Los neandertales tenían mayor semejanza genética con los ‘Homo sapiens’ que con los denisovanos

Recreación de un Homo neanderthalensis (izquierda) y un Homo sapiens.

El análisis del ADN fósil ha cambiado nuestra manera de entender la historia evolutiva humana. La existencia de flujos genéticos entre diferentes especies humanas, incluidas las existentes entre neandertales y humanos modernos, se ha revelado como un factor clave para el estudio del árbol evolutivo humano. 

“Hace unos 100.000 años había varias especies diferentes de humanos, incluidos los humanos modernos, los neandertales y los denisovanos”, explica Antonio Rosas (izquierda), investigador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC). “El estudio del genoma confirmó que los neandertales eran el grupo humano hermano de la especie humana actual (H. sapiens)”, añade.

A su vez, el hallazgo de una nueva variante de ADN en los restos de la cueva de Denisova, en Siberia, desveló la existencia de un nuevo tipo humano, estrechamente relacionado evolutivamente con los neandertales, con quien compartieron su último antepasado hace unos 350.000 de años.

Sin embargo, el análisis del ADN mitocondrial de los fósiles de la Sima de los Huesos de Atapuerca, de unos 400.000 años de antigüedad y antepasados directos de los neandertales, reveló algo que no cuadraba en el esquema.

El ADN mitocondrial encontrado en los restos de la Sima de los Huesos se asemeja más al de los denisovanos que al de los neandertales, a pesar de que neandertales y denisovanos compartan un antepasado que vivió mucho tiempo antes de que los linajes de 'Homo sapiens' y neandertal se separaran”, indica el investigador del CSIC. 

Los neandertales y los denisovanos se originaron a partir de una población de origen común con antepasados africanos de los humanos modernos en algún momento entre 600 y 700.000 años atrás.

Este modelo ha sido confirmado ahora en un estudio, publicado en la revista Science, donde se ha estudiado el cromosoma Y (cromosoma sexual masculino). Los investigadores, con participación del MNCN-CSIC, la Universidad de Oviedo y el Instituto de Biología Evolutiva (IBE), centro mixto de la Universidad Pompeu Fabra y el CSIC, han analizado las secuencias genéticas de dos homínidos denisovanos y tres neandertales, uno de ellos procedente del yacimiento de El Sidrón situado en Asturias.

“Al igual que sucede con el ADN mitocondrial, el cromosoma Y revela una mayor similitud entre el hombre de neandertal y el 'Homo sapiens', lo que indica que ambos están muy próximos genéticamente, mientras que el cromosoma Y de los denisovanos parece tener una raíz más antigua”, añade Rosas. Los investigadores  calcularon que el ancestro común más reciente de los cromosomas Y humanos modernos y neandertales vivió hace unos 370.000 años, mucho más recientemente de lo que se pensaba.

Molar superior de un neandertal masculino (Spy 94a) de Spy, Bélgica analizado en el estudio. © I. Crevecoeur.

Mayor hibridación entre neandertales y Homo sapiens

Los científicos han propuesto que la mayor similitud del ADN del Homo sapiens y los neandertales, en comparación con los denisovanos, podría deberse a una hibridación  entre ambos. El modelo plantea que hubo un encuentro entre ambas especies hace unos 300.000 años, cuando algunos homínidos relacionados con el linaje del Homo sapiens trasfirieron ciertos genes a los neandertales en una fase antigua de su evolución.

En otras palabras, “los neandertales más primitivos debieron portar originalmente un ADN mitocondrial similar al de los denisovanos, el cual, posteriormente, fue reemplazado a través de flujo génico desde un linaje relacionado con el 'Homo sapiens'”, indica el experto. 

Este reemplazo de los linajes genéticos durante la evolución de los neandertales podría deberse a los efectos del azar en el seno de poblaciones pequeñas y aisladas, algo que confirma la observación de pequeñas anomalías esqueléticas con base genética, debido probablemente a la endogamia o al cruzamiento entre familiares próximos.

