Un nuevo artículo publicado por Oxford University Press en la revista Genome Biology and Evolution encuentra que el material genético de los ancestros neandertales puede ser responsable de la "tendencia a levantarse temprano" en algunas personas hoy en día, es decir, el tipo de personas que prefieren levantarse temprano y acostarse temprano.
Anatómicamente, todos los humanos modernos se remontan a hace unos 300.000 años en África, donde los factores ambientales moldearon muchas de sus características biológicas. Hace unos 70.000 años, los antepasados de los humanos euroasiáticos modernos comenzaron a migrar a Eurasia, donde encontraron una variedad de entornos nuevos, incluidas latitudes más altas con mayores variaciones estacionales en la luz solar y la temperatura.
Pero otros grandes simios, como los neandertales y los denisovanos, han vivido en Eurasia durante más de 400.000 años. Estos humanos antiguos se separaron de los humanos modernos hace unos 700.000 años, por lo que nuestros ancestros y los humanos antiguos evolucionaron en condiciones ambientales diferentes. Como resultado, nuestros ancestros y homínidos evolucionaron en diferentes condiciones ambientales, acumulando así variaciones genéticas y fenotipos específicos de linaje. Cuando los humanos llegaron a Eurasia, se cruzaron con humanos antiguos en el continente, lo que creó la posibilidad de que los humanos adquirieran mutaciones genéticas que se habían adaptado a estos nuevos entornos.
Genes humanos antiguos y características humanas modernas.
Investigaciones anteriores han demostrado que la mayoría de los ancestros humanos antiguos de los humanos modernos eran improductivos y eliminados por selección natural, pero algunas variantes humanas antiguas que permanecen en las poblaciones humanas muestran evidencia de adaptación. Por ejemplo, las variantes genéticas antiguas se han relacionado con diferencias en los niveles de hemoglobina, la resistencia inmune a nuevos patógenos, los niveles de pigmentación de la piel y la composición de las grasas entre los tibetanos en altitudes elevadas.
Los cambios en los patrones y niveles de luz pueden tener efectos biológicos y de comportamiento que pueden conducir a adaptaciones evolutivas. Anteriormente, los científicos han explorado exhaustivamente la evolución de las adaptaciones del ritmo circadiano en insectos, plantas y peces, pero no en humanos. El entorno euroasiático donde vivieron los neandertales y los denisovanos durante cientos de miles de años estaba en latitudes más altas y tenía horas de luz más variables que el paisaje en el que evolucionaron los humanos modernos antes de abandonar África. Entonces, los investigadores exploraron si había evidencia genética de que los neandertales y los humanos modernos tenían diferentes relojes circadianos.
Métodos y resultados de la investigación.
Los investigadores combinaron búsquedas bibliográficas y conocimientos expertos para identificar un conjunto de 246 genes del ritmo circadiano. Encontraron cientos de variantes genéticas únicas de cada raza que pueden afectar a los genes implicados en el reloj circadiano. Utilizando métodos de inteligencia artificial, destacaron 28 genes circadianos que contienen variantes que pueden haber alterado el empalme en los humanos antiguos, y 16 genes circadianos que pueden estar regulados de manera diferencial entre los humanos actuales y los humanos antiguos.
Esto sugiere que puede haber diferencias funcionales entre los relojes circadianos de los humanos antiguos y los humanos modernos. Debido a que los antepasados de los humanos modernos en Eurasia se cruzaron con los neandertales, es posible que algunos humanos adquirieran variantes del ritmo circadiano de los neandertales.
Para probar esto, los investigadores exploraron si las variantes genéticas introducidas (aquellas que pasaron de los neandertales a los humanos modernos) estaban asociadas con la preferencia del cuerpo por la vigilia y el sueño en una gran cohorte de varios cientos de miles de personas del Biobanco del Reino Unido. Encontraron una serie de variantes introducidas que tenían un impacto en la preferencia de sueño y, lo más sorprendente, descubrieron que estas variantes aumentaban constantemente la tendencia a despertarse temprano. Esto sugiere que el rasgo tiene un efecto direccional, consistente con adaptaciones a altas latitudes observadas en otros animales.
La mayor tendencia de los humanos a despertarse temprano se asocia con ritmos circadianos más cortos. Es probable que esto sea beneficioso en latitudes altas, ya que se ha demostrado que alinea el sueño/despertar más rápidamente con las señales horarias externas. Drosophila requiere un período circadiano más corto para sincronizarse con las largas horas de luz del verano en latitudes altas, y la selección de períodos circadianos más cortos da como resultado clones latitudinales de poblaciones naturales de Drosophila que disminuyen al aumentar la latitud.
Por lo tanto, las tendencias de aumento temprano en la variación introducida pueden indicar una selección de ritmos circadianos acortados en poblaciones que viven en latitudes altas. La tendencia a levantarse temprano puede haber sido un beneficio evolutivo para nuestros antepasados que vivían en latitudes altas en Europa y, por lo tanto, era un rasgo genético que valía la pena preservar en los neandertales.
John A. Capra, el primer autor del artículo, dijo: "Al combinar ADN antiguo, estudios genéticos a gran escala de humanos modernos e inteligencia artificial, descubrimos que existen diferencias genéticas sustanciales entre los sistemas de ritmo circadiano de los neandertales y los humanos modernos. Luego, al analizar los fragmentos de ADN neandertal que permanecen en el genoma humano moderno, descubrimos que "encontramos una tendencia sorprendente: muchos de estos genes tienen un impacto en el control de los genes circadianos en los humanos modernos, y la dirección principal de estos efectos es que los modernos los humanos somos cada vez más propensos a despertarnos más temprano. Este cambio es consistente con el impacto de vivir en latitudes altas en los relojes circadianos de los animales, lo que probablemente hará que los relojes circadianos se alineen más rápidamente con los cambios en los patrones de luz estacionales".
Los próximos pasos incluyen aplicar estos análisis a poblaciones humanas modernas más diversas, explorar el impacto de las variantes neandertales encontradas en sistemas modelo en los relojes circadianos y aplicar análisis similares a otros posibles rasgos adaptativos.
Fuente compilada: ScitechDaily