Neandertales y humanos se mezclaron fuera de África

Neandertales y humanosSe había pensado desde hace mucho tiempo que nuestros antepasados ​​humanos entraron en contacto con los neandertales y recientes hallazgos no sólo confirman esto, también indican exactamente cómo se "cerró" ese contacto.

Damian Labuda de la Universidad de Montreal Departamento de Pediatría y el CHU Sainte-Justine Centro de Investigación y su equipo han encontrado parte del cromosoma X humano proviene de los neandertales que se encuentra solamente en personas fuera de África.

En un artículo publicado en la edición de julio de la revista Molecular Biology and Evolution, los genetistas describen como se "proporcionan evidencia de una presencia notable (nueve por ciento del total) de un segmento X Neandertal derivados de cromosomas en todas las poblaciones humanas contemporáneas fuera de África".

El equipo analizó 6,092 cromosomas X "de todos los continentes habitados". Su descubrimiento confirma las hipótesis anteriores que el hombre primitivo modernos y los neandertales se mezclaron y aparearon.

Los antepasados ​​de los neandertales se cree dejaron África hace 400,000 y 800,000 años atrás. Sin embargo, hace 30,000 años antes de Cristo, habían desaparecido. Los ancestros del hombre moderno salieron de África entre 80,000 y 50,000 años antes de Cristo, lo que sugiere que hubo un cruce definitivo entre los dos.

Discovery News agrega : "El equipo cree que la mayoría, si no todas, las hibridaciones se llevaron a cabo en el Medio Oriente, mientras que los humanos modernos migraron de África y se extendieron a otras regiones".

Este hallazgo se produce casi diez años después de que Labuda y su equipo identificaron un fragmento de ADN en el cromosoma X humano ,que parecía diferente. Un comunicado detalla los resultados:

 "Cuando el genoma de los neandertales fue secuenciado en 2010, rápidamente comenzó la comparación con 6,000 cromosomas de todo el mundo con el haplotipo del Neanderthal. La secuencia del hombre de Neanderthal fue encontrado en personas de todos los continentes, incluyendo Australia pero con la excepción de África subsahariana ".

David Reich , genetista de la Harvard Medical School y uno de los investigadores involucrados en el proyecto de descifrar el genoma de los neandertales, dice: "Labuda y sus colegas fueron los primeros en identificar en no africanos variaciones genéticas que pueden provenir de una población arcaica.

En ese momento, se han identificado, sin acceso a la secuencia del genoma del Neandertal. Hoy en día, a la luz de la secuencia del genoma neandertal, es claro que tenían toda la razón".

Las noticias de Paleoantropología despiertan siempre mucha expectación. Probablemente la razón principal sea que esas noticias están muy relacionadas con nosotros mismos, con nuestro origen.

Tanto es así que incluso las personas de “letras” o “humanidades” también se interesan por estos temas.

De entre todas esas noticias las que despiertan una especial fascinación son las que tratan de los neandertales. Quizás sea porque coincidieron cronológicamente con nuestra especie y luego desaparecieron misteriosamente.

Últimamente se ha avanzado mucho en la comprensión de los neandertales, sobre todo debido a los análisis genéticos que tarde o temprano nos permitirán tener el genoma de este “pariente” nuestro.

Hace unos días se anunciaba el descubrimiento de la versión asiática de los neandertales, pero no vamos a hablar de esa noticia que, por otra parte, ya ha sido cubierta por otros medios, sino de otra noticia menor, pero quizás más interesante desde el punto de vista de la metodología científica.

El registro fósil que tenemos de nuestra especie y otros Homo es incompleto, pero también lo es el registro de los objetos que los rodeaban.

De este modo, una tela o piel usada a modo de vestimenta se conservará peor que un hacha de piedra, y un abalorio confeccionado con conchas marinas se conservará mejor que otro hecho de madera.

Pero son precisamente esos objetos los que nos hablan, no ya de la fisiología de esos seres, sino de su cultura, sus costumbres o estilo de vida.