“Es en un contexto de grupos con pocos individuos y dispersos en el territorio, en los que se suaviza mucho la selección purificadora, donde puede entenderse el proceso de sustitución del ADN mitocondrial y del cromosoma Y”, añade Rosas.

"El análisis de los linajes paternos es una de las pocas incógnitas sobre los neandertales que quedaban por resolver, en parte porque la mayoría de las muestras bien conservadas son de mujeres”, explica Carles Lalueza Fox (izquierda), investigador del IBE (UPF-CSIC).

“Con este estudio, no solo descubrimos una nueva migración de África a Europa hace unos 300.000 años, sino que podemos hacer una predicción: los cromosomas Y anteriores a esta fecha serán más parecidos a los de los denisovanos que a los de los propios neandertales”, concluye el científico.

Fuentes: agenciasinc.es | Max Planck Gesellschaft | 24 de septiembre de 2020

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Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el septiembre 25, 2020 a las 3:45pm

Cómo los neandertales perdieron su cromosoma Y

Recreación de un hombre y una mujer neandertales

Los neandertales han sido vistos durante mucho tiempo como supermasculinos macizos, al menos en comparación con sus livianos primos Homo sapiens, con quienes competieron por la comida, el territorio y las mujeres. Pero un nuevo estudio ha encontrado que los hombres Homo sapiens  castraron genéticamente a sus primos musculosos cuando se aparearon con mujeres neandertales hace más de 100.000 años. Esas uniones hicieron que los cromosomas Y de los humanos modernos se extendieran a través de las generaciones futuras de niños neandertales, reemplazando eventualmente los cromosomas Y de los neandertales masculinos.

El nuevo hallazgo puede resolver el misterio de una década de por qué los investigadores no han podido encontrar cromosomas Y en restos neandertales. Parte del problema era debido a la escasez de ADN de neandertales masculinos: de la docena de neandertales cuyo ADN se ha secuenciado hasta ahora, la mayoría es de mujeres, ya que el ADN de los fósiles de neandertales masculinos está mal conservado o contaminado con bacterias. “Empezamos a preguntarnos si había algún hombre neandertal”, bromea Janet Kelso (izquierda), bióloga computacional del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y autora principal del nuevo estudio publicado en Science.

Sin embargo, mediante un avance técnico, el estudiante graduado del Instituto Max Planck, Martin Petr  (derecha), diseñó un conjunto de sondas que usan secuencias de ADN en pequeños trozos de cromosomas Y de hombres modernos para "pescar" y unirlos con el ADN de los cromosomas Y de Homo sapiens arcaicos. El nuevo método funciona porque los cromosomas Y del neandertal y del Homo sapiens son en su mayoría similares; además las sondas de ADN también se enrollan en los pocos pares de bases que difieren.

Los investigadores analizaron los cromosomas Y fragmentarios de tres hombres neandertales de Bélgica, España y Rusia que vivieron hace entre 53.000 y 38.000 años, y de dos hombres denisovanos, primos cercanos de los neandertales que vivieron en la cueva Denisova de Siberia hace entre 130.000 y 46.000 años. Cuando los investigadores secuenciaron el ADN, se llevaron una sorpresa: "los cromosomas Y de los neandertales se parecen más a los de los humanos modernos que a los de los denisovanos", dice Kelso.

Esto era un puzle, dice Petr, ya que estudios anteriores mostraban que el resto del genoma nuclear de los neandertales es más parecido al de los denisovanos. Ello sugiere que estos dos grupos se separaron de los humanos modernos hace unos 600.000 años. Pero la aparición del inusual cromosoma Y en los neandertales es paralela también a otra adquisición genética: los restos de neandertales que datan de hace entre 100.000 y 38.000 años contienen ADN mitocondrial (ADNmt) heredado de la madre por vía de una mujer humana moderna, en lugar de ADNmt propiamente neandertal encontrado en fósiles anteriores. En ese caso, una de las primeras mujeres Homo sapiens probablemente se cruzó con un hombre neandertal hace más de 220.000 años y sus descendientes llevan, por tanto, ADNmt de mujeres Homo sapiens.

