Una pista desconcertante sobre los orígenes humanos de hace 400.000 años: impactantes revelaciones sobre el ADN denisovano

Los denisovanos son una especie extinta de homínidos y un pariente cercano de los humanos modernos. Son una adición reciente al árbol genealógico humano: los científicos identificaron por primera vez restos de denisovanos en una cueva en Siberia en 2010. Los denisovanos pueden haberse extendido desde Siberia hasta el sudeste asiático durante la última Edad de Hielo. La evidencia de ADN sugiere que los denisovanos están relacionados tanto con los neandertales como con los humanos modernos, y pueden haberse cruzado con ambos.

Los denisovanos comparten un ancestro común tanto con los humanos modernos como con los neandertales. Este ancestro común, llamado Homo heidelbergensis, probablemente vivió en África.

Hace entre 300.000 y 400.000 años, un grupo de Homo heidelbergensis abandonó África. Se expandieron hacia Eurasia y luego se dividieron: los que se trasladaron al oeste, hacia Europa, evolucionaron hasta convertirse en neandertales. Los que se trasladaron al este de Asia se convirtieron en denisovanos.

Los ancestros humanos que permanecieron en África evolucionaron hasta convertirse en nuestra propia especie: el Homo sapiens . Los humanos modernos y los denisovanos probablemente se encontraron por primera vez en Eurasia hace entre 40.000 y 60.000 años, después de que el Homo sapiens comenzara su propia migración fuera de África.

Descubrimiento denisovano

Los denisovanos son un descubrimiento relativamente reciente: en 2008, los paleoantropólogos rusos que exploraban la cueva Denisova de Siberia, ubicada en las montañas de Altai a lo largo de la frontera sur de Rusia con China y Mongolia, encontraron un pequeño fragmento de hueso de un dedo del tamaño de un guisante.

Determinaron que el hueso fosilizado del meñique había pertenecido a una niña de entre cinco y siete años cuando murió hace aproximadamente 40.000 años. El clima frío en la cueva siberiana ayudó a preservar el ADN antiguo.

En 2010, un grupo de científicos dirigido por Svante Paabo, de la Sociedad Max Planck de Alemania, extrajo ADN del diminuto fragmento de hueso.

Los científicos secuenciaron el genoma de la niña y lo compararon con los genomas de los humanos modernos y los neandertales, otras dos especies de homínidos que se sabe que vivían en Eurasia en ese momento. Los estudios demostraron que la niña era genéticamente similar tanto a los neandertales como al Homo sapiens , pero lo suficientemente distinta como para ser considerada una nueva especie humana.

Los investigadores llamaron denisovanos a los humanos arcaicos en honor a la cueva en Siberia donde se descubrió el fósil. Desde entonces, los científicos han descubierto dientes fosilizados de otros tres individuos denisovanos, todos ellos del interior de la cueva Denisova.

ADN denisovano

Dado que se han encontrado muy pocos fósiles de Denisovanos, la mayor parte de lo que sabemos sobre los humanos extintos proviene de su ADN.

No está claro exactamente cuándo evolucionaron los denisovanos (o cuándo se extinguieron), pero la evidencia de ADN sugiere que vivieron en Asia hace al menos 80.000 años. Es posible que tuvieran piel oscura, cabello oscuro y ojos oscuros. El genoma denisovano parece tener una baja diversidad genética, lo que significa que es posible que su población nunca haya sido muy grande.

Los investigadores creen que los ancestros humanos modernos pueden haberse cruzado con los denisovanos. El ADN denisovano se puede encontrar en el genoma humano.

melanesios

Algunos grupos actuales de Asia Oriental, en particular los melanesios, pueden haber heredado hasta el cinco por ciento de su material genético de los denisovanos. Los melanesios son isleños del Pacífico nativos de una región que se extiende desde Papua Nueva Guinea hasta Fiji.

Los científicos teorizan que los denisovanos que vivían en el este de Asia pueden haberse cruzado con los antepasados de los melanesios actuales antes de que esos humanos cruzaran el Océano Pacífico para llegar a Papua Nueva Guinea hace aproximadamente 45.000 años.

Los tibetanos y los chinos han también tienen rastros de ADN denisovano en sus genomas. En 2014, los investigadores descubrieron que los sherpas étnicos probablemente heredaron de los denisovanos una variante genética de “súper atleta” que les ayuda a respirar fácilmente en altitudes elevadas.