Se conservan más o menos bien los huesos de los animales que cazaban, pero no los restos de los vegetales que comían.

Hasta hace unos días podríamos llegar a pensar que los neandertales eran unos carnívoros acérrimos que no comían vegetales. La ausencia de restos vegetales o de molinos de grano en las excavaciones no permitían pensar en otra cosa, y la posible dieta vegetariana de estos seres era poco más o menos que una mera especulación.

La situación ha cambiado gracias a un estudio de Amanda G. Henry, Alison S. Brooks y Dolores R. Piperno.

El procedimiento que han empleado es un ejemplo del ingenio que se puede usar a la hora de saber cosas del pasado y recuerda un poco a los episodios de CSI. Es un ejemplo más de que si a un fósil se le hacen las preguntas oportunas entonces puede que nos dé información novedosa.

Estas investigadoras han analizado los microfósiles vegetales conservados en el sarro fosilizado de los dientes de varios neandertales y han podido reconstruir su dieta vegetal. Esto es algo que a nadie antes se le había ocurrido investigar.

Los dientes, de unos 40.000 años de antigüedad, fueron recuperados de distintos yacimientos, unos proceden de lo que es ahora Irak y otros de lo que es hoy Bélgica. Los primeros vivían en un clima cálido y los segundos en medio de una glaciación, así que la disponibilidad de plantas era muy distinta en los dos grupos.

La clave en esta investigación es el sarro que se acumula en los dientes, sarro que puede mineralizarse creando cálculos que se conservan en el tiempo. Lo maravilloso en este caso es que el sarro puede llegar a atrapar pequeñas partículas en el proceso.

Analizando esos cálculos dentales pudieron descubrir partículas vegetales, en concreto granos de almidón y fitolitos. El almidón es una molécula energética que las plantas usan como sistema de reserva y que forma pequeños granitos.

Los fitolitos son minerales en forma de pequeños cristales que se forman en las plantas. Lo interesante es que la forma, tamaño y características de esos granos y cristales son específicos de cada especie vegetal y pueden ser diferenciados fácilmente.

Por tanto, analizando con un microscopio esos objetos se puede saber no solamente que los neandertales comían también vegetales, sino qué vegetales específicamente consumían.

 
Neandertales y humanos 2De este modo se ha averiguado que los neandertales de Irak comían semillas de gramíneas silvestres, algunas legumbres silvestres y también dátiles. Esto significa que los neandertales dedicaban parte de su tiempo (bastante) a la recolección de este tipo de alimentos.

¿Subían también a las palmeras?

Además, debido a que la maduración de estas semillas y frutos se dan en distintas épocas del año esta actividad exigía una planificación por parte de estos seres.

Los neandertales de Bélgica no disponían de esas plantas, pero disponían de otras.

De este modo aprovechaban los tubérculos, raíces y rizomas. Es decir, los órganos subterráneos (a salvo de herbívoros) de almacenamiento de reservas de energía que tienen muchas plantas.

Un tipo de plantas de este tipo que consumían estaban emparentadas con la familia de los nenúfares, así que estos seres tenían que chapotear por los pantanos para obtener estos alimentos.

Algunos granos de almidón, además, muestras los efectos de haber sido cocinados (ver foto), cocidos en agua u horneados de alguna manera. Por tanto, los neandertales controlaban el fuego y cocinaban vegetales.

Todo esto muestra una imagen de los neandertales que es mucho más sofisticada de lo que solíamos imaginar hasta ahora.

Una de las hipótesis que se propusieron en el pasado para la sustitución de neandertales por los humanos modernos era que los segundos explotaban mejor los recursos energéticos de su medio y, además de cazar grandes animales, cazaban pequeños animales y recolectaban frutas y semillas.

Este descubrimiento va en contra de esta hipótesis, pues demuestra que los neandertales no solamente cazaban grandes presas, sino que también eran capaces de hacer eso mismo.

Otro prejuicio que había era que los neandertales tenían mucha menos complejidad mental que los humanos modernos. Esta buena explotación de los recursos disponibles a través de una estrategia sistemática y planificada nos demuestra que los neandertales no eran tan inferiores.

