Logran por primera vez extraer el ADN de especies humanas antiguas sin usar huesos

Trabajos en la cueva del Sidrón, en Asturias - JOAN COSTA/Comunicación CSIC.

Hace 20 años se comenzó a extraer ADN del interior de los huesos para reconstruir el pasado de las especies humanas. En 1997 se obtuvieron pequeñas secuencias de ADN mitocondrial de Neandertales: este material genético está dentro de las mitoncondrias, factorías de energía de las células, y se caracteriza por su pequeño tamaño. Ya en 2010, la tecnología avanzó tanto que se pudo publicar el primer borrador del genoma completo de un Neandertal. Los científicos pasaron de lo más simple a lo más complejo en poco más de una década.

La ciencia está cerca de dar un próximo paso que podría ser revolucionario. Un equipo internacional de investigadores, entre los que están científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado una nueva técnica que permite extraer de los sedimentos del suelo el ADN de especies humanas. Los científicos han extraído material genético de Neandertales, Denisovanos y mamíferos que vivieron en ocho cuevas de distintas partes del mundo, sin necesidad de analizar un solo hueso. En esta ocasión han extraído muestras de ADN mitocondrial, pero más adelante quizás será posible extraer el ADN nuclear (en el que se almacena casi toda la información genética). Los resultados se han publicado este jueves en Science.

Recogida de muestras en Bélgica- MONICA V. KNUL

«La importancia de este estudio es que, por primera vez, se ha conseguido extraer ADN conservado en los sedimentos», ha explicado a ABC, Antonio Rosas  (izquierda), profesor de investigación del CSIC en el Museo Nacional de Ciencias Naturales. «Hasta ahora la extraccion del ADN fósil se hacía en restos esqueléticos. Pero esta investigación abre una ventana enorme para futuras investigaciones, en las que se podrá extraer el material genético directamente de los sedimentos».

¿Qué significa esto? La cueva del Sidrón, en Asturias, es el yacimiento de Neandertales más importante de la Península Ibérica. Allí hay 2.500 restos óseos de un total de 13 individuos, que vivieron hace 49.000 años. Pues bien, el hecho de poder extraer ADN del suelo, permite, en teoría, poder analizar el ADN de una cantidad incalculable de individuos que pasaron por allí y no dejaron sus huesos detrás.

Una nueva fuente de información

Por eso, esta técnica será de gran ayuda para contrarrestar la escasez de restos fósiles de las especies humanas: «Esto abre las puertas a una fuente de información que ha estado oculta hasta ahora», ha pronosticado Rosas.

Extracción de sedimentos de 430.000 años de antigüedad en Francia- CHRISTIAN PERRENOUD

¿Qué tipo de información? De momento, las técnicas solo permiten decidir sobre la presencia o ausencia de una determinada especie. Pero en un futuro, es probable que permita adentrarse en las características de los individuos que dejaron su huella genética. De hecho, de forma habitual, el ADN mitocondrial se usa para establecer relaciones de geneaología, en las que se va reconstruyendo la historia de la evolución de especies, ya sean neandertales o mamuts.

En esta ocasión, los investigadores recogieron un total de 85 muestras de sedimentos de siete yacimientos distribuidos por Rusia y Europa y que proporcionan información sobre el Pleistoceno (la era geológica en la que se trata reconstruir la historia de la especie humana, y que va de los 2,6 millones de años a los 10.000 años de antigüedad). Las muestras recogidas, tienen una antigüedad que va de los 550.000 a los 14.000 años.

Animales y dos especies humanas

Solo con el ADN del suelo, los investigadores detectaron la presencia de Neandertales en cuatro cuevas, y la existencia de material genético de Denisovanos en otra de ellas. En todos los lugares, menos en la cueva del Sidrón, se detectó ADN de mamíferos.

