Los humanos modernos pudieron prosperar sobre los Neandertales gracias a su resistencia al humo

Troy Hubbard (izquierda), estudiante de doctorado en Biología molecular, comprueba un gráfico de las proteínas recogidas de una muestra con el Dr. Gary Perdew en el laboratorio de la Universidad Estatal de Pensilvania. Imagen: Patrick Mansell

Fuente: Universidad Estatal de Pensilvania | 3 de agosto de 2015 (Traducción de G.C.C. para Terrae Antiqvae)

Una mutación genética pudo haber ayudado a los humanos modernos a adaptarse a la exposición del humo derivado del fuego, y tal vez provocar una ventaja evolutiva sobre sus competidores arcaicos, incluyendo a los Neandertales, según un equipo de investigadores.

Los seres humanos modernos son los únicos primates que portan esta mutación genética, la cual aumenta potencialmente la tolerancia a las materias tóxicas producidas por el fuego al cocinar, o utilizarse como protección y calefacción, dijo el Dr. Gary Perdew  (izquierda), profesor de Ciencias Agrícolas en Universidad Estatal de Pensilvania.

A altas concentraciones, las toxinas procedentes del humo pueden aumentar el riesgo de infecciones respiratorias. En las mujeres embarazadas, la exposición a estas toxinas puede incrementar el riesgo de un bajo peso de un niño al nacer y/o la mortalidad infantil.

La mutación pudo haber ofrecido a los Homo sapiens un ajuste óptimo en el procesamiento efectivo de algunas de estas toxinas -tales como las dioxinas y los hidrocarburos aromáticos policíclicos- en comparación con otros homínidos.

"Si usted está respirando humo, lo que desea es metabolizar estos compuestos hidrofóbicos y deshacerse de ellos. Sin embargo, usted no desea metabolizarlos tan rápidamente que se sobrecargue su sistema y provoque una toxicidad celular abierta", dijo Perdew.

Los investigadores, que publicaron sus hallazgos en la edición actual de Molecular Biology and Evolution, sugieren que una diferencia en el receptor del aril hidrocarburos -que regula la respuesta del cuerpo a los hidrocarburos aromáticos policíclicos- entre los seres humanos modernos, los Neandertales y otros primates no humanos, pudo haber hecho a los Homo sapiens más insensibles a ciertas toxinas del humo. La mutación en el receptor se encuentra en medio del dominio del ligando,  presente en todos los seres humanos de hoy en día, añade Perdew.

Los ligandos son pequeñas moléculas que se unen al receptor de proteínas en ciertas áreas, de la misma manera que las llaves encajan en las cerraduras.

"Para los Neandertales, la inhalación de humo y comer carne asada con carbón los expondría a múltiples fuentes de hidrocarburos aromáticos policíclicos, los cuales se sabe son cancerígenos y conducen a la muerte celular en altas concentraciones...

Si los Neandertales estuvieron expuestos a grandes cantidades de estas toxinas derivadas del humo, podría haberles generado problemas respiratorios, disminución de la capacidad reproductiva en las mujeres y un aumento en la susceptibilidad para adquirir virus respiratorios entre los preadolescentes, mientras que los humanos modernos muestran una disminución de la toxicidad debido que metabolizan más lentamente estos compuestos".

Existen evidencias de que tanto los Homo sapiens como los Neandertales usaban el fuego, según George Perry (derecha) profesor asistente de antropología y biología en la Universidad Estatal de Pensilvania, y que ha trabajado conjuntamente con Perdew.

"Nuestros ancestros homínidos probablemente usaban el fuego hace al menos un millón de años, y algunos infieren un control del mismo aún más temprano, hace aproximadamente dos millones de años", dijo Perry.

El fuego habría jugado un papel muy importante en los seres humanos modernos y en los
neandertales.

"Cocinar con fuego podía permitir a nuestros antepasados ​​incorporar una gama más amplia de alimentos en su dieta; por ejemplo, reblandeciendo raíces y tubérculos que, de otro modo, podían ser difíciles de masticar", dijo Perry. "Cocinar también podía ayudar a un aumento de la digestibilidad de otros alimentos, tanto en el tiempo de masticación como en la reducción de la inversión energética de la digestión".

