Hibridaciones entre humanos modernos y arcaicos

<English version below>

En la figura está el cráneo de Iwo Eleru (Nigeria), descubierto en 1965 por Thurstan Shaw y su equipo. En 2011 Katerina Harvati y otros publicaron la revisión de este fósil y de su datación por series de uranio (siendo el resultado 11.700-16.300 años).

La morfología de este cráneo difiere mucho de la de otros humanos modernos recientes de África. Iwo Eleru tiene rasgos primitivos a pesar de su relativamente poca antigüedad: es más alargado y más bajo, y tiene un destacado arco supraorbital. De hecho, comparándolo con otros especímenes africanos más antiguos y más modernos, al que más se parece es al cráneo de Ngaloba, en Laetoli (Tanzania), que es 100.000 años más antiguo (está datado en 140 ka). También tiene semejanzas con Jebel Irhoud (¡de 280-350 ka!) y con el grupo de materiales Qafzeh-Skhül de Levante (90-130 ka).

Recordemos que los materiales de Jebel Irhoud (Marruecos) se han propuesto como los representantes más antiguos (por ahora) de Homo sapiens: tienen una morfología primitiva en muchos rasgos (cráneo alargado y bajo, arcos supraorbitales, cara grande) y también moderna en otros (gracilidad de los pómulos, cara no proyectada, dentición y mandíbula). Los de Skhül y Qafzeh (Israel) son los ejemplares más antiguos de Homo sapiens en Levante, representantes de antiguas migraciones de humanos modernos fuera de África, que no progresaron hacia Europa tal vez por la barrera demográfica que suponían de alguna forma los neandertales por entonces.

¿Qué significa todo esto? Tal como venimos descubriendo en los últimos años, la evolución de nuestra especie en África es bastante más compleja de lo que sería un proceso lineal en que unas poblaciones van evolucionando hacia otras con el tiempo. Algunos grupos arcaicos evolucionaron hacia un linaje moderno, pero su historia no acabó ahí, sino que varias de esas poblaciones también se estuvieron cruzando con sus «descendientes modernos» hasta épocas relativamente recientes.

De hecho, la genética refuerza estas conclusiones, y menciono aquí algunos ejemplos de estudios recientes publicados en 2018 y 2019 a este respecto: Sigue leyendo

Paleoantropología: novedades 4º trimestre 2018

Llegamos al final de 2018, de nuevo un año fenomenal para el avance en nuestro conocimiento sobre la evolución humana. Cada vez es más difícil realizar una selección de las principales novedades del trimestre. He resumido 20, que se unen a las 15 del tercer trimestre, 13 del segundo y 14 del primero: 62 noticias importantes en paleoantropología en un solo año. ¡Feliz 2019!

  • Los humanos actuales que presentan determinados fragmentos de ADN neandertal en su genoma tienen cráneos ligeramente menos redondeados. Esos fragmentos se relacionan con la expresión de dos genes: UBR4, que regula el desarrollo de las neuronas, y PHLPP1, que afecta al desarrollo de las vainas de mielina que aíslan los axones. Esta conclusión, que se enuncia de una manera tan sencilla, es el resultado de combinar el estudio de reproducciones virtuales de cráneos de neandertales y de humanos modernos elaborados a partir de tomografías computarizadas, con la búsqueda de las variantes genéticas neandertales en una muestra de 4.468 personas y su correlación con los grados de redondez del cráneo calculados a partir de resonancias magnéticas [+info].
Neandertal vs Homo sapiens skulls

Neanderthal skulls (left) are more elongated than modern-human skulls (right). Credit: Philipp Gunz.

Sigue leyendo

Homo ergaster y la mutación en el gen MYH16

En 2004 Hansell Stedman descubrió una mutación en el gen MYH16. Este gen codifica para la cadena pesada de la miosina, una proteína esencial de la musculatura masticatoria. La mutación tuvo lugar hace 2,4 Ma en el linaje homínido que dio origen al género Homo y parece encontrarse en todas las especies humanas y solo en ellas. El gen mutado condicionó una disminución de la musculatura masticatoria, desapareciendo las inserciones sagitales de los potentes músculos temporales, que constreñían el cráneo.

Al desaparecer esta constricción se inició un proceso de dehiscencia de suturas, aumento del volumen craneal y secundariamente del volumen cerebral.

Referencia: Stedman, H. H. et al. “Myosin gene mutation correlates with anatomical changes in the human lineage”. Nature, 428, 415 – 418, doi:10.1038/nature02358 y comentarios en “Jaw-dropping theory of human evolution” [enlace].