Una pista desconcertante sobre los orígenes humanos de hace 400.000 años

La interpretacion de un artista de los homininos que vivian cerca de la cueva Sima de los Huesos en Espana. Credito…Javier Trueba, Madrid Scientific Films

Los científicos han encontrado la evidencia de ADN más antigua hasta ahora de la historia biológica de los humanos. Pero en lugar de aclarar claramente la evolución humana, el hallazgo añade nuevos misterios.

En un artículo publicado en la revista Nature, los científicos informaron el miércoles que habían recuperado ADN humano antiguo de un fósil que data de hace unos 400.000 años, rompiendo el récord anterior de 100.000 años.

El fósil, un fémur encontrado en España, a muchos expertos les había parecido anteriormente que pertenecía a un antepasado de los neandertales. Pero su ADN cuenta una historia muy diferente. Se parece mucho al ADN de un enigmático linaje de humanos conocidos como denisovanos. Hasta ahora, los denisovanos eran conocidos sólo por el ADN recuperado de restos de 80.000 años de antigüedad en Siberia, a 4.000 millas al este de donde se encontró el nuevo ADN.

La discrepancia entre la evidencia anatómica y genética sorprendió a los científicos, que ahora están repensando la evolución humana durante los últimos cientos de miles de años. Es posible, por ejemplo, que existan muchas poblaciones humanas extintas que los científicos aún no han descubierto. Es posible que se hayan cruzado, intercambiando ADN. Los científicos esperan que más estudios del ADN humano extremadamente antiguo aclaren el misterio.

“En este momento, básicamente hemos generado un gran signo de interrogación”, dijo Matthias Meyer, genetista del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, y coautor del nuevo estudio.

Los indicios de nuevas complejidades ocultas en la historia humana provienen de un fémur de 400.000 años de antigüedad encontrado en una cueva en España llamada Sima de los Huesos (“el pozo de los huesos” en español). El equipo científico utilizó nuevos métodos para extraer el ADN antiguo del fósil.

“Esto no habría sido posible ni siquiera hace un año”, dijo Juan Luis Arsuaga, paleoantropólogo de la Universidad Complutense de Madrid y coautor del artículo.

El esqueleto de un homínido recuperado de la Sima de los Huesos. Credito…Javier Trueba, Madrid Scientific Films

Encontrar ADN humano tan antiguo fue un avance importante, dijo David Reich, genetista de la Facultad de Medicina de Harvard que no participó en la investigación. “Eso es algo sorprendente que cambia las reglas del juego”, dijo.

Desde la década de 1970, los científicos españoles han extraído de la cueva una gran cantidad de fósiles que datan de cientos de miles de años. “El lugar es muy especial”, dijo el Dr. Arsuaga, quien ha encontrado 28 esqueletos humanos casi completos durante tres décadas de excavaciones.

Basándose en la anatomía de los fósiles, el Dr. Arsuaga ha argumentado que pertenecían a ancestros de los neandertales, que vivieron en Asia occidental y Europa hace unos 200.000 a 30.000 años.

Cuando el Dr. Meyer y sus colegas perforaron el fémur, encontraron ADN humano antiguo en su interior, tal como esperaban.

“Nuestra expectativa era que sería un neandertal muy temprano”, dijo el Dr. Meyer.

Pero el ADN no coincidía con el de los neandertales. Luego, el Dr. Meyer lo comparó con el ADN de los denisovanos, el antiguo linaje humano que él y sus colegas habían descubierto en Siberia en 2010. Se sorprendió al descubrir que era similar.

“Al principio a todos les costó creerlo”, dijo el Dr. Meyer. “Así que generamos más y más datos para concretarlo”.

La búsqueda adicional confirmó que el ADN pertenecía a la rama denisovana del árbol genealógico humano.

El nuevo hallazgo es difícil de conciliar con la imagen de la evolución humana que ha ido surgiendo a partir de fósiles y ADN antiguo. Se creía que los denisovanos se limitaban al este de Asia y no se pensaba que se parecieran tanto a los neandertales.

El fémur de un homínido de 400.000 años de antigüedad de Sima de los Huesos, España. Credito…Javier Trueba, Madrid Scientific Films

Con base en ADN antiguo descubierto previamente y evidencia fósil, los científicos generalmente estuvieron de acuerdo en que los ancestros directos de los humanos compartían un ancestro común con los neandertales y los denisovanos que vivieron hace aproximadamente medio millón de años en África.