El mejor escenario para explicar el patrón de los cromosomas Y es que los primeros hombres Homo sapiens se aparearon con mujeres neandertales hace más de 100.000 años pero menos de 370.000 años, según los modelos computacionales del equipo. Sus hijos habrían portado cromosomas Y de los humanos modernos, los cuales se heredan por vía paterna. Los cromosomas Y modernos se extendieron rápidamente a través de la descendencia a las pequeñas poblaciones de neandertales de Europa y Asia, reemplazando a los cromosomas Y neandertales, informan los investigadores. Ahora bien, las parejas de los humanos modernos no son antepasados ​​de los Homo sapiens de hoy en día, pues fueron probablemente parte de una población que emigró tempranamente de África y luego se extinguió. Los rastros de ADN neandertal en seres humanos actuales se heredaron a raíz de un evento de hibridación separado hace entre 70.000 y 50.000 años.

Los investigadores no están seguros exactamente de por qué ocurrió este reemplazo. La selección natural pudo haber favorecido el cromosoma Y de los Homo sapiens debido a que los neandertales tenían mutaciones más deletéreas en sus genomas, dice Kelso. Los neandertales tenían poblaciones más pequeñas que los humanos modernos, y las poblaciones pequeñas tienden a acumular mutaciones deletéreas, especialmente en los cromosomas sexuales X e Y. Los humanos modernos, con sus poblaciones ancestrales más grandes y más diversas genéticamente, pudieron haber tenido una ventaja genética.

“Especulamos que dado el importante papel del cromosoma Y en la reproducción y la fertilidad, la menor aptitud evolutiva de los cromosomas Y neandertales podría haber causado que la selección natural favoreciera los cromosomas Y de los primeros humanos modernos, lo que eventualmente condujo a su reemplazo”, dice Martin Petr.

Otra posibilidad es que una vez que los neandertales heredaron ADNmt de los humanos modernos, sus células podrían haber favorecido la interacción con los cromosomas Y de los humanos modernos, dice el biólogo computacional Adam Siepel  (izquierda), del Laboratorio Cold Spring Harbor, el cual no formó parte del estudio.

La mejor manera de probar este escenario es obtener ADN de los primeros neandertales para ver si su cromosoma Y se parecía más al de los denisovanos. Mientras tanto, el estudio muestra que "la mezcla entre humanos modernos y neandertales fue una característica definitoria de la historia de los homínidos", dice el genetista de poblaciones Josh Akey (derecha), de la Universidad de Princeton, quien tampoco formó parte del estudio.

No solo los neandertales les dieron a los humanos modernos parte de su ADN, sino que también los humanos modernos cambiaron el ADN de los neandertales de manera fundamental.

Fuente: sciencemag.org | Ann Gibbons | 24 de septiembre de 2020

Comentario por Jose de Teresa el septiembre 25, 2020 a las 4:30pm

La nota tomada literalmente de agenciasinc.es resulta demasiado parca, y además no está bien escrita. Hagamos de lado una errata obvia: "hace unos 350.000 millones de años". Pero es que aparte, su conclusión --por cierto muy extraña, si se la toma al pie de la letra-- cuando menos parece infundada. 

   Tal vez me equivoco, pero (añadiendo yo las negritas), entiendo que la confusa predicción final significa: "los cromosomas Y neandertales anteriores a [300 mil años] serán más parecidos a los de los denisovanos que a los de los propios neandertales posteriores”.  Aún así, esta conclusión no parece derivarse de las premisas que la nota antes deja asentadas; por tanto, en realidad la nota no explica la predicción tal como se ha formulado --es decir, su conclusión--, como nos gustaría. Acaso esto deba atribuirse a la parquedad de los datos ofrecidos, ya que aquí no se expresaron cuantitativamente los grados de parecido entre los genomas N, D y S (ni para el cromosoma X ni para el Y).