Es posible que esta mutación se expresara de una forma extraordinaria en Homo ergaster (1,8 – 0,5 Ma). En su proceso evolutivo, el cerebro aumentó pasando de los 450 cc del volumen cerebral de los australopitecinos a los 900 cc (cifras aproximadas) y desarrolló unas habilidades revolucionarias:

  • Homo ergaster pudo buscar y elegir instrumentos con una forma adecuada para su función.
  • Se asocia también a la industria lítica Achelense o Modo 2 (Ej: bifaces, hendedores, triedros…).
  • No hay evidencias de pensamiento simbólico aunque pudo elaborar abstracciones rudimentarias (reconocer un animal a partir de sus huellas).
  • La anatomía de su aparato fonador y su capacidad cerebral sugieren que pudo ser la primera especie del género Homo con capacidad para el lenguaje articulado y alguna forma de comunicación lingüística.
  • Esta posible capacidad lingüística apoya la hipótesis de que Homo ergaster pudo ser la primera especie del género Homo en establecer relaciones sociales complejas.

Homo ergaster es considerada probable candidata a ser la primera especie del género Homo en el linaje directo de los humanos modernos. La ubicación de Homo ergaster entre otras especies cercanas se ilustra a través de la siguiente tabla, que no es un “árbol filogenético” sino un esquema simplificado:

– Contigüidad en las filas: posible relación entre algunas especies.
– Flechas: extinción estimada de algunas especies.
– Faltan especies (Paranthropus, Denisovanos, H. naledi, H. floresiensis…)
– Las cifras son orientativas.
– En verde = Especies australopitecinas más probables en la transición al género Homo.
– En marrón = Especies humanas más probables en nuestro linaje directo.

En definitiva, la mutación en el gen MYH16 pudo ser uno de los factores relevantes en el proceso evolutivo de Homo ergaster.

En primates no humanos, MYH16 se expresa exclusivamente en músculos de la cabeza, incluidos los músculos encargados de la masticación; en humanos, una mutación en este gen produce la pérdida de su función. En ese sentido, al realizarse comparaciones con otros primates, los humanos tienen un sistema para la masticación poco desarrollado, sugiriendo que la pérdida del gen MYH16 fue parcialmente responsable de ello (Rosales-Reynoso, 2018).

5 pequeñas historias sobre la prehistoria europea

Suele decir Juan Luis Arsuaga que los paleontólogos son contadores de historias. Un gran estudio paleogenético nos permite reconstruir 5 pequeñas historias sobre cómo los humanos modernos se han desenvuelto durante la última glaciación en Europa, desde hace 35.000 años.

Ya sabíamos que…

  • Por otra parte, el registro arqueológico nos dice que los humanos modernos llegaron a Europa hace 45.000 años, cuando el continente estaba poblado por los neandertales.
  • Y los 30.000 años siguientes muestran una sucesión de diferentes culturas o industrias, que tradicionalmente se suelen asociar a una evolución de las capacidades cognitivas en un conjunto de poblaciones más o menos estables. Hasta ahora teníamos un importante gap de información, una foto bastante estática de los movimientos durante el periodo 45-15 Ka.
  • Pues bien, la paleogenética una vez más nos asombra, y nos da una visión dinámica de lo que ocurrió en Europa durante 30.000 años, a través del conocimiento las principales migraciones humanas, y la sucesión de industrias en Europa como reflejo de esos movimientos migratorios.

¿Qué se ha estudiado?

Hasta ahora solo se había trabajado sobre 4 muestras de humanos modernos europeos del periodo 45-7 Ka. En este nuevo estudio los investigadores han analizado el ADN de 51 individuos: en total 1,2 millones de pares de bases, que es una pequeña proporción del ADN humano pero suficiente para entender relaciones evolutivas. Entre estos individuos destaco los siguientes que se mencionarán a lo largo del artículo:

  • 3 cráneos de Dolni Věstonice (República Checa), de 31 Ka.
  • Una mandíbula apodada “La Dama Roja” de la Cueva El Mirón (España), de 19 Ka.
  • Un cráneo de Villabruna (Italia) de 14 Ka.
  • Un fragmento de húmero de la cueva Goyet (Bélgica), de 33 Ka.
ADN europeo

Localización de los 51 individuos estudiados. Altura=edad. Color=cluster genético. Imagen: The genetic history of Ice Age Europe. Fu et al, Nature

Sigue leyendo

Novedades con el ADN nuclear de Sima de los Huesos

En septiembre de 2015, coincidiendo con la amplia difusión de Homo naledi, se publicó otro estudio no menos importante: los primeros resultados de la secuencia parcial del ADN nuclear de los homininos de la Sima de los Huesos (SH). El proyecto lo lleva a cabo el Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, a partir de muestras de dos individuos: dos dientes, un fémur y un fragmento de escápula.

