Denisovan

Desde Laos… un probable molar denisovano, o neandertal
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Desde Laos… un probable molar denisovano, o neandertal

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Se acaba de presentar un diente (TNH2-1) hallado en 2018 en la cueva Tam Ngu Hao 2 (se traduciría como Cueva Cobra), en las montañas Annamite, Laos. Se trata de un molar inferior (M1 o M2) datado en 164-131 ka (miles de años), una antigüedad que le hace ser el primer Homo bien fechado en el Pleistoceno medio del sureste asiático continental, y en el rango cronológico de los restos denisovanos más antiguos conocidos por el momento. TNH2-1 tiene una corona de grandes dimensiones y una superficie oclusal compleja, que lo hace diferente de los dientes más pequeños y morfológicamente más simples de Homo floresiensis, H. luzonensis y H. sapiens, y cercano a los molares de neandertales y denisovanos.

El desarrollo del molar está recién completado y no tiene apenas desgaste, lo que sitúa la edad de muerte de su propietaria entre 3,5 y 8,5 años. Y es que no conserva ADN, pero sí restos de proteína que han permitido saber que era un individuo femenino, aunque ninguna información que permita distinguir si era de neandertal o de denisovano. Los proteomas de esmalte son menos informativos que otros tejidos para poder determinar su proximidad filogenética.  Sigue leyendo →

The Top 10 hominin #FossilFriday tweets of 2021
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The Top 10 hominin #FossilFriday tweets of 2021

It is time for year-end lists… And below is a very personal one, with my 10 favorite hominin #FossilFriday tweets published in 2021, from number 10 to 1.

What is a ‘FossilFriday’? Every Friday, people post pics of interesting fossils using the hashtag #FossilFriday, mainly on Twitter. This can be about famous specimens, odd fossils, museum collections, scientific papers, blog posts, rare photos, etc. I love to join & tweet about hominin fossils. One more time -8 years already- let’s start the top 10 of 2021!

10. A Neandertal foot from El Sidrón, still embedded in the rock. By Tom Higham @tommyhigham

El Sidrón Neandertal foot Sigue leyendo →

The search for Denisovans in Southeast Asia islands: links with endemic super-archaic hominins and with modern humans
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The search for Denisovans in Southeast Asia islands: links with endemic super-archaic hominins and with modern humans

Remember the Denisovans: a sister lineage to Neandertals with a short fossil record, only composed of a few teeth and bone fragments from different levels of the Denisova Cave in Siberia – dated to between 50-250 thousand years (ka), and a mandible found in Karst Baishiya in the Tibetan Plateau – dated to c. 160 ka -, where Denisovan DNA has also been recovered from cave sediments in layers of 100 ka, 60 ka and possibly 45 ka.

From their DNA we know that Denisovans and Neandertals share a common ancestor, which in turn has a common ancestor with Homo sapiens. Denisovans also interbred with some Homo sapiens populations in East and South Asia, and this left traces in c. 5% of the genome of some present-day groups of Island Southeast Asia (ISEA), and notably of Papua New Guinea.

The question is: what causes the disparity between the lack of Denisovan fossils in ISEA, and the genetic evidence suggesting mixing events between modern humans and Denisovans in this region?

ISEA hosts a unique and rich fossil record of a variety of hominin groups, with a very open debate around the phylogenetic relationships between them:

  • Homo erectus, present in Java from c. 1.49 million years ago (Ma) until 117~108 ka.
  • H. floresiensis, an endemic species on Flores (Indonesia), which seems close to H. erectus, or alternatively to an even more archaic species that independently reached ISEA in a separate dispersal.
  • H. luzonensis, another endemic species on Luzon (Philippines). Its fossils share similarities with various hominin taxa including Australopithecus, Asian H. erectus, H. floresiensis and H. sapiens.
  • Although we lack of Denisovan remains in the region, the multiple distinct pulses of Denisovan admixture in contemporary human populations of ISEA, New Guinea and Australia suggest that when modern humans arrived around 50 ka, they probably found at least one Denisovan-related group across ISEA, as well as local groups of H. floresiensis and H. luzonensis: a variety of hominin populations! 