   Sin haber leído el artículo original, no quiero especular sobre cómo debería haberse expresado la conclusión. Pero al parecer, los investigadores esperaban que (tal como ocurre para X, también en el caso del cromosoma Y) hubiera mayor similitud N-D que entre N y S. Lo cual, sorpresivamente, no se cumple. Atribuyen esto a un hipotético episodio de hibridación N-S, hasta ahora insospechado, en torno a t =300 kya. Para ello, naturalmente distinguen entre N1 (pre-t) y N2 (post-t).

    En otros términos, ahora han constatado que (para Y) los grados de semejanza N2-S > N2-D, y (para guardar simetría con lo que ocurre en el cromosoma X) postulan que a la inversa, debió ser el caso que N1-D > N1-S.    Sin embargo para esto no haría falta, como afirma la predicción, que N1-D > N1-N2 (si es que entendí correctamente, de lo cual también dudo).    

    Por ejemplo, supongamos que N2-S =4; N2-D =2, mientras que N1-D =4 y N1-S =1.               Aún así, ¿no cabría que N1-N2 fuera =90?    La conclusión de la nota parece decir que algo semejante es muy improbable, si no imposible. Mi problema es que no veo el por qué.  A decir verdad, si realmente N1-N2 < N1-D, probablemente sería mejor decir que los N1 eran denisovanos, mientras que N2 (los únicos propiamente neandertales) surgieron de una hibridación D-S.

Comentario por Jose de Teresa el septiembre 25, 2020 a las 6:19pm

Ya, claro.  Mucho mejor, el resumen de Science

Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el septiembre 28, 2020 a las 4:46pm

Desvelado el encuentro sexual más antiguo de nuestra especie

La educadora Sabine Liener-Kraft observa el cráneo de un neandertal en el Arqueológico Museo Estatal de Chemnitz, Alemania.GETTY

El análisis genético de un puñado de fósiles humanos de hace decenas de miles años acaba de desvelar un capítulo totalmente desconocido de la historia de nuestra especie, los Homo sapiens.

Los restos analizados provienen de un tiempo hace entre 70.000 y 35.000 años, cuando en la Tierra había no una, sino hasta seis especies humanas diferentes. El interés en este caso se centra en tres de ellas: los sapiens, que se originaron en África, los neandertales, oriundos de Europa, y su grupo hermano, los denisovanos, que habitaron en Asia. Análisis anteriores del ADN de fósiles de estas especies han demostrado que se encontraron y tuvieron sexo e hijos en varias ocasiones. Hasta ahora se pensaba que sapiens y neandertales se cruzaron dos veces, una hace unos 100.000 años, posiblemente en Oriente Próximo, y otra hace unos 50.000.

De aquellos encuentros nacieron hijos mestizos. Sabemos que en general los bebés fueron aceptados en la tribu, queridos, cuidados fueran de la especie que fueran porque crecieron y tuvieron a su vez hijos, nietos y así sucesivamente hasta hoy, cuando ya solo existe una sola especie humana en la Tierra, los sapiens. Fruto de ello el ADN de muchos sapiens actuales lleva un pequeño porcentaje de ADN neandertal y, en menor medida, denisovano.

El equipo internacional de investigadores ha analizado restos de tres neandertales, incluido el cráneo de un bebé neandertal de un año que murió en Rusia hace 44.000 años y un adolescente de la misma especie que murió en la cueva asturiana de El Sidrón hace unos 49.000. También hay dos dientes de denisovanos adultos hallados en la cueva de Siberia donde se hallaron los restos de la primera híbrida conocida: una hija de madre neandertal y padre denisovano.

