Los hombres primitivos y los neandertales tuvieron sexo y descendencia más recientemente de lo que pensaban los científicos
Los neandertales se cruzaron con nuestros ancestros hace 47.000 años, transmitiendo así el ADN neandertal que todavía existe en muchas personas modernas, según dos nuevos estudios.
Por Enrique Coperías
Los neandertales y los antiguos Homo sapiens modernos se mezclaron hace unos 50.500 años, y duró unos 7.000 años, hasta que los neandertales comenzaron a extinguirse. Imagen generada con Grok
Un nuevo análisis del ADN de antiguos seres humanos modernos (Homo sapiens) de Europa y Asia ha determinado con mayor precisión que nunca el periodo de tiempo en el cual los neandertales (Homo neanderthalensis) se mezclaron con los humanos modernos. Este proceso comenzó hace aproximadamente 50.500 años, y duró unos 7.000 años, hasta que los neandertales comenzaron a extinguirse.
Ese mestizaje dejó en los euroasiáticos numerosos genes heredados de nuestros antepasados neandertales, que hoy en día constituyen entre el 1% y el 2% de nuestros genomas.
La estimación basada en análisis genómicos respalda la evidencia arqueológica de que los humanos modernos y los neandertales coexistieron en Eurasia durante un período de entre 6.000 y 7.000 años. El estudio, que incluyó genomas humanos contemporáneos y 58 genomas antiguos obtenidos a partir de ADN extraído de huesos de Homo sapiens en diversas partes de Eurasia, determinó que el mestizaje entre neandertales y humanos modernos ocurrió, en promedio, hace aproximadamente 47.000 años.
La primera migración concluyó hace 43.500 años
Investigaciones previas situaban esta interacción en un rango temporal de entre 54.000 y 41.000 años.
Además, las nuevas fechas sugieren que la primera migración de humanos modernos desde África hacia Eurasia concluyó hace aproximadamente 43.500 años.
«La cronología es realmente importante, porque tiene implicaciones directas en nuestra comprensión de la cronología de la migración fuera de África, ya que la mayoría de los no africanos de hoy heredan entre un 1% y un 2% de ascendencia de los neandertales», explica Priya Moorjani, profesor de Biología Molecular y Celular en la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), y uno de los dos autores principales del estudio. Y añade—: También tiene implicaciones para comprender el poblamiento de las regiones fuera de África, lo que suele hacerse observando materiales arqueológicos o fósiles en distintas regiones del mundo».
El análisis del genoma, dirigido también por Benjamin Peter, de la Universidad de Rochester (Nueva York) y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (MPI-EVA) de Leipzig (Alemania), ha sido publicado en la revista Science. Los dos autores principales son Leonardo Iasi, estudiante de postgrado en el MPI-EVA, y Manjusha Chintalapati, antigua becaria postdoctoral de la UC Berkeley que ahora trabaja en la empresa Ancestry DNA.
Por qué los asiáticos orientales tienen alrededor de un 20% más de genes neandertales que los europeos
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.
«Demostramos que el periodo de mezcla fue bastante complejo, y pudo durar mucho tiempo. Diferentes grupos podrían haberse separado durante el período de 6.000 a 7.000 años, y algunos de ellos podrían haber continuado mezclándose durante un período de tiempo más largo —dice Peter. Y añade—: Pero un único periodo compartido de flujo genético se ajusta mejor a los datos».
“Uno de los principales hallazgos es la estimación precisa del momento de la mezcla neandertal, que antes se calculaba utilizando muestras antiguas únicas o en individuos actuales. Nadie había intentado modelizar todas las muestras antiguas juntas. Esto nos ha permitido construir una imagen más completa del pasado.”
En 2016, Moorjani desarrolló un método para determinar el momento del flujo genético de los neandertales utilizando genomas a menudo incompletos de individuos antiguos. En aquel momento, solo estaban disponibles cinco genomas de Homo sapiens arcaicos.
Para el nuevo estudio, Iasi, Chintalapati y sus colegas utilizaron esta técnica con 58 ADN previamente secuenciados de Homo sapiens antiguos que vivieron en Europa, Asia Occidental y Central durante los últimos 45.000 años, y los genomas de 275 humanos contemporáneos de todo el mundo para proporcionar una fecha más precisa: hace 47.000 años.
En vez de suponer que el flujo genético ocurrió en una sola generación, probaron modelos más complejos desarrollados por Iasi y Peter para establecer que la hibridación se extendió durante aproximadamente 7.000 años, en lugar de ser intermitente.