Sus ancestros compartidos se separaron del linaje de los humanos y abandonaron África, luego se dividieron aún más en los denisovanos y los neandertales hace unos 300.000 años. La evidencia sugería que los neandertales se dirigieron hacia el oeste, hacia Europa, y que los denisovanos se dirigieron hacia el este.

Mientras tanto, los antepasados de los humanos permanecieron en África, dando origen al Homo sapiens hace unos 200.000 años. Luego, los humanos se expandieron desde África hacia Asia y Europa hace unos 60.000 años. Luego se cruzaron no sólo con los neandertales, sino también con los denisovanos. Posteriormente, tanto los denisovanos como los neandertales se extinguieron.

“Ahora tenemos que repensar toda la historia”, dijo el Dr. Arsuaga.

El Dr. Arsuaga duda de que los denisovanos se extendieran por gran parte del Viejo Mundo, desde España hasta Siberia, haciéndose pasar por neandertales.

Una explicación alternativa es que los humanos de la Sima de los Huesos no eran verdaderos neandertales, sino que pertenecían a los antepasados tanto de los denisovanos como de los neandertales.

También es posible que el ADN recién descubierto haya pasado tanto a los neandertales como a los denisovanos, pero finalmente desapareció de los neandertales y fue reemplazado por otras variantes.

“Se perdió en un linaje pero se abrió camino en el otro”, sugirió Jean-Jacques Hublin, paleoantropólogo de Max Planck que no participó en la investigación.

Beth Shapiro, experta en ADN antiguo de la Universidad de California en Santa Cruz, favorece una posibilidad aún más radical: que los humanos de la Sima de los Huesos pertenezcan a otra rama más de los humanos. Podrían haber sido una especie llamada Homo erectus, que se originó hace unos 1,8 millones de años y se extinguió en los últimos cientos de miles de años.

Carl ZimmerCrédito…Earl Wilson/The New York Times

“Cuanto más aprendemos del ADN extraído de estos fósiles, más complicada se vuelve la historia”, dijo el Dr. Shapiro.

Esta complicada historia ha salido a la luz sólo gracias a los avances de los últimos 20 años en la recuperación de ADN antiguo.

Cuando un organismo muere, su ADN se descompone en fragmentos cada vez más pequeños y al mismo tiempo se contamina con el ADN de otras especies, como las bacterias del suelo. Así que reconstruir el ADN fósil es un poco como armar un rompecabezas creado por un sádico.

En 1997, Svante Paabo del Instituto Max Planck y sus colegas, pioneros en las técnicas para recuperar fragmentos de ADN, publicaron un fragmento de ADN de un fósil de Neandertal que data de hace unos 40.000 años. Luego, ellos y otros científicos aprovecharon este éxito buscando fragmentos de ADN de otros neandertales.

En 2006, un equipo de investigadores franceses y belgas obtuvo un fragmento de ADN neandertal de hace 100.000 años, que hasta ahora ostentaba el récord del ADN humano más antiguo jamás encontrado.

Mientras tanto, utilizando métodos mejorados, el Dr. Paabo, el Dr. Meyer y sus colegas reunieron un borrador de todo el genoma neandertal en 2010.

Ese descubrimiento arrojó luz sobre cómo los ancestros de los neandertales y los humanos se separaron de un ancestro común hace cientos de miles de años. También reveló que los neandertales y los humanos se cruzaron hace unos 50.000 años.

Casi al mismo tiempo que ese descubrimiento, colaboradores rusos enviaron al equipo de Max Planck fósiles de 80.000 años de antigüedad que habían encontrado en una cueva en Siberia llamada Denisova. Cuando los científicos alemanes secuenciaron el genoma completo del hueso del dedo de una niña, resultó que no era ni humano ni neandertal, sino de un linaje separado, al que el Dr. Paabo y sus colegas llamaron denisovanos.

El Dr. Meyer tiene la esperanza de que él y sus colegas puedan obtener más ADN del fósil español, así como de otros fósiles del sitio, para ayudar a resolver el enigma con el que ahora se han topado. “Es extremadamente difícil encontrarle sentido”, dijo el Dr. Meyer. “Todavía estamos un poco perdidos aquí”.