Ilustración que representa a una niña junto a su madre neandertal y a su padre denisovano en la cueva de Denísova, en Siberia. Ilustración: Petra Korlević.

Los investigadores se han centrado en restos masculinos porque querían analizar el cromosoma Y, la marca genética de la paternidad que pasa de padres a hijos. Hasta ahora, las únicas secuencias genéticas completas de neandertales y denisovanos disponibles han sido de mujeres, con lo que no se sabía casi nada del aporte paterno. Y esta marca es importante para entender quién tenía hijos con quién: ¿fueron los corpulentos machos neandertales los que se acostaron con las sapiens o fueron los delgaduchos sapiens los que buscaron como madres a las neandertales? También podría aparecer una posible marca de cruce violento en el quelos hombres de una especie borraron a los de la otra.

Los resultados, recién publiados en la revista Science, desvelan un nuevo capítulo de cruce entre los antepasados de los sapiens y neandertales que ocurrió hace unos 300.000 años. Se trata del cruce entre especies humanas más antiguo del que hay constancia y sucedió antes incluso de que nuestra especie fuese nuestra especie, pues los Homo sapiens propiamente dichos no surgirían hasta unos 100.000 años después.

Carles Lalueza-Fox, genetista del CSIC y coautor del estudio, cree que la evidencia de este cruce hallada en el cromosoma Y prueba que hubo una migración fuera de África de los ancestros del Homo sapiens. Estos pre-sapiens —gente mucho más corpulenta que nosotros con un cerebro sensiblemente menor— se encontraron con los neandertales en un lugar que la genética no puede identificar. “Es imposible saber dónde sucedió, pero lo más plausible es que fuese en Oriente Próximo o, con menor probabilidad, en los Balcanes”, explica Antonio Rosas, investigador del CSIC y también coautor del estudio.

Aunque los autores del trabajo no la aceptan como tal, hay una posible prueba física de esto: un yacimiento en el que supuestamente se halló la calavera de un neandertal y la de un sapiens a pocos centímetros de distancia; precisamente en Apidima, Grecia, muy cerca de los Balcanes.

Lo que demuestra el cromosoma Y es que en estos cruces participaron tanto hembras como machos sapiens y neandertales. Este encuentro dejó una huella imborrable en los neandertales. El cromosoma Y de esta especie quedó reemplazado por el de los sapiens. Aunque se desconoce la razón es posible que se deba a un efecto evolutivo natural potenciado por el hecho de que ya por aquel tiempo los neandertales eran muy pocos, probablemente no más de 10.000 individuos en total, según Rosas.

Un estudio previo demostró que la marca genética materna que llevaban los neandertales —el genoma mitocondrial que pasa de las madres a sus hijos— era sapiens, es decir que un cruce hizo que las hembras sapiens legasen a los neandertales su marca genética inconfundible. La datación de este cruce es casi idéntica al actual: unos 300.000 años, por lo que lo más probable es que todo sucediese en el mismo encuentro, razona Mikkel Schierup (izquierda), investigador de la Universidad de Aarhus, en Dinamarca.

En este cruce fueron los sapiens quienes pasaron sus genes a los neandertales, lo contrario de lo que sucedió hace unos 50.000 años, cuando fueron primordialmente los neandertales los que nos pasaron sus genes a nosotros. En resumen, un toma y daca genético que dibuja una vena mestiza en una y otra especie. También desvela una compatibilidad biológica, sexual, que parecía una locura hace unos años, antes de que existiesen las modernas técnicas para recuperar y leer ADN de fósiles milenarios que han cambiado para siempre la comprensión de nuestros orígenes.

El estudio actualiza y enmaraña nuestro árbol genealógico. Si tenemos solo en cuenta los cromosomas sexuales de los padres y el genoma mitocondrial de las madres, sapiens y neandertales somos los parientes más cercanos. Si analizamos el resto de ADN no sexual (autosomas), los neandertales están mucho más hermanados con los misteriosos denisovanos.  Además el análisis del cromosoma Y confirma el estrecho parentesco por vía paterna entre este grupo y los homínidos que habitaron la sierra de Atapuerca (Sima de los Huesos), en Burgos, hace 400.000 años.