Asimismo, el fuego proporciona calor, sobre todo en las altas latitudes, según Perry.

"Además de calentar y cocinar, los humanos modernos usaron -y siguen utilizando- el fuego para la quema del paisaje y como parte de la caza y la recolección, y ahora como parte de la agricultura", dijo Perry.

El estudio realizado también puede prestar apoyo a la teoría de que la invención de la cocina pudo haber ayudado a los humanos modernos a avanzar en la vida, según Perdew.

También sugiere que la mutación genética mencionada proporcionó a los humanos modernos una mejor tolerancia al humo del tabaco, permitiendo a la gente fumar, pero derivándose también un riesgo de contraer cáncer y otras enfermedades crónicas.

"Nuestra tolerancia al humo nos ha permitido coger malos hábitos", dijo Perdew.

Los investigadores utilizaron técnicas computacionales y moleculares para examinar la diferencia genética de la tolerancia a los hidrocarburos aromáticos policíclicos entre los Homo sapiens y los Neandertales. En este sentido, examinaron la base de datos del genoma de los Homo sapiens, los Neandertales y Denisovanos, éste último un homínido más estrechamente relacionado con los Neandertales que con los humanos modernos.

"Pensábamos que las diferencias en la sensibilidad del ligando del receptor del aril hidrocarburos sería de alrededor de diez veces, pero cuando miramos de cerca la diferencia resultó ser enorme", afirma Perdew. "La mutación provocó una diferencia muy amplia. Entre un centenar y mil veces de diferencia".

Por el contrario, la sensibilidad del receptor del aril hidrocarburos por algunos ligandos endógenos -producidos en el cuerpo- es la misma entre el Homo sapiens y el Neandertal, lo que pone de manifiesto, además, que los seres humanos modernos pudieron haberse adaptado a exposiciones tóxicas en ambientes específicos a través de esta mutación crítica en el receptor del aril hidrocarburos.



 

 
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Comentario por Juan Francisco Reina el agosto 28, 2016 a las 3:04am
Me parece fascinante esta teoria.
Es de una logica contrastada.
Gracias por el articulo.
Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el marzo 15, 2017 a las 12:41pm

El descubrimiento del fuego también trajo efectos negativos para los seres humanos

Una pintura de hace 15.000 años encontrada en una cueva en España, retrata la recolección de miel de un panal. Se usaba humo para dominar a las abejas. CreditThierry Berrod/Mona Lisa Production/Science Source

Cuando los primeros humanos descubrieron el fuego, su vida se hizo más fácil. Podían reunirse en torno a las fogatas para calentarse, tener luz y estar protegidos. Lo utilizaban para cocinar y así podían consumir más calorías que cuando comían alimentos crudos, difíciles de masticar y digerir. Por las noches socializaban hasta tarde, lo que quizá propició que comenzaran a contarse historias y surgieran otras tradiciones culturales.

Sin embargo, el fuego también tenía desventajas. En algunas ocasiones, el humo les quemaba los ojos y los pulmones. Es probable que la capa exterior de su comida estuviera carbonizada, lo cual pudo aumentar el riesgo de desarrollar algunos tipos de cáncer. Al estar reunidos en un solo lugar, también era más fácil que se transmitieran enfermedades.

Gran parte de los estudios realizados hasta ahora se han concentrado en la ventaja evolutiva que el fuego representó para los primeros humanos. Se han estudiado mucho menos las consecuencias negativas del fuego y la forma en que los humanos se adaptaron a ellas, o no lograron adaptarse. En otras palabras, ¿cómo influyeron los efectos dañinos del fuego en nuestra evolución?

“Yo diría que por el momento se discute más en conversaciones informales”, opinó Richard Wrangham  (izquierda), profesor de antropología biológica de la Universidad de Harvard y autor del libro Catching Fire: How Cooking Made Us Human. La premisa de su obra es que cocinar provocó cambios positivos en la biología humana, como cerebros más grandes.