¿Qué hubiese pasado si los neandertales no se hubiesen extinguido hace 30.000 años? ¿Podrían haber desarrollado la agricultura?

Al fin y al cabo siempre se ha supuesto que el paso previo para tal desarrollo fueron estas prácticas de recolección de cereales, tubérculos y legumbres silvestres.

Es una suerte que los neandertales no fueran tan sofisticados como para usar cepillos para limpiarse la dentadura, legándonos así una información valiosísima en al sarro de sus dientes. En todo caso es una investigación muy bonita.

Un equipo internacional, en el que ha participado el paleobiólogo español del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Antonio Rosas, ha descubierto que entre los neandertales (Homo neanderthalensis) había individuos con la piel clara y el cabello rojizo, según ha revelado la secuenciación de un fragmento del gen MCR1, que regula la pigmentación en humanos y otros vertebrados.

El hallazgo apareció publicado el viernes en la revista Science. El primer firmante del artículo es el investigador en paleogenética de la Universidad de Barcelona Carles Lalueza.

Los investigadores recuperaron el gen MCR1 (receptor 1 de melanocortina) de un hueso, procedente del yacimiento de El Sidrón, en Asturias, de un individuo masculino de 43.000 años. Los resultados fueron contrastados después con las muestras obtenidas en la cueva de Monte Lessini, cerca de Verona, en Italia, de otro individuo de unos 50.000 años.

El neandertal ibérico y el italiano presentaban la misma mutación en el gen estudiado.

“En las muestras analizadas, los alelos o variaciones del gen analizado tienen una función reducida, lo que se asocia a una piel clara y un cabello pelirrojo o rubio, como los que caracterizan a las poblaciones del norte de Europa”, explica Rosas.

Para comprobar si la mutación del gen MCR1 podía tener efectos sobre la pigmentación del pelo y de la piel de los neandertales, los científicos transfirieron el gen mutado a unas células pigmentarias cultivadas en placas.

El investigador del CSIC detalla el proceso: “Tras transferir a las células pigmentarias o melanocitos la variante genética propia de los neandertales, se midieron sus niveles de actividad celular.

Se ha comprobado que, al igual que ocurre con ciertas variantes humanas actuales y de otros mamíferos, se produce una caída en la actividad celular que da lugar a la síntesis de feomelanina, una variante de la eumelanina, la sustancia que produce una pigmentación más oscura y protege de los rayos solares”.

El resultado es idéntico al que ocurre en las células pigmentarias de los individuos pelirrojos.

UNA EVOLUCIÓN INDEPENDIENTE A LA DE LOS HUMANOS MODERNOS

La mutación genética detectada en neandertales que afecta a la pigmentación de la piel y el cabello parece haber tenido una evolución diferente e independiente a la del Homo sapiens.

Ambas especies presentan mutaciones diferentes, pero con el mismo resultado funcional: el carácter pelirrojo y de piel clara. Esta evolución independiente de ambos linajes se denomina evolución paralela.

Dos hipótesis podrían explicar las causas de esta evolución paralela. Por un lado, se sabe que en África existe una presión selectiva para mantener tonos oscuros en la piel, con la síntesis de eumelanina, para protegerse de la fuerte radiación ultravioleta en las latitudes tropicales.

“Cuando los humanos emigraron hacia el norte, la intensidad de la radiación recibida disminuiría, y la presión sobre la pigmentación oscura se relajaría, lo que hubiera posibilitado variantes genéticas que dieran como resultado pieles y cabellos claros”, narra Rosas.

La otra posibilidad es que en las latitudes más septentrionales fuera necesario rebajar de forma activa la pigmentación de la piel, dado que la vitamina D se sintetiza en las células dérmicas y se vería disminuida en pieles oscuras expuestas a una baja intensidad lumínica (lo que en algunos casos conduce a la enfermedad del raquitismo).