Pero hay mucho más. En el yacimiento de Denisova (Siberia, Rusia), los investigadores han podido constatar que Denisovanos y Neandertales vivieron allí en distintos momentos, después de averiguar en qué nivel de terreno estaba presente cada uno. De hecho, el ADN denisovano apareció en el nivel más basal, el más antiguo, con una edad que supera a la de los huesos más antiguos.

Preparación de una muestra para extraer el ADN- SYLVIO TÜPKE

En todos los yacimientos, con excepción de la cueva del Sidrón, detectaron la presencia de una gran variedad de mamíferos antiguos. Se han encontrado secuencias de mamut lanudo  (Mammuthus primigenus), una especie que se extinguió hace 4.000 años, de rinoceronte lanudo  (Coelodonta antiquitatis), que se extinguió hace 30.000, de hiena de las cavernas (Crocuta crocuta spelaea) y de oso cavernario (Ursus ingressus), que desapareció hace 25.000 años.

Pero, ¿cómo ha ido a parar al suelo todo ese ADN? En algunos casos, puede ser que los animales y humanos antiguos compartieran en momentos distintos las mismas cuevas, y que dejaran sus restos allí. O bien podría ser que los animales hubieran sido consumidos por aquellos homínidos. En todo caso, si el ADN llegó al terreno fue a través de hemorragias, heces, partos o bien a través de la descomposicion de sus cuerpos.

Una revolución

«Esto será una revolución para la paleontología y la paleoantropología», ha sugerido Rosas. «Cuando esta técnica se generalice, se podrán buscar restos de todas estas especies para estudiar su evolución y reconstruir los ecosistemas».

Aún falta por saber dónde están los límites. De momento los restos más antiguos de ADN mitocondrial recuperado en sedimentos tienen 130.000 años, mientras que el ADN más antiguo recuperado en huesos tiene 430.000. Pero esta investigación ha mostrado que, en ciertas condiciones, las arcillas del suelo pueden ser un soporte capaz de preservar el material genético antiguo. Aún está por ver qué secretos desvelará el ADN enterrado en los sedimentos de los yacimientos.

Fuente: ABC.es| 27 de abril de 2017

Artículo relacionado: 

* Una nueva técnica permitirá trazar el mapa de los humanos prehistóricos (El Pais.com)

 
 
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Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el abril 30, 2017 a las 12:35pm

Los paleontólogos ya no necesitan fósiles para analizar el ADN


Hasta ahora, el principal problema de los paleontólogos era la escasez de fósiles, una herramienta básica para encajar las piezas del puzzle de la Evolución. Pero los fósiles ya no son esenciales porque un equipo internacional de científicos ha ideado una técnica que permite extraer ADN de los sedimentos.

El nuevo método, que revolucionará el panorama arqueológico, permite extraer los restos de ADN que se conservan en los sedimentos de los yacimientos arqueológicos, según detalla la revista Science.

La técnica dará un vuelco al trabajo de los paleontólogos porque "lo normal es que los yacimientos carezcan de restos óseos para analizar y las muestras que existen y que ya están catalogadas".

"Las muestras neandertales, por ejemplo, son las mismas desde hace una década. Todo eso limitaba nuestro trabajo cada vez más", explicó a Efe el paleogenetista del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), Carles Lalueza-Fox (izquierda).

Además, la técnica que es "barata y prácticamente inagotable, nos dará la oportunidad de volver a analizar yacimientos donde no hay restos fósiles y ver cosas que hasta ahora eran invisibles para nosotros como la diversidad de una cueva y determinar qué humanos ocuparon un lugar a lo largo de miles de años, analizando cada nivel y cada estrato del yacimiento", destaca.

Es más, "extrapolada a tiempos más recientes, la técnica ofrece un sinfín de posibilidades. Podremos volver a cualquier periodo en el que haya habido distintas fases de ocupación de un lugar, a lo mejor por parte de distintas culturas, y podremos investigar cómo eran genéticamente esos individuos en cada nivel de ocupación".

