Un nuevo estudio utiliza evidencia de proteínas conservadas en el esmalte dental antiguo para mostrar que los intercambios genéticos entre las primeras especies humanas eran mucho más frecuentes de lo que se pensaba anteriormente. El Homo erectus, que vivió en el este de Asia, puede haber transmitido indirectamente algo de material genético a las poblaciones actuales del sudeste asiático y de Oceanía al cruzarse con los denisovanos.
Durante gran parte del siglo XX, los orígenes humanos se compararon a menudo con un "árbol evolutivo" cuidadosamente ramificado: cada uno de nuestros parientes más cercanos era una rama independiente y, finalmente, sólo el Homo sapiens, que apareció en África, se convirtió en la "columna vertebral" que continúa hasta el día de hoy, reemplazando a todos los tipos humanos más antiguos después de abandonar África. En el pasado, los humanos antiguos como los neandertales y el Homo erectus eran a menudo considerados como "callejones sin salida evolutivos" y se consideraba que no habían dejado descendientes entre los humanos modernos. Sin embargo, en los treinta años transcurridos desde que el autor dejó la universidad, esta "clara teoría del reemplazo" ha sido completamente revocada ante nuevas evidencias provenientes de la biología molecular y la paleogenética.
Un artículo publicado en Nature esta semana por el equipo del paleogenetista Fu Qiaomei de la Academia de Ciencias de China desafía una vez más esta narrativa de la evolución lineal. El equipo de investigación extrajo proteínas antiguas de dientes fósiles de Homo erectus hace unos 400.000 años y obtuvo información biológica eficaz que aún puede utilizarse cuando el ADN se ha degradado por completo, algo casi inimaginable hace una década. Estas muestras dentales provienen de tres lugares de China: Zhoukoudian (el famoso sitio del "Hombre de Pekín"), Hexian y Sunjiadong, y se cree que todos pertenecen a individuos de Homo erectus.
El Homo erectus es ampliamente considerado como el primer miembro de la familia de los homínidos que abandonó África. La evidencia muestra que esta especie migró a Eurasia hace casi dos millones de años, lo que la convierte en uno de los ancestros humanos con mayor distribución geográfica hasta la fecha. Una nueva investigación utiliza "huellas dactilares" de proteínas para sugerir que se produjo un intercambio genético entre el Homo erectus y los denisovanos en el este de Asia hace unos 400.000 años, muy probablemente a través de la hibridación. Análisis más detallados demostraron que todavía hoy se pueden detectar algunos rastros de esta contribución genética en los genomas de poblaciones de Filipinas, Papúa Nueva Guinea y, más ampliamente, del sudeste asiático.
El material clave en el que se basa la investigación es la proteína del esmalte. El esmalte dental es el tejido más duro del cuerpo humano y las proteínas que contiene aún pueden conservarse parcialmente durante un período de tiempo muy largo, incluso si el ADN lleva mucho tiempo degradado hasta el punto de que no se puede extraer. El equipo encontró la misma variante de aminoácido previamente desconocida en seis muestras de dientes: un marcador molecular muy pequeño pero estable que cambia solo una "letra" en la secuencia de proteínas y nunca ha aparecido en ningún otro humano o grupo vivo antiguo conocido. Esta variante única agrega a estos individuos de Homo erectus en el este de Asia en un grupo claramente independiente, y también proporciona evidencia molecular sólida para el debate de larga data sobre si Homo erectus es Homo erectus en hexiano.
Además de esta "firma única", aparece una segunda variante de aminoácido en la proteína del esmalte que no es exclusiva del Homo erectus. El estudio encontró que la misma variante también existe en el material denisovano de la cueva denisovana en Siberia. Este antiguo grupo es considerado como una "rama misteriosa de los humanos antiguos" que es diferente del Homo sapiens. La distribución de las variantes genéticas correspondientes en las poblaciones modernas muestra ahora diferencias regionales evidentes: la frecuencia de detección en la población filipina es de aproximadamente el 21%, mientras que en la población india es de aproximadamente el 1%, lo que coincide en gran medida con las expectativas de los investigadores basadas en la distribución de los componentes genéticos de Denisova.
A partir de estos datos, el equipo de investigación cree que la explicación más razonable es que el grupo Homo erectus del este de Asia pasó esta variante a los denisovanos mediante mestizaje; luego, los denisovanos portadores de la variante tuvieron intercambios genéticos con los antepasados de los humanos modernos en un período posterior y la "introdujeron" en el acervo genético de poblaciones relacionadas en el sudeste asiático y Oceanía. Esta transmisión de material genético entre especies se denomina "introgresión" en biología evolutiva, lo que refleja que las fronteras entre especies no están absolutamente cerradas durante el largo proceso de evolución. Una vez considerado un "callejón sin salida", el linaje del Homo erectus ahora parece haber dejado una "pista" molecular pequeña pero identificable de manera confiable en el genoma humano moderno, vinculando un diente del "Hombre de Pekín" con poblaciones asiáticas cientos de miles de años después.