Ilustración de un encuentro entre un grupo de neandertales (negro) y un grupo de humanos modernos (rojo, fila superior) con descendientes que muestran una ascendencia neandertal reciente (rojo, fila inferior), imaginada como una pintura rupestre. El ADN de los huesos y dientes de estos primeros antepasados humanos está ayudando a los científicos a comprender las interacciones entre los primeros Homo sapiens y los neandertales que encontraron tras emigrar de África. Crédito: Leonardo Iasi, MPI-EVA. Figure created with Dall-E and BioRender.com
El momento de la hibridación entre neandertales y humanos modernos fue corroborado por otro estudio independiente realizado por investigadores del MPI-EVA y que ha publicado la revista Nature. Esta investigación, un análisis de dos genomas recién secuenciados de Homo sapiens que vivieron hace unos 45.000 años, también arrojó una fecha de hace 47.000 años.
«Aunque los genomas antiguos se publicaron en estudios anteriores, no se habían analizado para ver la ascendencia neandertal de esta forma tan detallada. Creamos un catálogo de segmentos de ascendencia neandertal en humanos modernos. Al analizar conjuntamente todas estas muestras, dedujimos que el periodo de flujo genético fue de unos 7.000 años», comenta Chintalapati.
En palabras de esta experta en biología computacional, «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».
Con y sin genes neandertales
El equipo UC Berkeley/MPI-EVA también analizó regiones del genoma humano moderno que contienen genes heredados de los neandertales y algunas zonas totalmente desprovistas de genes de estos últimos.
Descubrieron que las zonas carentes de genes neandertales, denominadas desiertos arcaicos o neandertales, se desarrollaron rápidamente tras el mestizaje de los dos grupos, lo que sugiere que algunas variantes genéticas neandertales en esas zonas del genoma debieron de ser letales para los humanos modernos.
Las primeras muestras de humanos modernos de hace más de 40.000 años —muestras de la cueva Oase, en Rumanía; Ust'-Ishim, en Rusia; Zlatý kůň, en la República Checa; Tianyuan, en China; y Bacho Kiro, en Bulgaria- ya contenían estos desiertos en sus genomas.
Protección frente al covid-19
«Descubrimos 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 tras el flujo genético —explica Iasi. Y añade—: También observamos 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, tal vez porque portan variantes beneficiosas que fueron introgresadas desde los neandertales».
La introgresión no es otra cosa que la incorporación de genes de una especie en el genoma de otra a través de cruzamientos híbridos y retrocruzamientos sucesivos con una de las especies originales. Es un proceso que contribuye a la diversidad genética y puede ocurrir naturalmente entre poblaciones que se solapan geográficamente o ser inducido en estudios de genética.
La mayoría de los genes neandertales de alta frecuencia están relacionados con la función inmunitaria, la pigmentación de la piel y el metabolismo, como se ha señalado en algunos estudios anteriores. Por ejemplo, una variante del gen inmunitario heredado de los neandertales confiere efectos protectores frente al coronavirus causante de la covid-19.
Genes para una mejor adaptación
Algunos de los genes neandertales relacionados con el sistema inmunitario y la pigmentación de la piel aumentaron su frecuencia en el Homo sapiens con el paso del 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 estaban adaptados al clima y a los agentes patógenos de estos entornos —explicó Iasi en una nota de prensa de la Universidad de California en Berkeley. Y continúa—: Cuando los seres 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 entorno».
"El hecho de que encontremos algunas de estas regiones ya en muestras de 30.000 años de antigüedad apunta a que algunas de estas regiones en realidad se adaptaron inmediatamente después de la introgresión», dice Chintalapati.
La aportación genética de los denisovanos
Otros genes, como el gen que confiere resistencia a los coronavirus, pueden no haber sido útiles de inmediato, pero lo fueron más tarde. «El entorno cambia, y entonces algunos genes se vuelven beneficiosos», comenta Peter.
Moorjani estudia actualmente las secuencias neandertales en personas de ascendencia asiática oriental, que no solo tienen un mayor porcentaje de genes neandertales, sino también algunos genes -—hasta el 0,1% de su genoma— de otro grupo de primeros homínidos, los denisovanos. Estos fueron identificados a partir de restos fósiles hallados en la cueva Denisova, en Siberia. Vivieron hace entre 200.000 y 50.000 años, y contribuyeron genéticamente a algunas poblaciones humanas modernas, especialmente en Asia, Oceanía y América. Su genoma se conoce principalmente a través de ADN extraído de fósiles.
«Es realmente fantástico que podamos asomarnos al pasado y ver cómo las variantes heredadas de nuestros primos evolutivos, neandertales y denisovanos, cambiaron con el tiempo —explica Moorjani. Y concluye—: Esto nos permite comprender la dinámica de la mezcla de neandertales y humanos modernos». ▪️
Información facilitada por la Universidad de California en Berkeley
Fuente: Leonardo N. M. Iasi et al. Neanderthal ancestry through time: Insights from genomes of ancient and present-day humans. Science (2024). DOI: 10.1126/science.adq3010