Hoy mismo se anuncia la publicación en Nature de la confirmación de estos resultados, que resumo a continuación:

Cráneo 5 de la Sima de los Huesos. Foto: Roberto Sáez

1) El estudio demuestra una clara relación de los homininos de la Sima de los Huesos con los neandertales, tal como anticipaba su morfología. Esto sugiere dos escenarios posibles:

  • A) Son pre-neandertales o están relacionados con ellos. Su camino evolutivo condujo a los “neandertales clásicos”.
  • B) Pertenecen de hecho a la especie Homo neanderthalensis. Serían los neandertales más antiguos conocidos (están datados en 430.000 años).

2) Los resultados difieren del estudio del ADN mitocondrial realizado en 2013, que mostraba una relación fuerte de los homininos de la Sima con los denisovanos y no tanto con los neandertales. El investigador Matthias Meyer, coautor del trabajo, opina que esto fue motivado por distintas introgresiones de otros linajes de mtDNA. Esto indica a su vez dos escenarios posibles:

  • Mestizaje entre poblaciones antepasadas de los denisovanos y de SH.
  • Un antepasado común de neandertales, denisovanos y la población de SH.

Sigue leyendo

Las 3 poblaciones antepasadas de los europeos actuales

Se ha publicado en Nature el estudio genético más completo sobre una población de euroasiáticos occidentales, correspondiente a un rango temporal desde hace 2300 años y 8500 años. La antigüedad mayor del rango corresponde al momento previo a la revolución del modelo económico y social que llamamos Neolítico.

La muestra ha sido sobre 230 individuos, de entre ellos 163 nuevos, e incluyendo por primera vez genoma de agricultores neolíticos de Anatolia (Turquía), de los que provienen los primeros agricultores europeos.

Resumo en 4 bloques lo que sabemos hasta ahora:

1) Se confirma el hallazgo de una tercera contribución genética de los antepasados de los europeos modernos, tal como se había previsto en un estudio de sep-2014 sobre el genoma de 9 individuos. De esta forma, la población actual europea proviene de una mezcla genética de 3 poblaciones a lo largo de los últimos 8000 añosSigue leyendo

Qué hay de nuevo con nuestro ADN neandertal

Sabemos desde 2010 que todas las poblaciones humanas fuera de África presentamos en nuestro ADN un pequeño rastro de genoma neandertal, pero no las poblaciones sub-saharianas. Este rastro supone entre el 1 y 3% de nuestro ADN. Además, el estudio del genoma de un hombre de la cueva Mota en Etiopía de hace 4500 años (presentado en octubre de 2015 y corregido en enero 2016), muestra que no presenta rastro neandertal e indica que, posteriormente a este individuo, ocurrió una migración inversa desde Eurasia hace unos 3000 años al Este de África, que trajo una exigua presencia neandertal en el ADN de poblaciones de esa región, entre el 0,3-0,5%.

¿Cuándo se cruzaron? 

Sigue leyendo

5 key facts about the nuclear DNA from Sima de los Huesos

Last week the spread of information around Homo naledi was huge. But there was another hugely important publication in the human evolution field: the results of the partial sequencing of nuclear DNA from the Sima de los Huesos site in Atapuerca, Spain. The samples were taken from two fossils, a femur and a tooth. This project is carried out by the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology.

The Homo naledi’s announcement was just the day before Sima’s, so the spread of the Sima news is actually happening mostly in the current week. Unfortunately I have read a few interpretations which were exagerated or inaccurate, so I wanted to summarise below a list of key facts from the Sima DNA findings:

1) The analysis is still partial. They are only some initial results. The human nuclear DNA is c. 3 billion base pairs (nucleotides) and they are reconstructing small fragments of c. 20-30 pairs each. They have been able to sequence 1 to 2 million pair bases so far (0.1%). The amount of work is huge…! The overall target is to reach an assemblage fraction of c. 0.5% to 1% of total nuclear DNA. That will be meaningful to determine the evolutionary relationships.

2) The initial results show that Sima fossils share a close affinity with neandertals (as their morphology had already indicated), and suggests two scenarios:

  • A) They are early neandertals (‘pre-neandertals’) or related to early neandertals: They gave rise to the ‘classic neandertals’. A formal classification would then be required for them – maybe even a new species.
  • B) They are in fact the earliest known neandertals. This option is widely discarded by scientists, who are aligned more around the first option ‘A’: the partial sequence of the nuclear DNA is consistent with Sima people being pre-neandertals.