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Castores, rinocerontes, denisovanos, Gigantopithecus y Homo antecessor

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La paleoproteómica es una disciplina de secuenciación de proteínas procedentes de especímenes antiguos, que está comenzando a explotarse de manera más extendida en los últimos años. Permite trazar relaciones evolutivas comparando entre individuos las proteínas que cumplen la misma función, de forma similar a como hace la genómica comparando regiones genéticas equivalentes. Como las proteínas son más estables que el ADN y no se degradan tan rápidamente, en algunos materiales fosilizados muy antiguos sí se pueden recuperar y estudiar proteínas, pero no ADN. Por ejemplo, los restos humanos más antiguos de los que se ha podido analizar el genoma son los de Sima de los Huesos (Atapuerca), de 430 ka (miles de años), mientras que ya se han estudiado proteínas de otros restos humanos de casi 1 Ma (millón de años), y ya hay intentos con restos de 1,77 Ma. Por tanto, esta técnica viene a ayudar a donde la paleogenómica no llega. Veamos varios casos destacados:

  • El cráneo de castor gigante Castoroides ohioensis. Datado en unos 12.000 años, fue encontrado en 1845 y estaba expuesto en el New York State Museum. El análisis publicado en 2016 de proteínas conservadas en los cornetes nasales, permite conocer la ubicación de esta especie dentro de Castoroidinae y su parentesco con otros representantes de esta subfamilia.
  • También se ha publicado en 2019 el estudio taxonómico de distintas aves a partir de las proteínas de los huesos de especies extinguidas (dodo, Raphus cucullatus, y alca gigante, Pinguinus impennis), así como de otros especímenes más recientes de distintas especies.
  • Un rinoceronte del género Stephanorhinus que vivía en Dmanisi hace 1,77 millones de años, conservaba proteínas en su esmalte dental que han ayudado a situarlo filogenéticamente como un grupo hermano del clado formado por el rinoceronte lanudo (Coelodonta antiquitatis) y el rinoceronte de Merck (Stephanorhinus kirchbergensis).
  • Se ha podido confirmar el vínculo filogenético de Gigantopithecus con Pongo, gracias al estudio de seis proteínas preservadas en el esmalte y la dentina de un molar de Gigantopithecus blacki de 1,9 Ma encontrado en la cueva china de Chuifeng. Los linajes de Gigantopithecus y del orangután (su pariente actual más cercano) se separaron hace unos 10 Ma. Ese molar ha proporcionado los restos moleculares más antiguos que se han podido secuenciar de un fósil.
  • También en 2019 se publicó una mandíbula denisovana de 160.000 años, hallada en en la cueva Karst Baishiya en Xiahe (China) a 3280 metros de altitud. Su pertenencia a dicha población humana se pudo determinar a partir de las proteínas de uno de sus molares.
  • Finalmente, en abril 2020 se ha publicado el estudio proteómico de un diente de Homo antecessor, un primer o segundo molar inferior permanente (espécimen ATD6-92) de unos 800 ka, el proteoma más antiguo de un hominino que se ha podido presentar hasta la fecha, que viene a reforzar la ubicación de este taxón muy relacionado (grupo hermano) con el último ancestro común de sapiens, neandertales y denisovanos.

En este mismo estudio sobre Homo antecessor también se analizó un primer molar superior (D4163) de un hominino de Dmanisi datado en 1,77 Ma, sin resultados concluyentes, pero su antigüedad genera una enorme expectativa sobre la posibilidad de investigar las proteínas conservadas en el esmalte dental, el tejido más duro en el esqueleto de los mamíferos, y obtener grandes resultados para enriquecer nuestro conocimiento sobre las relaciones filogenéticas en la evolución humana.

Abusando del tópico, esto es solo el comienzo… Los resultados satisfactorios que proporciona la paleoproteómica para la revisión de nuestra filogenia, está ya empujando a investigadores a explotar más esta disciplina. Uno de los retos será averiguar por fin qué fue Homo erectus, taxón que abarca una diversidad de especímenes procedentes de grandes regiones de Asia y África (si incluimos a Homo ergaster) y una enorme línea temporal de más un millón y medio de años.