Para el investigador del CSIC: “No es posible determinar si estos cambios obedecen a una ventaja selectiva relacionada con la síntesis de vitamina D o si, por el contrario, tienen que ver con una pérdida de presión selectiva al disminuir la radiación recibida”.

Los resultados obtenidos han sido posibles gracias a que los niveles de contaminación de ADN moderno son muy bajos en el yacimiento de El Sidrón, donde se trabaja en condiciones de esterilidad con un protocolo de ‘excavación limpia’.

Hasta la fecha se han recuperado 1.400 restos óseos humanos de, al menos, nueve individuos neandertales, estudiados bajo la dirección de Rosas.

 El yacimiento asturiano ha sido excavado desde el año 2000 bajo la dirección y codirección de campo de los arqueólogos de la Universidad de Oviedo, también firmantes del trabajo, Javier Fortea y Marco de la Rasilla.

Los humanos modernos (es decir, nosotros o Homo sapiens) y los neandertales divergieron hace cientos de miles de años del antepasado común (no descendemos directamente de los neandertales), pero deben de compartir muchos genes. Conocer las diferencias genéticas entre ellos y nosotros nos ayudará a saber más sobre estos seres y hasta que punto eran parecidos a nosotros.

Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, involucrado en este esfuerzo de la secuenciación del genoma del neandertal, ha encontrado finalmente este gen del habla, y publica el hallazgo en Current Biology.

La versión humana del FOXP2 fue uno de los últimos componentes en evolucionar que están involucrados en la moderna facultad del lenguaje humano. Este gen sufrió una fuerte selección natural positiva hace más de 300.000 años, señal inequívoca de las ventajas adaptativas que confería, y sería muy interesante saber cuándo sucedió exactamente.

Se propuso por primera vez que estaba ligado al lenguaje en 2001, cuando se vio que su mutación provocaba en la persona portadora dificultades en el habla. Tiene efectos sobre el desarrollo del cerebro (aunque también tiene influencia en otros tejidos) encontrándose versiones del mismo en otros vertebrados como las aves.

A los mecanismos genéticos de la evolución les es más fácil modificar un gen ya existente que crear uno nuevo desde la nada y la versión humana de este gen apareció a partir de una mutación de un gen previo.

La versión humana (del Homo sapiens) del gen FOXP2 difiere de la encontrada en el chimpancé (la especie viva más cercana a nosotros) en dos lugares, y esto provoca la sustitución de sólo dos aminoácidos en la proteína que codifica. Sin embargo este cambio de solamente dos aminoácidos parece ser crucial.

El ADN de neandertal utilizado en este trabajo se extrajo de unos restos muy bien conservados de neandertales encontrados en la cueva de El Sidrón en España sobre los que se evitó la contaminación genética.

No es fácil demostrar que los genes que se secuencian pertenecen efectivamente a un neandertal y no a un humano moderno debido a que las secuencias genéticas de los humanos modernos son muy parecidas a las de los otros y pueden contaminar fácilmente las muestras.

Después de todo son humanos modernos quienes manipulan las muestras y pueblan el planeta al completo. En este caso el equipo investigador consiguió demostrar que, efectivamente, las secuencias analizadas no pertenecían al Homo sapiens.

El gen FOXP2 del neandertal muestra las mismas dos mutaciones respecto a la versión del chimpancé que en el Homo sapiens.

Además no se encontraron en este caso ninguna prueba de cruce entre neandertales y sapiens, por lo que extrapolan que todos los neandertales debían de portar esta versión del gen. Por ende, este gen debía de haberse originado y expandido antes de la separación de las dos especies, hace más de 300.000 años.

Desde el punto de vista de este gen no hay razón para negar que los neandertales tuvieran la capacidad del lenguaje.

Pero hay muchos otros genes involucrados en esta facultad del habla que deberán de ser encontrados en el genoma del neandertal para poder afirmar finalmente que estos seres hablaban.

Este gen es una pieza más del rompecabezas genético que nos faculta para hablar, y queda más trabajo por hacer, pero este tipo de estudios no dice que la información sobre el pasado está ahí, esperando a ser descubierta y leída. Sólo tendremos que escuchar cuando nos hable de nosotros mismos. 