Neandertales y denisovanos se extinguieron hace decenas de miles de años, pero de alguna forma siguen vivos. Todos los humanos de fuera de África tienen un 2% de ADN neandertal vivo y funcionando en cada una de sus células. Algunos sapiens de Australia y Nueva Guinea llevan aún una pizca de ADN denisovano. Y más allá, algunas poblaciones de África y de India llevan ADN de “poblaciones fantasmas”, especies humanas sin identificar, pero cuya marca sigue ahí decenas de miles de años después.

Fuente: elpais.com | 27 de septiembre de 2020

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                                           Tolerancia neandertal

Por María Martinón Torres es directora del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH).

El pasatiempo preferido de un ser humano es otro ser humano. El tamaño del cerebro de Homo sapiens ha evolucionado precisamente bajo la presión de necesitar relacionarnos con los demás. La ciencia apunta a que existe una asociación entre el grosor de la corteza cerebral en los primates y el tamaño del grupo con el que esa especie es capaz de establecer una relación plena. En el caso de Homo sapiens, ese grosor es una buena medida del esfuerzo y tiempo que le dedicamos a las vidas ajenas. Está claro que a una especie hiper-social como la nuestra, le compensan todos los dolores de cabeza que acarrea intentar entenderse con sus semejantes. 

Es por ello que estudios como el que acaba de publicar la revista Science sobre el cromosoma Y de poblaciones humanas extintas nos fascinan. Más allá de su indudable valor científico, estos análisis nos regalan datos específicos con los que poder imaginar el carácter de esa interacción tan estrecha entre los neandertales y los humanos modernos, y son los detalles personales los que al final, como humanos, más nos intrigan.

Sabíamos que nuestra especie había hibridado con los neandertales, y como testigo de este cruce tan íntimo, sucedido hace entre 40 y 80.000 años, portamos en nuestra sangre entre un 1% y un 4% de ADN neandertal. Sin conocer mucho más sobre el carácter de esa interacción tan estrecha —¿esporádica? ¿estable? ¿violenta? ¿consentida?— el hecho de que ese ADN neandertal hubiera llegado a nuestros días, era señal inequívoca de que esos hijos híbridos fueron aceptados y cuidados por el grupo.

En este nuevo estudio, el investigador Martin Petr y su equipo identifican un episodio de hibridación todavía más antiguo, hace entre 200 y 300.000 años, y que como resultado habría dejado, en este caso, una huella sapiens en el genoma neandertal. Constatar que existió flujo genético en ambos sentidos nos permite deducir que tanto neandertales primero, como humanos modernos después, aceptaron en el seno de sus familias niños de herencias mixtas, niños probablemente diferentes en su aspecto, en su comportamiento, en sus capacidades. Niños singulares que fueron tolerados e incluso queridos; o niños, quién sabe, cuyas diferencias no fueron siquiera percibidas por el grupo porque desde el principio fueron tratados como uno más.

En un momento histórico de tanto conflicto interpersonal, incluso bélico, entre individuos de la misma especie; en el que las sociedades y los países levantan muros de carácter arbitrario y cultural entre sus semejantes; en el que nos peleamos entre nosotros por cuestiones que ni son vitales ni en realidad nos importan, produce asombro y nostalgia pensar que hubo otro tiempo en que ni las barreras biológicas fueron suficientes para aislarnos. Acostumbrados a atribuirnos todas las cualidades positivas, cabe preguntarse si fue de los neandertales de quienes aprendimos a tolerar al que era diferente. También cabe investigar si en ese puñado de ADN neandertal que aún nos queda, es donde se codifica la sana aceptación de la diversidad que a veces se nos olvida.

Fuente: elpais.com | 27 de septiembre de 2020

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