La nueva historia del origen del hombre moderno: el ADN resuelve la gran polémica

Edwin Francisco Herrera Paz. La polémica ha sido candente. La comunidad de antropólogos se dividió. ¿El motivo? La discusión sobre el sitio de origen del hombre moderno. Por un lado, la teoría denominada “fuera de África” promueve la idea de que los primeros humanos modernos salieron del continente africano hace unos 120,000 a 60,000 años en una o varias migraciones. En sus rutas migratorias en Europa y Asia desplazaron otras especies paralelas de humanos descendientes de poblaciones provenientes de África de migraciones anteriores, hasta llevarlos a su extinción. En este contexto, a los seres humanos modernos no nos unirían vínculos de parentesco con otros homínidos que habitaron Europa, de los cuales el más conocido es el Homo neanderthalensis, excepto por el hecho de compartir un ancestro común que podría haber vivido hace más de un millón de años.

La teoría contraria se denomina “multiregionalismo” o "poligenismo" y proclama que los primeros hombres (no modernos y representado por el Homo habilis) salieron de África hace unos dos millones de años, evolucionaron en diversas especies debido a grados variables de aislamiento, pero terminaron finalmente mezclándose en una sola especie. El multiregionalismo dice que los humanos modernos evolucionamos de manera continua y gradual debido a estas mezclas registradas fuera del territorio africano.

El único aspecto compartido por ambas teorías es que el género Homo se originó en África, lo que ha sido confirmado por innumerables estudios que muestran una mayor diversidad en ese continente en los marcadores del ADN, ya se trate de mitocondrial, nuclear o del cromosoma Y. Se ha sugerido que esta diversidad africana se debe a la mayor antigüedad de sus poblaciones, lo que ha proporcionado el tiempo necesario para que se acumule una gran cantidad de mutaciones, lo que a su vez es evidencia del origen africano.

Tres teorías sobre el origen del hombre: Multiregionalismo, Fuera de África, y Reemplazo con filtraciones. Tomado de: www.sciencemag.org/ Science Magazine. vol. 331 no. 6016:392-394.

El debate es una muestra más de lo nocivo que resultan ser el pensamiento polarizado y nuestra habilidad de categorización (cuya máxima expresión es la ciencia) llevados hasta los extremos. Por muchos años los antropólogos Chris Stringer y Miford Wolpoff –máximos exponentes de las respectivas teorías– se vieron enfrentados en una dolorosa disputa que rayaba en la enemistad. ¿Y finalmente quien tuvo la razón? Veremos.

Seres únicos y puros

En 1997 el doctor Svante Pääbo y sus colaboradores publicaron un artículo en la revista Cell en donde aseguraban que el hombre de Neandertal no comparte su ADN mitocondrial con los humanos modernos. Los cálculos matemáticos en las comparaciones del ADN mitocondrial en ambas especies (hombre moderno y hombre de Neandertal) mostraron que ambos compartían un ancestro común cuatro veces más antiguo que el ancestro común de todas las poblaciones humanas modernas –que se ha llamado “Eva mitocondrial” y que vivió en África hace unos 200,000 años–. Para el análisis, los investigadores utilizaron los restos de un espécimen de tipo Neandertal encontrado en la cueva de Feldhofer, en el valle de Neander, Alemania. El hallazgo fue confirmado por otros investigadores en subsecuentes análisis.

Dr. Svante Pääbo

Solo para recordar, el ADN se encuentra en todas las células de todas las especies, específicamente en el núcleo celular. Sin embargo hay una pequeña cantidad de ADN en las pequeñas estructuras celulares llamadas mitocondrias, que son las centrales de energía de la célula. Pero las mitocondrias son aportadas a los individuos por el óvulo, y no por el espermatozoide, por lo que las secuencias de ADN mitocondrial son de herencia estrictamente matrilineal. En contraposición, el ADN del cromosoma Y es de herencia patrilineal, mientras el ADN autosómico nuclear es una mezcla del padre y de la madre. El Dr. Pääbo y col. analizaron una porción del ADN mitocondrial del hombre de Neandertal porque para esa fecha las tecnologías de laboratorio solo permitían amplificar este tipo de ADN a partir de restos antiguos.