La dispersa y fragmentada aparición de restos fósiles de humanos y especies próximas a lo largo de las últimas décadas plantea múltiples interrogantes.

 ¿Cómo evolucionamos hasta llegar a ser el hombre moderno?

¿Somos los neandertales, con los que convivimos miles de años en Europa, y los humanos modernos la misma especie?

Hasta hace algún tiempo solo podíamos contar con la forma de los restos fósiles encontrados así como con los objetos que fabricaron. Ahora la genética molecular comienza a arrojar luz sobre este complejo puzzle.

El descubrimiento de los primeros restos de neandertales ocurrió hace mucho. En 1856 fueron encontrados en el valle alemán de Neander y estudiados por el anatomista Hermann Schaafhausen. Esto sucedió 3 años antes de que Darwin publicara El Origen de las Especies.

Pensar que los hombres descendíamos de esa especie o que teníamos un antepasado común resultaba inadmisible. Durante mucho tiempo ni siquiera estuvo claro que pertenezcamos a distintas especies, aunque la respuesta más aceptada hoy es que no.

Los neandertales vivieron en Europa desde hace unos 250.000 años hasta unos 30.000. Se han encontrado restos de unos 400 individuos. Eran más bajos y robustos con unas cejas prominentes, frente baja y una capacidad craneal similar a la nuestra, aproximadamente litro y medio.

Produjeron herramientas fabricadas en sílex y cuarcita como puntas talladas. Convivieron en Europa durante unos miles de años con los humanos modernos que emigramos de África mucho después y quizá fuimos la causa de su extinción.

Ernst Mayr definió en los 40 el concepto biológico de especie. Dos individuos pertenecen a la misma especie cuando puden cruzarse y tener un descendiente que también es fértil. Así, cuando varios individuos de un especie se separan por un accidente geográfico como un río, siguen reproduciéndose por separado.

Llega un momento en el que difícilmente pueden aparearse entre sí miembros de los dos grupos y tener un cría fértil. Entonces se dice que pertenecen a especies distintas. A veces pueden aparearse y tener una cría fértil, pero menos adaptada y el cruce de especies no forma una especie nueva.

 ¿Qué ocurrió con los neandertales y humanos? Con restos fragmentarios hemos conseguido un borrador del genoma de los neandertales. Resulta que los humanos europeos y asiáticos pero no africanos tenemos algo del genoma de los neandertales.

Es decir, en algún momento, hace unos 40.000 años, siquiera en una ocasión las dos especies se cruzaron en algún lugar de Europa o Asia. Pero continuaron siendo especies distintas. El experimento no prosperó y los restos fósiles muestran a las claras la separación.

En un interesante artículo, Todo ocurrió antes, se explican los detalles de las fechas de los restos fósiles. En los últimos años la genética molecular está aportando una gran claridad a la evolución de las especies y entre otros conceptos se usa el del reloj biológico.

Si conocemos el genoma de dos especies podemos encontrar las distintas mutaciones que hay entre ellas.

Si sabemos la velocidad a la que se producen las mutaciones podemos calcular hace cuánto tiempo se separaron o tuvieron un antecesor común. Esto nos ha llevado a datar los hechos de nuestra evolución y compararlos con las dataciones hechas por los paleoantropólogos.

La secuencia es muy interesante.
Nos separamos de los macacos hace unos 30 millones de años.

De los chimpancés hace unos 5 millones de años. De los neandertales hace medio millón de años. Los bosquimanos y el resto de los africanos hace 200.000 años.

Los humanos que salieron de África lo hicieron en oleadas que comenzaron hace unos 100.000 años. Los europeos y asiáticos se separaron hace unos 50.000 años.

La fascinante historia de la evolución humana comienza a explicarse poco a poco en base a los restos de ADN que se pueden extraer de los restos fósiles que hemos ido dejando.

El proyecto de excavación y estudio de los neandertales de El Sidrón está subvencionado por la Consejería de Cultura del Principado de Asturias.




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