Agencias/Ciudad de México.- Un nuevo análisis de ADN antiguo de humanos modernos en Europa y Asia determina que el mestizaje con los neandertales comenzó hace 50,500 años y duró unos 7,000 años.
Ese mestizaje, que finalizó cuando los neandertales comenzaron a desaparecer, dejó a los euroasiáticos con muchos genes heredados de nuestros ancestros neandertales, que en total constituyen entre el 1% y el 2% de nuestros genomas actuales.
La estimación basada en el genoma es consistente con la evidencia arqueológica de que los humanos modernos y los neandertales vivieron uno junto al otro 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 previas sobre el momento del mestizaje oscilaban entre 54,000 y 41,000 años atrás.
Las nuevas fechas también implican que la migración inicial de los humanos modernos desde África a Eurasia prácticamente terminó hace 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 actuales 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 normalmente 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, fue publicado en la revista Science.
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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 de tiempo más largo”, dijo Peter en un comunicado. “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 estimaba utilizando muestras antiguas individuales o en individuos actuales. Nadie había intentado modelar todas las muestras antiguas juntas”, dijo Chintalapati. “Esto nos permitió construir una imagen más completa del pasado”.
En 2016, Moorjani fue pionero en un método para inferir el momento 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 suponer que el flujo genético se produjo en una sola generación, probaron modelos más complejos desarrollados por Iasi y Peter para establecer que el mestizaje se extendió a lo largo de unos 7,000 años, en lugar de ser intermitente.
El momento del mestizaje entre neandertales y humanos modernos fue corroborado por otro estudio independiente realizado por investigadores de MPI-EVA y se ha publicado 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 publicaron en estudios anteriores, no se habían analizado para observar la ascendencia neandertal de esta manera tan detallada. Creamos un catálogo de segmentos de ascendencia neandertal en 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 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.
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Las primeras muestras de humanos modernos que tienen más de 40,000 años de antigüedad (muestras de la cueva de Oase en Rumania,
Ust’-Ishim en Rusia, Zlaty kun en la República Checa, Tianyuan en China y Bacho Kiro en Bulgaria) ya contenían estos desiertos en sus genomas.
“Encontramos que los primeros humanos modernos de hace 40,000 años no tienen ascendencia en los desiertos, por lo que estos desiertos pueden haberse formado muy rápidamente después del flujo genético”, dijo Iasi.
“También analizamos los cambios en la frecuencia de ascendencia neandertal a lo largo del tiempo y en todo el genoma y encontramos regiones que están presentes con alta frecuencia, posiblemente porque portan variantes beneficiosas que fueron introducidas por los neandertales”.
La mayoría de los genes neandertales de alta frecuencia están relacionados con la función inmunológica, la pigmentación de la piel y el metabolismo, como se informó en algunos estudios anteriores.
Una variante del gen inmunológico heredado de los neandertales confiere efectos protectores contra el coronavirus que causa COVID-19, por ejemplo. Algunos de los genes neandertales involucrados en el sistema inmunológico y la pigmentación de la piel en realidad 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 de la Edad de Hielo y se adaptaron al clima y a los patógenos de estos 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 el medio ambiente”, dijo Iasi.
“El hecho de que encontremos algunas de estas regiones ya en muestras de hace 30,000 años demuestra que algunas de ellas se adaptaron inmediatamente después de la introgresión”, añadió Chintalapati.
Es posible que otros genes, como el gen que confiere resistencia a los coronavirus, no hayan sido útiles inmediatamente, pero sí lo fueron más adelante. “El entorno cambia y, entonces, algunos genes se vuelven beneficiosos”, dijo Peter.
El flujo genético de los neandertales ha dado forma a la variación genética y fenotípica de los humanos modernos. La mayoría de los no africanos que viven hoy en día derivan entre el 1 y el 2 % de su ascendencia de los neandertales. En todo el genoma, algunas regiones genómicas albergan una alta frecuencia de variantes neandertales y se identifican como “candidatas a la introgresión adaptativa”, mientras que otras carecen de cualquier ascendencia neandertal y se las denomina “desiertos”. Sin embargo, los procesos evolutivos y temporales, por ejemplo, la deriva genética o la selección natural, que han dado forma al panorama de la ascendencia neandertal siguen siendo esquivos. La mayoría de los estudios anteriores se han centrado en los genomas de los individuos actuales, donde separar los efectos de la demografía y la selección pasadas es un desafío. Los análisis de ADN antiguo han transformado la investigación sobre la historia evolutiva humana al permitir la observación directa de los patrones de variación genética que existían en el pasado.
Su estudio aporta información sobre la compleja historia del flujo genético neandertal hacia los humanos modernos. Encontramos un sólido respaldo a la existencia de un único y prolongado período de flujo genético neandertal hacia los ancestros comunes de todos los no africanos, que tuvo lugar entre hace 50,500 y 43,500 años. Estas fechas proporcionan un límite inferior para el momento de la migración fuera de África y el asentamiento en regiones fuera de África. La mayor parte de la selección natural (positiva y negativa) sobre la ascendencia neandertal se produjo muy rápidamente después del flujo genético y dejó señales claras en la diversidad genética de los primeros humanos modernos fuera de África.
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