3) The full analysis, when finished, will not be enough to fully characterize the population form. For this, they would need a much higher fraction of at least 10%, which is almost impossible considering that this is the oldest human DNA recovered (430K years).

4) The results differ from the mtDNA analysis made in 2013, which showed a strong relation of the Sima hominids with the denisovans, and no so much with the neandertals. The researcher Matthias Meyer thinks this is due to some introgression of other mtDNA lineages. That suggested two scenarios:

  • Eventual interbreeding between the denisovans and the Sima populations.
  • A common ancestor of neandertals, denisovans and the Sima populations.

5) If confirmed, the results will push back the H. sapiens-H. neanderthalensis ancestor beyond 400 KYA. Meyer suggested that the ancestors of H. sapiens could have diverged from the branch leading to neandertals and denisovans 550 K to 765 K years ago. It may be possible that H. sapiens evolved in western Eurasia and later migrated back into Africa. The fossils from Europe, Asia and Africa in the 400 Ka. period are physically very diverse and may represent multiple species, only one of which could be the ancestor of today’s humans. For example, Chris Stringer thinks it may be needed to look at Homo antecessor and not Homo heidelbergensis as our last common ancestor with neandertals.

(L) Skull 5 of Sima de los Huesos. (R) Gibraltar 1 neandertal skull from Forbes’ Quarry. Photo: Roberto Sáez

Do you want to know more about Sima de los Huesos? 

Check out this post to know everything about this amazing site! All info + slideshow here.

Los vascos y Atapuerca, desde 5 puntos de vista

Ayer se difundió el estudio publicado en PNAS del ADN mitocondrial de 8 individuos encontrados en El Portalón, uno de los yacimientos de Atapuerca. Estos restos tienen una antigüedad entre 5.500 y 3.500 años.

Como escribí hace unas semanas, El Portalón es la entrada de Cueva Mayor y ha tenido ocupación humana de forma continuada como mínimo a lo largo de los últimos 11.000 años, y su base tiene 30.000 años de antigüedad.

A buen seguro dará más mucho que hablar en los años sucesivos, ya que por ahora se están excavando los niveles superiores: restos de la Edad del Bronce que muestran uso habitacional y estabulación de ganado, del Calcolítico que indican uso funerario, del Neolítico (estudio objeto de este post), e incluso restos medievales como una moneda de oro almohade del siglo XIII.

El pasado mes de julio Juan Luis Arsuaga anticipaba algunas líneas principales de la investigación actual del yacimiento: el estudio de los pobladores de la zona hace 7.000 años, que trajeron la agricultura que se había inventado hace 12.000 años en el Mediterráneo Oriental y Mesopotamia.

Pues bien, lo que ocurrió fue que aquellas poblaciones de origen oriental se mezclaron con los vascos y con otras poblaciones del norte peninsular, dando lugar a raíces comunes para todas ellas. Y esto quedó reflejado en el ADN mitocondrial, que presenta fragmentos o haplogrupos similares entre los individuos de El Portalón estudiados y los vascos actuales.

Un punto que me ha resultado muy curioso de la difusión de este estudio, ha sido la diferencia entre los matices con que cada medio lo ha destacado. Esto suele suceder mucho en la difusión de las noticias científicas (y no científicas), pero anoche me animé a tomar nota de estos diferentes matices. Por ejemplo:

1) Foco en la relación entre los vascos y los primeros agricultores de la zona de Atapuerca: Museo de la Evolución Humana, CENIEH, José María Bermúdez de Castro, Eudald Carbonell, Fundación Atapuerca, Agencia SINC, El Correo de Burgos, María Martinón-Torres, Dominique Irigaray, Imagine, Diario de Burgos, Noticiasburgos, El Mundo…

2) Foco en que el estudio destierra viejas creencias sobre la antigüedad o aislamiento de los vascos: El País, BurgosConecta, Sombradoble, La Nueva Ilustración, Jorge Alcalde (Director de QUO), Enrique Coperías (Director de Muy Interesante), La Vanguardia, ABC, Paleofreak, Cort Sims… BBC News titula “DNA cracks puzzle of Basque origins”.

3) Una variación del anterior con un toque de humor: “Descubren el eslabón vasco en Atapuerca” (Antonio Martínez Ron, colaborador en varios medios científicos).

4) Foco en los orígenes de la lengua vasca en el marco de este estudio: “Unusual ‘relic language’ comes from small group of farmers isolated for thousands of years” (Michael Balter, escritor científico estadounidense).

5) Y por último, destaco el foco que dio EFE y otros medios que lo replicaron: “Los vascos, los habitantes con más genes neolíticos de la Península”.

Agricultor vasco, “baserritarra”. Foto: EFE