Giro en la evolución humana: el ADN desvela cuándo se cruzaron los neandertales y los sapiens

La publicación en 2010 del primer genoma neandertal provocó un auténtico seísmo en los orígenes humanos, confirmando que esta especie se había cruzado con los Homo sapiens que salieron de África y se expandieron por Eurasia entre hace 60.000 y 40.000 años. Como resultado de esta hibridación y descendencia fértil, se descubrió que todas las poblaciones modernas no subsaharianas comparten entre un 1-3% de ADN neandertal. Unos resultados que derribaron la teoría largamente aceptada de la sustitución sin cruzamiento. Los investigadores, sin embargo, han debatido desde entonces sobre cuándo se produjo este fenómeno y cómo fue el proceso evolutivo.

Un nuevo estudio publicado este jueves en la revista Science ha revelado que la mayor parte del flujo genético que los primeros representantes de nuestra especie recibieron de los neandertales es atribuible a un único periodo, que probablemente se produjo hace entre 50.500 y 43.500 años, confirmando lo que las evidencias arqueológicas ya indicaban sobre la coincidencia espacio-temporal de ambas especies en Europa.

El equipo de investigadores de Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Leipzig) y la Universidad de California (Berkeley) ha analizado el ADN de 275 humanos modernos actuales y de 59 sujetos que vivieron entre hace 45.000 y 2.200 años para estudiar la historia evolutiva de la herencia genética neandertal a lo largo de todo este tiempo. Al observar la longitud de los segmentos de ADN neandertal, los científicos dedujeron que el flujo genético duró unos 7.000 años: algunos fósiles de sapiens tempranos, como los hallados en una cueva de Rumanía, otra de Bulgaria o un pueblo de Siberia, presentan una ascendencia neandertal única que no comparten con las poblaciones posteriores a hace 40.000 años.

Ilustración de un encuentro entre un grupo de neandertales (negro) y un grupo de humanos modernos (rojo, fila superior) con descendientes que muestran ascendencia neandertal reciente (rojo, fila inferior), imaginada como una pintura rupestre. Leonardo Iasi MPI-EVA

"Al comparar estos segmentos del genoma entre individuos de diferentes épocas y ubicaciones geográficas pudimos demostrar que la gran mayoría de la ascendencia neandertal se puede rastrear hasta un único periodo compartido y prolongado de flujo genético hacia los ancestros comunes de todas las personas no africanas actuales", explica la bióloga molecular Priya Moorjani, autora principal del artículo.

Además de constreñir el episodio de mezcla entre neandertales y sapiens —hasta ahora se había propuesto una cronología más amplia de 54.000 a 41.000 años—, estos resultados son relevantes para comprender cómo fue la salida de los humanos modernos de África. Por ejemplo, que la migración principal ocurrió antes de hace 43.500 años. La duración del flujo genético también puede ayudar a explicar por qué los asiáticos orientales tienen casi un 20% más de genes neandertales que los occidentales y los europeos. Si los humanos modernos se desplazaron hacia el este hace unos 47.000 años, como sugieren los yacimientos arqueológicos, ya poseerían genes neandertales.

Marcel Weiss

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Genes protectores

Los análisis de los genomas, por otro lado, han mostrado que la herencia neandertal se sometió a una rápida selección natural en las generaciones posteriores, especialmente en el cromosoma X. Es decir, inmediatamente después del evento de hibridación se eliminaron segmentos cromosómicos neandertales que dieron lugar a los llamados "desiertos genéticos", lo que sugiere que algunas variantes en esas áreas fueron letales para los sapiens. 

Reconstrucción de un padre neandertal y su hija. Tom Björklund

"También encontramos regiones con alta frecuencia de genes neandertales posiblemente porque portan variantes beneficiosas que fueron introducidas por esta especie", detalla Leonardo Iasi, otro de los autores principales de la investigación. La mayoría de funciones de ese 1-3% de ADN neandertal en los humanos modernos está relacionada con la pigmentación de la piel, el metabolismo o el sistema inmunitario, incluido un gen que protege de los efectos del coronavirus que causa la Covid-19.

"Los neandertales vivían fuera de África, en climas duros propios de la Edad de Hielo, y estaban adaptados al clima y a los patógenos de esos entornos. Cuando los humanos modernos abandonaron África y se cruzaron con los neandertales, algunos individuos heredaron genes neandertales que presumiblemente les permitieron adaptarse y prosperar mejor en ese entorno", resume Iasi, investigador del Instituto Max Planck.

Marco más reducido

En el momento de la hibridación entre ambas especies había en Europa dos grupos de sapiens genéticamente diferentes: uno representado por los fósiles de las cuevas de Bacho Kiro (Bulgaria) y Oase (Rumanía) y otro por una mujer hallada en la República Checa y a la que se llamó Zlatý kůň. A este segundo linaje, el más antiguo en diferenciarse de la población que salió de África y dispersarse por Eurasia, también pertenecen seis individuos —incluidos una madre y su hijo— identificados recientemente en una cavidad cercana al municipio alemán de Ranis, según los resultados de otro estudio independiente publicado este jueves en Nature. 

"Serían los representantes más antiguos de humanos modernos de los que tenemos genomas en Europa", explica a este periódico Vanessa Villalba-Mouco, investigadora en genética de poblaciones del Instituto de Biología Evolutiva (CSIC-UPF) y coautora del artículo científico. Los análisis de ADN han revelado una relación de parentesco de quinto o sexto grado entre la mujer de Zlatý kůň y dos individuos de Ranis y que eran portadores de variantes asociadas con un color de la piel y del pelo oscuro y ojos marrones, evidenciando las raíces africanas recientes de esta temprana población europea de humanos modernos, compuesta por unos pocos cientos de sujetos.

Recreación del aspecto de la mujer de Zlatý kůň. Tom Björklund

La ancestralidad neandertal de este grupo (2,9%) se remonta a ese mismo evento común de hibridación identificado en el estudio de Science, aunque la cronología propuesta es algo más reducida al tratarse de un caso concreto: entre hace 49.000 y 45.000 años. "Estos resultados nos proporcionan una comprensión más profunda de los pioneros que se asentaron en Europa", valora Johannes Krause, también del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva y coautor del estudio de Nature. "Indican que cualquier resto humano moderno encontrado fuera de África con una antigüedad superior a 50.000 años no podría haber sido parte de la población común no africana que se cruzó con los neandertales y que ahora se encuentra en gran parte del mundo".

Para Villalba-Mouco, uno de los hallazgos más interesantes es observar cómo el linaje de Ranis/Zlatý kůň no contribuyó genéticamente a poblaciones posteriores. "Esto sugiere que también desaparecen, al igual que ocurrió con los neandertales. Por qué ocurrió esto y si la causa es común sigue siendo una incógnita". Lo que sí se ha podido confirmar es que el tecnocomplejo Lincombian-Ranisian-Jerzmanowician (LRJ), documentado en ambos yacimientos y antes considerado neandertal por su cronología tan antigua, fue elaborado por los humanos modernos más antiguos que habitaron Europa.