homininos ya extinguidos al Homo sapiens tras la migración fuera de África hace unos 70 000 años. Este antiguo flujo de genes hacia los humanos actuales tiene relevancia fisiológica hoy en día, por ejemplo, afectando a la forma en que nuestro sistema inmunológico reacciona a las infecciones.

¿De dónde venimos?

La cuestión de nuestro origen y de lo que nos hace únicos ha ocupado a la humanidad desde la antigüedad. La paleontología y la arqueología son importantes para el estudio de la evolución humana. Sus investigaciones aportan pruebas de que el humano anatómicamente moderno, Homo sapiens, apareció por primera vez en África hace aproximadamente 300 000 años, mientras que nuestros parientes más cercanos conocidos, los neandertales, se desarrollaron fuera de África y poblaron Europa y Asia occidental desde hace unos 400 000 años hasta hace 30 000, momento en el que se extinguieron.

Hace unos 70 000 años, grupos de Homo sapiens emigraron de África a Oriente Medio y, desde allí, se extendieron al resto del mundo. Así, humanos modernos como nosotros y neandertales coexistieron en amplias zonas de Eurasia durante decenas de miles de años. Pero, ¿qué sabemos de nuestra relación con ellos? Las pistas se derivan de la información genómica.

A finales de la década de 1990, se había secuenciado casi todo el genoma humano. Este fue un logro considerable, que permitió realizar estudios posteriores sobre la relación genética entre diferentes poblaciones humanas. Sin embargo, los estudios sobre la relación entre los humanos actuales y los neandertales extintos requerirían la secuenciación del ADN genómico recuperado de especímenes antiguos.

Una tarea aparentemente imposible

Al principio de su carrera, Svante Pääbo quedó fascinado por la posibilidad de utilizar métodos genéticos modernos para estudiar el ADN de los neandertales. Sin embargo, pronto se dio cuenta de los enormes desafíos técnicos, ya que con el tiempo el ADN se modifica químicamente y se degrada en fragmentos cortos.

Después de miles de años, solo quedan trazas de ADN, y lo que queda está masivamente contaminado con ADN de bacterias y humanos contemporáneos. Como estudiante de postdoctorado con Allan Wilson, un pionero en el campo de la biología evolutiva, Pääbo comenzó a desarrollar métodos para estudiar el ADN de los neandertales, un esfuerzo que duró varias décadas.

En 1990, Pääbo fue contratado por la Universidad de Múnich (Alemania), donde, como profesor recién nombrado, continuó su trabajo sobre el ADN antiguo. Decidió analizar el de las mitocondrias neandertales, orgánulos de las células que contienen su propio ADN. El genoma mitocondrial es pequeño y contiene solo una fracción de la información genética de la célula, pero está presente en miles de copias, lo que aumenta las posibilidades de éxito.

Con sus refinados métodos, Pääbo consiguió secuenciar una región de ADN mitocondrial de un trozo de hueso de hace 40 000 años. Así, por primera vez, tuvimos acceso a una secuencia de un pariente extinto. Las comparaciones con humanos y chimpancés contemporáneos demostraron que los neandertales eran genéticamente distintos.

Como los análisis del pequeño genoma mitocondrial solo aportaron información limitada, Pääbo asumió entonces el enorme reto de secuenciar el genoma nuclear neandertal. En ese momento, se le ofreció la posibilidad de crear el Instituto Max Planck en Leipzig al que sigue vinculado. En el nuevo centro, Pääbo y su grupo mejoraron constantemente los métodos para aislar y analizar el ADN de los restos óseos antiguos.

Secuenciación del genoma neandertal

El equipo aprovechó los nuevos avances técnicos, que hicieron que la secuenciación del ADN fuera muy eficiente. Pääbo también contrató a varios colaboradores con experiencia en genética de poblaciones y análisis de secuencias avanzados. Y sus esfuerzos tuvieron éxito, logrando publicar en Science, la primera secuencia del genoma neandertal en 2010. Los análisis comparativos demostraron que el ancestro común más reciente de los neandertales y el Homo sapiens vivió hace unos 800 000 años.

Los estudios de Pääbo revelaron que los humanos modernos y los neandertales se cruzaron durante sus milenios de coexistencia, y que los humanos actuales con ascendencia europea o asiática tienen el 1-4 % de su genoma de origen neandertal.

El investigador sueco y sus colaboradores pudieron ahora investigar la relación entre los neandertales y los humanos actuales de diferentes partes del mundo. Los análisis comparativos mostraron que las secuencias de ADN de los neandertales eran más similares a las de los humanos contemporáneos procedentes de Europa o Asia que a las de los humanos contemporáneos procedentes de África.

Esto significa que los neandertales y los Homo sapiens se cruzaron durante sus milenios de coexistencia. En los humanos actuales con ascendencia europea o asiática, aproximadamente el 1-4 % del genoma procede de los neandertales.

Un descubrimiento sensacional: los denisovanos

En 2008, se descubrió un fragmento de hueso de dedo de 40 000 años de antigüedad en la cueva de Denisova, en el sur de Siberia. El hueso contenía un ADN excepcionalmente bien conservado, que el equipo de Pääbo secuenció. Los resultados causaron sensación: la secuencia de ADN era única en comparación con todas las conocidas de neandertales y humanos modernos.

