Genómica

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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 cinco pequeñas historias sobre cómo los humanos modernos se han desenvuelto durante la última glaciación en Europa, desde hace 35 ka (miles de años).

Ya sabíamos que…

  • Por otra parte, el registro arqueológico nos dice que los humanos modernos llegaron a Europa hace 45 ka, cuando el continente estaba poblado por los neandertales.
  • Y los 30 ka 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 ka, 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 (2016).

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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), datados en 430 ka (miles de años), a partir de muestras de dos individuos: dos dientes, un fémur y un fragmento de escápula. Hoy mismo se publica (Meyer et al., 2016) 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:

  • Son preneandertales o están relacionados con ellos. Su camino evolutivo condujo a los “neandertales clásicos”.
  • Pertenecen de hecho a la especie Homo neanderthalensis. Serían así los neandertales más antiguos conocidos.

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. 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.

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Las tres poblaciones antepasadas de los europeos actuales

Se ha publicado 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 cuatro ideas 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 otra publicación anterior de 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 años:  Sigue leyendo →

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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 (entre el 1 y 3%), y desde 2020 que también las poblaciones sub-saharianas tienen aproximadamente un 0,3%, traído por humanos modernos que volvieron a África. Por ejemplo, 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? 

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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 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 the Sima group 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

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