La importancia de esta investigación va mucho más allá de confirmar el origen de una variante concreta o identificar fragmentos genéticos en determinadas poblaciones. Su revelación más importante es que el mestizaje entre humanos antiguos no es una rara excepción sino la norma. Los estudios genómicos de los últimos años han mostrado evidencia de mezcla en casi todos los linajes humanos antiguos importantes para los que tenemos datos genómicos. Los humanos modernos fuera de África generalmente tienen alrededor de un 2% de ADN neandertal, mientras que los papúes y los aborígenes australianos tienen entre un 2% y un 5% adicional de contenido genético denisovano.
En los genomas de las poblaciones de África occidental, los científicos también han descubierto algunas señales genéticas antiguas que no pueden clasificarse y que se cree que provienen de "poblaciones antiguas desconocidas" que no han sido claramente identificadas por fósiles. Las últimas investigaciones sobre proteínas refuerzan aún más otra inferencia: los propios denisovanos también recibieron flujo de genes de linajes más antiguos y "desviados" que ellos, muy probablemente de Homo erectus o grupos estrechamente relacionados. Una revisión publicada en el "American Journal of Physical Anthropology" en 2019 encontró que al menos tres eventos diferentes de introgresión genética "similares a los denisovanos" ocurrieron en los antepasados de las poblaciones del sudeste asiático y Oceanía, algunos de los cuales ocurrieron incluso hace cerca de 20.000 años, y el lapso de tiempo es mucho más largo de lo que se pensaba anteriormente.
Esta evidencia acumulada pinta una imagen muy diferente a la de un árbol evolutivo "claramente ramificado", y más bien a una red genética que se ha entrelazado continuamente a lo largo del tiempo. Nuestro genoma actual no es un "linaje puro" que se extiende en una dirección desde África y nunca ha sido interrumpido, sino un mosaico "empalmado" por múltiples grupos humanos antiguos. Cada grupo formó adaptaciones únicas en sus respectivos entornos regionales y luego "contribuyó" con algunas variantes ventajosas a las generaciones posteriores durante el proceso de hibridación. Por ejemplo, algunas variantes derivadas del denisovano en el genoma de Papúa están asociadas con la regulación de la función inmune y se cree que están potencialmente involucradas en la configuración de su respuesta a patógenos específicos.
En cuanto a la variante derivada del Homo erectus identificada esta vez, su significado funcional específico no está claro actualmente, y esta pregunta aún debe ser respondida por investigaciones posteriores. Sin embargo, a juzgar por las múltiples variantes difundidas a través de la introgresión genética en el pasado, a menudo están relacionadas con la adaptación a nuevos entornos, como la tolerancia a las grandes altitudes, la defensa inmune e incluso las características metabólicas y de la piel. Por lo tanto, la comunidad científica especula que la razón por la cual esta variante de Homo erectus se conservó en generaciones posteriores probablemente no esté exenta de un "papel" biológico, sino que de alguna manera esté involucrada en el proceso de adaptación humana al entorno local.
Aún más fascinante es que este trabajo proporciona nuevas pistas y herramientas para aquellas "personas fantasma" que aún no hemos podido estudiar directamente. La evidencia fósil muestra que el Homo erectus pudo haber sobrevivido en Indonesia hasta hace unos 100.000 años; los "hobbits" de Flores, Homo floresiensis, todavía existían cuando llegaron los humanos modernos; y Homo Luzon en la isla de Luzón es otro linaje humano independiente. Hasta el momento, ninguno de estos grupos ha dejado ADN disponible para su análisis, e incluso antes de este estudio, no se disponía de información a nivel molecular sobre ellos.
¿Fueron también estas poblaciones insulares hasta cierto punto "absorbidas" por las poblaciones humanas modernas que llegaron más tarde, convirtiéndose en componentes extremadamente débiles o incluso no resueltos de los genomas actuales? En el pasado, los científicos tenían dificultades para identificar estas pequeñas señales en entornos genéticos complejos debido a herramientas analíticas relativamente toscas. Ahora, el método "proteómico" para extraer proteínas antiguas del esmalte dental y realizar comparaciones de alta precisión muestra que si se puede obtener información confiable de especímenes de Homo erectus de hace 400.000 años, entonces aplicar la misma tecnología a los materiales dentales de Homo Flores o Homo Luzón puede revelar en el futuro si han dejado incluso un pequeño "eco" genético para los humanos modernos.
En la literatura científica hace tiempo que la evolución humana dejó de ser comparada simplemente con “un árbol”. Una metáfora más apropiada puede ser un "río tejido": muchos afluentes a veces corren en paralelo, a veces se separan, dividiéndose y convergiendo constantemente entre sí durante un largo tiempo geológico, intercambiando "flujos de agua" entre sí. El último estudio sobre la proteína del esmalte del Homo erectus demuestra una vez más que, incluso si algunas poblaciones humanas antiguas "desaparecen" repentinamente del registro fósil, no están completamente extintas en el sentido biológico, sino que continúan existiendo en los genes de los humanos actuales en forma de memorias genéticas fragmentadas.