El nuevo premio nobel descubrió la existencia de los denisovanos, y poblaciones de Melanesia y otras partes del sudeste asiático llevan hasta un 6 % de ADN de este hominino

El investigador sueco había descubierto un hominino desconocido hasta entonces: el denisovano. Las comparaciones con secuencias de humanos contemporáneos de diferentes partes del mundo mostraron que también se había producido un flujo de genes entre el hombre de Denisova y el Homo sapiens. Esta relación se observó por primera vez en poblaciones de Melanesia y otras partes del sudeste asiático, donde los individuos llevan hasta un 6 % de ADN de denisovano.

Los descubrimientos de Pääbo han permitido una nueva visión de nuestra historia evolutiva. En la época en que el Homo sapiens emigró de África, al menos dos poblaciones de homininos extinguidas habitaban en Eurasia. Los neandertales vivían en el oeste, mientras que los denisovanos poblaban el este del continente. Durante la expansión de los sapiens fuera de África y su migración hacia el este, no solo se encontraron y cruzaron con neandertales, sino también con denisovanos.

Padre de la paleogenómica

La investigación de Pääbo también ha dado lugar a una disciplina científica totalmente nueva: la paleogenómica. Tras los descubrimientos iniciales, su grupo ha completado el análisis de varias secuencias genómicas adicionales de homininos extintos.

Sus descubrimientos ofrecen un recurso único, que es utilizado ampliamente por la comunidad científica para comprender mejor la evolución y la migración humanas. Los nuevos y potentes métodos de análisis de secuencias indican que los homininos arcaicos también pueden haberse mezclado con los humanos modernos en África. Sin embargo, todavía no se ha secuenciado ningún genoma de los primeros en ese continente debido a la degradación acelerada del ADN antiguo en los climas tropicales.

Las secuencias genéticas de nuestros parientes extintos influyen en la fisiología de los humanos actuales, como la versión denisovana de un gen que confiere una ventaja para vivir en las alturas y es común entre los tibetanos, o genes neandertales que afectan a nuestra respuesta inmunitaria.

Gracias a los hallazgos del nuevo premio nobel de Medicina, sabemos, además, que las secuencias genéticas antiguas de nuestros parientes extintos influyen en la fisiología de los humanos actuales. Un ejemplo es la versión denisovana del gen EPAS1, que confiere una ventaja para la supervivencia a gran altura y es común entre los tibetanos actuales. Otros ejemplos son los genes neandertales que afectan a nuestra respuesta inmunitaria a distintos tipos de infecciones.

¿Qué nos hace humanos únicos?

Al revelar las diferencias genéticas que distinguen a todos los seres humanos vivos de los homininos desaparecidos, sus descubrimientos sientan las bases para explorar lo que nos hace realmente singulares a los humanos actuales.

El Homo sapiens se caracteriza por su capacidad de crear culturas complejas, innovaciones avanzadas y arte figurativo, así como por cruzar aguas abiertas y extenderse por todo el planeta. Los neandertales también vivían en grupo y tenían un gran cerebro y utilizaban herramientas, pero estas se desarrollaron muy poco durante cientos de miles de años.

Las diferencias genéticas entre nosotros los sapiens y nuestros parientes extintos más cercanos eran desconocidas hasta que se identificaron gracias a los trabajos de Pääbo. Las investigaciones actuales se centran ahora en analizar las implicaciones funcionales que tienen esas características diferentes para aclarar qué es lo que tenemos realmente de humanos únicos.

La opinión de Pääbo sobre si los sapiens, neandertales y denisovanos somos o no la misma especie

Los estudios genómicos de Pääbo y diversos restos paleoantropológicos confirman que los sapiens, los neandertales y los denisovanos se reprodujeron sexualmente, una evidencia que suele conducir a una pregunta recurrente: ¿son entonces la misma especie, entendida como organismos que se pueden entrecruzar y tener descendencia fértil?

“Bajo esa definición, los tres grupos serían la misma especie”, explicaba Pääbo a Sinc en 2018, cuando se descubrieron los restos de una hija de neandertal y denisovano,  “pero nosotros nos mantenemos alejados del debate de si se trata de especies diferentes o no, porque no existe una definición universal de especie”.

El experto pone un ejemplo: “Los osos polares y los grizzlies tienen descendencia fértil en la naturaleza. Sin embargo, se ven diferentes y se comportan de manera distinta, por lo que la mayoría de las personas los considerarían especies diferentes”.

“Por lo tanto, es una discusión académica estéril hablar de si los neandertales y los humanos modernos o los denisovanos son especies separadas o no”, concluye Pääbo, quien en un artículo publicado en Nature, reconocía que tampoco le gusta mucho el término ‘híbrido’ para referirse a casos como el de Denny –como cariñosamente se llamó a la joven neandertal-denisovana–, porque eso implicaría que procede de dos especies distintas, cuando la realidad es que los límites taxonómicos entre estos grupos humanos (que podrían ser subespecies de Homo sapiens) todavía son bastante difusos y objeto de debate.

octubre 04/2022 (SINC)