La conclusión fue clara. Los humanos modernos salieron de África recientemente, compitieron en Europa por los recursos con las poblaciones de Neandertales y finalmente los exterminaron hace menos de 30,000 años. Fue el tiro de gracia para la teoría multirregional. Definitivamente los humanos somos únicos y no nos mezclamos con ninguna especie colateral. No llevamos sangre de Neandertal ni de ninguna otra cosa que se le parezca, o en palabras de un célebre personaje de la televisión, no nos juntamos con esa chusma. Somos los reyes definitivos del género Homo. ¿O no es así?

La década de la genómica

Mucho camino se ha recorrido en la última década en el estudio del ADN. La secuenciación del genoma humano y su publicación en 2003 abrieron las puertas a la nueva era de la genómica. El proyecto tomó muchas horas de trabajo a un costo total de 2000 millones de dólares. Una vez completado, la ciencia grande se propuso determinar las variaciones en las secuencias que dan como resultado los procesos de enfermedad, lo que permitirá dentro de poco la elaboración de nuevos métodos diagnósticos y la determinación de blancos farmacológicos para nuevos tratamientos. Los biólogos y microbiólogos, por su parte, comenzaron a secuenciar el ADN de muchas especies. Todo esto trajo como resultado el progresivo y rápido abaratamiento y mejora de los métodos de secuenciación.

Solo por mencionar algunos ejemplos, en 2007 se anunció la secuenciación completa del genoma personal del científico Greig Venter –conocido por liderar el equipo que presentó la primera bacteria sintética– a un precio de 70 millones de dólares, realizado mediante la técnica clásica de didesoxinucleótidos. En cambio, el genoma de James Watson –codescubridor de la estructura del ADN– secuenciado con tecnología de segunda generación, costó solo 2 millones. El año pasado el precio por genoma humano había llegado a 20,000 dólares y se espera que pronto la secuenciación de los tres mil millones de pares de bases que componen el genoma humano se pueda realizar por 1,000 dólares, gracias a las tecnologías de tercera generación.

Mejora de las técnologías de secuenciación en la última década. La gráfica muestra el número de nucleótidos secuenciados en una corrida individual del aparato de secuenciación. Kbp = mil nucleótidos. Tomado de: www.nature.com Nature. no. 470:198-203.

Pero tan importante como el precio es la calidad de la técnica y la velocidad de secuenciación (ver gráfica), y los avances han hecho que sea posible el estudio de genomas nucleares completos a partir de restos antiguos, y es aquí donde viene la parte interesante de la historia.

¡Clase de híbrido!

Hallazgo en la cueva de Denisova, Rusia.

En marzo de 2010 se anunció el hallazgo en la cueva de Denisova, al sur de Siberia, de un fragmento de dedo de una niña. El homínido en cuestión pertenece al género Homo y vivió hace unos 41,000 años compartiendo territorio con humanos modernos y neandertales. Al espécimen se le llamó “Denisovano” después de que los análisis de ADN mitocondrial revelaran que se trataba de una especie diferente.

El equipo del Dr. Pääbo puso manos a la obra y se puso a secuenciar el genoma nuclear del homínido de Denisova. Para ese entonces, ya habían secuenciado el genoma nuclear completo obtenido de tres hembras neandertales que vivieron en el territorio de la actual Croacia hace unos 38,000 años. La comparación con el genoma nuclear de los humanos modernos fue sorprendente. Se demostró que los modernos europeos y asiáticos (pero no africanos) comparten con estos especímenes antiguos entre el 1 y el 4% del genoma. Esto es compatible con una mezcla entre ambos (humanos modernos y neandertales) en el territorio que hoy comprende el oriente medio llevada a cabo hará unos 80 a 50 mil años.