E incluso "saber cómo un grupo se convierte en otro genéticamente diferente al cabo de miles de años", explica el genetista.

Para probar su técnica, los investigadores han estudiado los sedimentos de ocho yacimientos arqueológicos europeos que cuenta con numerosos restos de neandertal.

"Aplicando las tecnologías de secuenciación masiva del genoma a las muestras de sedimento de estos yacimientos, hemos recuperado ADN de homínidos y megafauna", probablemente procedentes de defecaciones, sangre o restos descompuestos, detalla Lalueza-Fox.

En el estudio se analizaron 85 muestras de sedimento. Las más antiguas de 550.000 años y las más nuevas de 14.000 años pero todas ellas del Pleistoceno.

Una de las conclusiones paleontológicas más relevantes del estudio se encontró en la cueva de Denísova (Siberia), donde ya se había documentado previamente la presencia de dos tipos de homininos: neandertales y denisovanos.

El análisis de las muestras de suelo, sin embargo, ha permitido determinar que ambos grupos alternaron el uso de la cueva de Denísova.

"Están intercalados en estratos diferentes: en el nivel más antiguo hay denisovanos, después encontramos restos neandertales, después denisovanos, después neandertales otra vez y, por último, denisovanos", aclara Lalueza-Fox.

Queda demostrado, por tanto, que la técnica "permite atribuir un determinado nivel estratigráfico, o una ocupación o un yacimiento a un grupo de homininos determinado", subraya.

La técnica será muy útil, especialmente en los yacimientos del este de Europa sin fósiles, ya que los neandertales y los denisovanos compartieron la misma industria lítica y la ausencia de ADN para analizar hacía imposible determinar qué grupo había ocupado un yacimiento en concreto.

En el resto de yacimientos del estudio, salvo en El Sidrón, se han encontrado restos de mamíferos, "algunos de ellos ya extinguidos" como el mamut o el rinoceronte lanudo de Eurasia, desaparecidos hace 4.000 y 30.000 años, respectivamente.

El trabajo, que es una "prueba de concepto" (la demostración de una nueva técnica), multiplicará las posibilidades de los arqueólogos y genetistas que descubrirán que el suelo "está plagado de secuencias de ADN de organismos que ocuparon el terreno", destaca el paleoantropólogo del Centro Superior de Investigaciones Científicas de España y coautor del trabajo, Antonio Rosas. EFE

Fuente: lavanguardia.com | 27 de abril de 2017

Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el mayo 4, 2017 a las 1:31pm

La Paleontología molecular se abre paso

La conservación de ADN de especies que vivieron hace miles de años parece de ciencia ficción. Al menos es lo que pensábamos hace un par de décadas. Pero se consiguió lo que parecía imposible en restos neandertales. Es más, se alcanzó cumbre en el yacimiento de la Sima de los Huesos de la sierra de Atapuerca, cuando se logró obtener primero el ADN mitocondrial y más tarde el ADN nuclear en humanos que vivieron hace más de 400.000 años. Quién sabe hasta donde se puede llegar, aunque sería fantástico poder completar lo que se sabe hoy en día sobre el ADN de los neandertales o de los enigmáticos denisovanos. El estudio del ADN antiguo está tomando un papel muy relevante en la reconstrucción de la historia evolutiva de nuestros ancestros del Pleistoceno Medio y Superior, apoyando hipótesis propuestas a partir de estudios morfológicos, y situando en el tiempo las divergencias de diferentes linajes humanos.

