Convertirse en humano: una perspectiva del genoma antiguo

Escribiendo un comentario sobre la edición del 50 aniversario de la célulaFu Qiami del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados (IVPP) de la Academia China de Ciencias y E. Andrew Bennett explora la contribución de la paleogenómica a nuestra comprensión de la evolución de los humanos modernos.

Entre sus numerosas contribuciones al campo de la evolución humana a través del análisis de genomas humanos antiguos y modernos, la Prof. Fu fue invitado por la revista. la célula Escribir un comentario que revise lo que hemos aprendido sobre la evolución de la identidad humana moderna a partir del ADN antiguo.

El artículo, «Genomas antiguos y el camino evolutivo de los humanos modernos», se publicó el 29 de febrero.

El papel central de las historias sobre el origen humano en los sistemas de creencias de todo el mundo atestigua la fascinación duradera de los humanos por nuestros orígenes. Los hallazgos arqueológicos y antropológicos antiguos han ayudado a explicar la aparición temprana de la forma humana moderna y los inicios de los comportamientos que nos diferencian de otras criaturas.

La secuenciación del primer genoma humano hace 20 años aportó el poder de la genómica comparada para abordar cuestiones sobre las diferencias entre los humanos y los grandes simios. Pero dado que los humanos modernos y los chimpancés, nuestros parientes vivos más cercanos, están separados por aproximadamente seis millones de años de evolución, tales métodos son inadecuados para estudios cercanos a la apariencia de los rasgos humanos modernos.

Como tal, el Proyecto 1.000 Genomas nos ha permitido apreciar la amplitud de la diversidad genética humana moderna, pero una comprensión incompleta de la mezcla y la estructura genética de las poblaciones prehistóricas ha limitado nuestra exploración de eventos más profundos utilizando genomas modernos. La reciente disponibilidad de datos genómicos humanos modernos tempranos y datos genómicos antiguos de neandertales y denisovanos nos ha brindado los medios para rastrear mejor los cambios genéticos que subyacen al origen de los humanos modernos.

En su comentario, los autores reformularon nuestra comprensión actual de la evolución de la morfología y el comportamiento humanos modernos basándose en los campos de la paleoantropología y la arqueología. Luego resume las contribuciones a nuestra comprensión del «ser humano» desde el campo de la paleogenómica.

Fu y Bennett decidieron dividir estas contribuciones en dos enfoques diferentes: un enfoque directo que intenta identificar cambios genéticos específicos del ser humano moderno basándose en comparaciones directas de secuencias del genoma humano moderno y antiguo, y un enfoque más indirecto en el que los investigadores intentan reconstruir la vida. Una historia de las poblaciones humanas antiguas y modernas a partir del ADN antiguo.

Su artículo señala que ambos enfoques de investigación tienen el poder de explorar diferentes aspectos de las poblaciones humanas modernas emergentes; Sin embargo, cada uno tiene sus propios desafíos específicos que superar.

En teoría, un enfoque basado en secuencias podría identificar cambios genéticos comunes a todos los humanos modernos que los distinguen de los neandertales y los denisovanos, pero la utilidad de este enfoque está actualmente limitada por nuestra comprensión incompleta de la diversidad genética de las poblaciones humanas antiguas y modernas. Por ejemplo, la secuenciación ampliada de genomas modernos de diferentes partes de África ha revelado que algunos alelos que antes sólo se encontraban en genomas antiguos también están presentes en las poblaciones modernas.

Por el contrario, el enfoque indirecto busca comprender las señales dejadas en genomas antiguos que ayudan a comprender mejor los comportamientos pasados ​​y las características de la población, como el tamaño de la población, la estructura familiar y las prácticas de apareamiento, así como los cambios climáticos, los patógenos locales y las innovaciones en los estilos de vida. Estos detalles, inaccesibles con métodos anteriores, añaden una nueva dimensión a nuestra comprensión de los orígenes humanos.

Los autores revisaron varios estudios y concluyeron que, a pesar de la escasez de datos actualmente disponibles, han surgido algunas diferencias entre los primeros humanos modernos y las poblaciones antiguas.

Aunque las primeras poblaciones humanas modernas y neandertales parecen haber practicado la intimidad femenina, donde las compañeras eran elegidas entre grupos ajenos a grupos estrechamente relacionados, los primeros humanos modernos parecen haber conservado una mayor diversidad genética que sus homólogos arcaicos, cuyos ancestros cercanos estaban relacionados más lejanamente entre sí. .

Aunque no se ha encontrado una razón genética única para explicar por qué las poblaciones humanas modernas se expandieron mientras que las poblaciones antiguas se redujeron y desaparecieron, FU y Bennett discutieron cómo podrían surgir varios beneficios de aptitud individual al pertenecer a una red de poblaciones grandes y bien conectadas.

En conjunto, estas ventajas a nivel poblacional, conocidas como «efectos allí» en biología de poblaciones, pueden conducir a un mayor éxito en actividades como la explotación de recursos, la defensa y la elección de pareja, y pueden ser suficientes para explicar los diversos resultados de la modernidad temprana. Poblaciones humanas antiguas.

A pesar de estos éxitos, gran parte de la diversidad genómica se perdió en el camino, y la interpretación sugiere que estudios de ADN antiguo han identificado previamente varias poblaciones humanas modernas distintas que no dejaron descendientes en los humanos actuales.

Datos genéticos antiguos han ayudado a explicar el origen de la adaptación humana a entornos locales, como la mutación EDAR que apareció en el noreste de Asia durante la última Edad del Hielo, o la posible afluencia del alelo EPAS1 procedente del denisovano, que le ayudó a sobrevivir en altas temperaturas. niveles. Alturas.

Se han documentado adaptaciones similares para alimentos y patógenos locales, al igual que adaptaciones para nuevas innovaciones como la persistencia de la lactasa después de la domesticación. La mayor movilidad y adaptabilidad de las poblaciones humanas modernas ha garantizado que queden muchos datos genómicos antiguos por descubrir y estudiar después de que abandonaron África.

Al combinar hallazgos recientes del ADN antiguo con aquellos que surgen de la paleoantropología y la arqueología, la interpretación de Fu y Bennett amplía y renueva el debate sobre los orígenes humanos.