No obstante, dos estudios nuevos han propuesto teorías sobre la manera en que las consecuencias negativas del fuego afectaron la evolución y el desarrollo del ser humano.

En la primera investigación algunos científicos identificaron una mutación que permite a los humanos modernos metabolizar algunas toxinas, como las que se encuentran en el humo, a un ritmo seguro. No se encontró la misma secuencia genética en otros primates, incluidos los antiguos homínidos, como el hombre de Neandertal y el de Denisova.

Los investigadores creen que la mutación fue una respuesta a la inhalación de las toxinas del humo, que puede aumentar el riesgo de infecciones en las vías respiratorias, reprimir el sistema inmunitario y causar trastornos en el sistema reproductivo.

Es posible que esta mutación les haya dado a los humanos una ventaja evolutiva sobre el hombre de Neandertal, aunque eso solo es una especulación, afirmó Gary Perdew, profesor de toxicología en la Universidad Estatal de Pensilvania y uno de los autores del artículo. Sin embargo, si esto resulta correcto, la mutación podría haber sido uno de los mecanismos usados por la especie para acostumbrarse a resistir algunos efectos negativos del fuego.

Comprender cómo puede haber ocurrido la adaptación única de los seres humanos a los riesgos de la exposición al fuego puede cambiar la forma en que los científicos conciben la investigación médica, indicó Wrangham. Es posible que otros animales que no evolucionaron cerca del fuego, no sean los mejores modelos para estudiar cómo procesamos los alimentos o eliminamos toxinas de las sustancias.

Pone como ejemplo el estudio de la acrilamida, un compuesto que se forma en los alimentos cuando se fríen, hornean o cocinan utilizando temperaturas elevadas. Cuando se administra a animales de laboratorio en dosis altas, se ha demostrado que produce cáncer. Sin embargo, la mayoría de los estudios realizados con humanos no han encontrado ningún vínculo entre la acrilamida de la dieta y el cáncer.

“Todos insisten en ‘querer’ encontrar un problema para los humanos”, dijo Wrangham, “pero no hay nada obvio”.

Quizá los humanos no hayan podido ajustarse a todos los peligros del fuego. El segundo estudio, publicado recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences, sugiere que los efectos positivos del fuego para las sociedades humanas también provocaron nuevos y profundos daños. Su teoría es que cuando comenzó a utilizarse el fuego, quizá contribuyó a la dispersión de la tuberculosis por el contacto cercano entre las personas, lo que dañaba sus pulmones y provocaba accesos de tos.

Empleando un modelo matemático, Rebecca Chisholm  (izquierda), y Mark Tanaka (derecha), biólogos de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, simularon la forma en que antiguas bacterias del suelo podrían haber evolucionado para convertirse en los agentes infecciosos de la tuberculosis. Sin el fuego, la probabilidad era baja, pero cuando los investigadores incorporaron el fuego en su modelo, la probabilidad de aparición de la tuberculosis se disparó.

Se cree que la tuberculosis ha matado a más de mil millones de personas por lo que podría ser responsable de más muertes que todas las guerras y hambrunas juntas. Sigue siendo una de las enfermedades infecciosas más mortales, pues se calcula que cobra un millón y medio de vidas al año.

Muchos expertos creen que la tuberculosis surgió hace unos 70.000 años. Para esa época, los seres humanos ya controlaban el fuego (las fechas en que se calcula que los ancestros de los seres humanos comenzaron a utilizar el fuego a menudo varían muchísimo, pero el consenso es que ocurrió hace por lo menos 400.000 años).

“Observamos que el descubrimiento del fuego controlado debe haber provocado un cambio significativo en la forma en que los seres humanos se relacionaban entre sí y con el medioambiente”, factores que favorecieron el surgimiento de las enfermedades infecciosas, explicó Chisholm.

También trajo consecuencias culturales negativas que todavía existen. Algunos antropólogos han especulado que la inhalación de humo llevó a que se descubriera cómo fumar. Desde hace mucho tiempo los seres humanos han utilizado el fuego para modificar su medioambiente y quemar carbón, prácticas que nos han conducido a la agonía del cambio climático.

Fuente: nytimes.com | 16 de agosto de 2016

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