Para diciembre del año pasado el equipo publicó la secuencia del ADN nuclear de la niña de Denisova. Su ADN tenía similitud con el del neandertal, pero la comparación evidenció una separación entre ambas poblaciones de larga data. Pero el descubrimiento más interesante fue que el ADN del espécimen de Denisova comparte entre 4 y 6% de las secuencias con las poblaciones melanesias actuales que habitan Papúa, Nueva Guinea y la isla Boungainville.

Probable ruta migratoria de los humanos modernos (círculos) hacia Oceanía. En el camino, se mezclaron con neandertales (triángulos) y denisovanos. Tomado de: www.nature.com Nature. No. 468:1044-1045.

El mejor modelo para explicar los hallazgos es el siguiente: las poblaciones de denisovanos y neandertales se separaron del ancestro común hace unos 200,000 años. Después de esto, los humanos modernos se mezclaron con los neandertales en su ruta migratoria desde África hace unos 60,000 años, lo que dejó una huella genética en los modernos europeos y asiáticos. Luego, algunos de estos humanos mezclados tomaron un rumbo oriental, hacia Melanesia. Durante la migración se encontraron con los denisovanos mezclándose con estos en alguna proporción. Como resultado, las poblaciones melanesias modernas portan, en total, alrededor de un 8% de ADN de humanos antiguos (neandertales y denisovanos).

Al final de cuentas ninguno de los dos modelos es correcto del todo. Los humanos modernos sí salieron de África recientemente, pero en su trayecto se mezclaron (aunque en baja proporción) con humanos antiguos. La substitución de los humanos antiguos por modernos no fue completa, y el multiregionalismo algo de razón tiene. Lo más probable tomando en cuenta que aún hay mucho por descubrir, incluyendo restos de otros homínidos, es que los movimientos migratorios humanos y su evolución fueron más complejos de lo que nos imaginábamos. A la nueva teoría se le ha llamado “reemplazo con filtraciones.”

De nuevo el problema de las categorías

El concepto clásico de especie es: un conjunto de organismos vivos capaces de aparearse entre sí originando descendencia fértil. De inmediato surge la pregunta: ¿Son el Homo sapiens y el Homo neanderthalensis especies diferentes? Y si es así, ¿Cómo es que lograron aparearse y originar esa descendencia fértil? Existen otras especies que pueden aparearse y también originar descendencia fértil como el tigre y el león, cuyo cruce origina al tigón y al ligre, pero estas son excepciones. Sin embargo, estas excepciones a la regla ponen en entredicho a la definición misma.

¿Qué han hecho los investigadores en el caso del hombre moderno para eludir el problema de las especies? Pues simplemente no hablan de ello. Nombran a los grupos de neandertales, humanos modernos y denisovanos como “poblaciones,” a secas, y dicen que la discusión sobre la especie es estéril para fines prácticos. Al menos en este caso particular algunos antropólogos y genetistas de poblaciones no quieren caer en el error, tan frecuente, de la polarización obstinada en favor de un paradigma.

En resumen, es probable que usted y yo seamos descendientes de humanos de aspecto moderno originados en África hace algunos cientos de miles de años, pero con pequeñas contribuciones de otras especies de homínidos que evolucionaron independientemente fuera de África debido a grados variables de aislamiento. Somos todos unos ejemplares producto de las tortuosas migraciones de nuestros antepasados que se atrevieron a conquistar el territorio más allá de su hogar en África. De ellos heredamos los genes de la exploración de otros territorios y el espacio, de la convivencia pacífica con extranjeros y del altruismo, pero también de las luchas territoriales y la guerra. 


Una excelente imagen de los patrones migratorios inferidos a partir de ADN mitocondrial y del cromosoma Y se puede encontrar en: http://www.utexas.edu/features/2007/ancestry/graphics/ancestry5_medium.jpg

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