Pero los expertos en ADN antiguo no están conformes. Querían más y lo han conseguido. Desde hace algún tiempo se perseguía la “quimera” de encontrar el ADN dejado en los antiguos lugares de habitación, a la postre transformados en yacimientos arqueológicos y paleontológicos. Los humanos que visitaron o habitaron ciertos espacios dejaron el rastro de su ADN, como lo hacemos nosotros cada día allí donde nos encontremos. La orina, las heces, el sudor, la piel, etc., contiene células y, por tanto, ADN en cantidades muy notables. Incluso, la degradación de un cadáver puede hacer que mucho de su ADN se transfiera a los sedimentos que lo llegaron a cubrir. Parece complicado que el ADN permanezca inalterado el tiempo necesario, pero no imposible. Cabe pues la posibilidad de conseguir pruebas de la presencia de cualquier especie, aunque hayan transcurrido miles de años.

Especies detectadas en varios yacimientos del Pleistoceno gracias a la obtención de ADN en sus sedimentos. Fuente: Science-News.com

Matthias Meyer, Viviane Slon, Charlote Hopfe y otros genetistas del Departamento de Genética Evolutiva del Instituto Max Planck llevan casi tres años recolectando muestras de sedimentos de diferentes yacimientos de Europa, y ensayando técnicas para intentar detectar ese ADN que nos dejamos por todas partes. Su constancia ha tenido éxito. La semana pasada publicaron en la revista Science sus primeros y espectaculares resultados, tanto de esas muestras como de otras que se habían tomado hace años para realizar dataciones de los yacimientos. Podemos decir que estos investigadores han cruzado la frontera del conocimiento de su ámbito científico y han entrado en una nueva dimensión. Por descontado, las condiciones óptimas para la conservación del ADN no se dan en todos los yacimientos. El exceso de temperatura o ciertos procesos químicos son capaces de eliminar cualquier rastro orgánico. Así que el nuevo método no será la panacea para resolver todos los enigmas del último medio millón de años. Pero no cabe duda de que en un par de décadas el avance habrá sido espectacular.

Por el momento, los genetistas de Max Planck han conseguido detectar ADN mitocondrial en muestras de sedimentos de los yacimientos de finales del Pleistoceno Medio y del Pleistoceno Superior de Les Cottés (Francia), Trou Al´Wesse (Bélgica), El Sidrón (España), Denisova y Chagyrskaya (Rusia) y Vindija (Croacia). Los resultados han sido negativos, por el momento, en las muestras tomadas en el yacimiento de la cueva de Arago (Pleistoceno Medio de Francia). Las especies detectadas se muestran en la figura que acompaña el texto, y que los autores de la investigación publican en la revista Science.

El yacimiento de El Sidrón, en Asturias, es ya una de las referencias de estas investigaciones, por la extraordinaria conservación de los restos neandertales que atesora, y por el ejemplar método de extracción de los fósiles en condiciones de asepsia. La ausencia de restos de otras especies en el yacimiento de El Sidrón ha vuelto a ser demostrado por este nuevo estudio, en el que solo se ha encontrado ADN de homininos. La otra referencia se encuentra en Siberia. El hallazgo de ADN de neandertales y de denisovanos en las cuevas de Chagyrskaya y Denisova sugiere que las dos poblaciones pudieron alternarse en la ocupación del valle donde se encuentran estos lugares. La hibridación de los dos grupos humanos es una hipótesis a contrastar en el futuro, gracias precisamente al estudio del ADN conservado en estas cavidades. La identidad de los denisovanos no se conoce, pero apostaría por su estrecha relación con la especie Homo erectus. Dada la situación de los montes Altai, en Siberia, no sería extraño que hubieran sido ocupados por grupos relacionadas con las últimas poblaciones de Homo erectus de Asia, que entraron en contacto con los neandertales. Todo ello se podrá ir conociendo gracias al avance de la Paleontología molecular, que hace 30 años se planteaba como una posibilidad de futuro. Pues bien, el futuro ya está aquí.

Comentario por Hispalois el mayo 8, 2017 a las 9:23pm
¡Fantástico! Supera a la ciencia ficción. Con esto se podrá saber por fin en qué fecha llegaron los primeros humanos a Sudamérica, por ejemplo.

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