He consultado a José María Bermúdez de Castro su opinión sobre si será aplicable la paleoproteómica sobre algún otro resto de Homo erectus, y si podríamos esperar una relación entre los erectinos asiáticos y Homo antecessor:

Estoy convencido de que ya se están haciendo análisis con otros dientes, y H. antecessor entrará en la comparativa. Los próximos años serán divertidos y habrá más de una sorpresa. Ya se encontraron proteínas en un rinoceronte de Dmanisi, así que también las habrá en los humanos. Es una lástima que el diente analizado [Welker F et al, 2020] era un trozo muy roto y contaminado. Por supuesto, hay una relación entre H. erectus y H. antecessor, porque comparten un antecesor común. Pero estoy convencido de que hay que ir muy atrás en el tiempo para encontrarlo. Quizá haya que llegar hasta la época de Dmanisi. Lo veremos, seguro.

Arriba izda: dientes ATD6-92 de Homo antecessor (Gran Dolina) y D4163 de Homo erectus (Dmanisi). Crédito: Welker F, Ramos-Madrigal J, Gutenbrunner P et al (2020). The dental proteome of Homo antecessor. Nature / Figuras b y c: mandíbula denisovana de Xiahe. Crédito: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau.

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Por fin, la mandíbula de un denisovano

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Hasta el momento, los únicos restos que teníamos de los denisovanos eran 5 fósiles procedentes de la cueva de Denisova (Siberia, Rusia): 3 dientes, 1 falange de dedo y 1 fragmento de parietal [aquí se describen cuáles son]. Hoy se publica en Nature una mandíbula de 160.000 años de antigüedad perteneciente a esa especie y hallada en la cueva Baishiya en Xiahe (China) a 3280 metros de altitud.

  • Si bien no se han encontrado rastros de ADN preservados en el fósil, sí se ha logrado extraer proteínas de uno de los molares. Su análisis concluye que el individuo perteneció a una población estrechamente vinculada a los denisovanos de Siberia.
  • Esta población humana ocupó la meseta tibetana en el Pleistoceno Medio y se adaptó a su ambiente, escaso en oxígeno, mucho antes de que Homo sapiens llegara a la región. La mandíbula de Xiahe representa por ahora el hominino mas antiguo en la meseta tibetana, muy anterior a la presencia humana en Nwya Devu datada en 30-40 ka.
  • La morfología mandibular en general es primitiva, corta y muy robusta, y se aproxima a la de los especímenes de Homo erectus, pero la forma menos alargada de la arcada dental se parece más a la de los primeros neandertales y Homo sapiens del Pleistoceno Medio. Los dientes son similares a los denisovanos de las montañas Altai, y su morfología encaja con la variabilidad del Pleistoceno Medio.
  • La mandíbula se conserva muy bien. Está datada en 160.000 años mediante series de uranio, una antigüedad comparable a la de Denisova-2, el espécimen más antiguo de Altai.
  • El fósil fue encontrado por un monje local en 1980, quien lo donó al sexto Buda Viviente, Gung-Thang, y este a su vez lo cedió a la Universidad de Lanzhou. Desde 2010, Fahu Chen (Instituto de Investigación de la Meseta Tibetana) y Dongju Zhang (Universidad de Lanzhou) han estado estudiando el lugar de la cueva donde se halló la mandíbula. Y en 2016 empezaron a colaborar con Jean Jacques Hublin y el Departamento de Evolución Humana del Instituto Max Planck. ¡Felicidades al equipo!

Finalmente, quiero recordar en este punto el estudio de Huerta Sánchez E. et al 2014 relacionado con el gen EPAS1, asociado con la concentración de hemoglobina en sangre (ciertas variantes protegen de la hipoxia a los habitantes de las grandes alturas). En aquel estudio se halló que el gen EPAS1 en los tibetanos posee una constitución solo observada en el genoma de los denisovanos y no en otras poblaciones del mundo, a excepción de individuos de poblaciones de chinos Han del sur y un único individuo de la etnia Han de Pekín.

Agradecimiento: a Jean-Jacques Hublin por la información aportada para este artículo. Referencia: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau [enlace]
Más información: ¿Quiénes son los denisovanos? [enlace]

Xiahe Denisovan mandible

The Xiahe mandible (a, b, d, e, views after digital removal of the adhering carbonate matrix). Credit: Chen F. et al (2019). A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau

Finally, the mandible of a Denisovan!

So far, the only remains we had of the Denisovans were 5 fossils from the Denisova cave (Siberia, Russia): 3 teeth, 1 finger phalanx and 1 parietal fragment [which are described here]. Today, a 160,000-year-old mandible belonging to this species is published. It was found in the Baishiya Karst cave in Xiahe (China) at 3280 meters of altitude.

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