Las nuevas tecnologías hoy disponibles para el estudio del material genético procedente de los organismos vivos y extintos, están abriendo una poderosa puerta al pasado genético. En lo que a nuestra especie respecta, los avances en la recuperación y análisis de ADN humano antiguo han generado un conjunto de datos con una complejidad tan inesperada que, irremediablemente, amenazan con volver caducos los modelos hasta hace poco admitidos con escasa discusión.
En un intento de acercarnos a la profundidad de esos cambios, creemos necesario recordar que durante las últimas décadas la comunidad especializada ha venido asumiendo que los humanos anatómicamente modernos, esto es H. sapiens, se originaron en África, concretamente en Etiopía, hace entre 150 000 y 190 000 años a partir de una única población. Unos 70 000 años después, sostiene este modelo, un grupo de descendientes de aquella población habría salido del continente natal expandiéndose por Oriente Próximo, luego por Eurasia y finalmente por todo el planeta. En estas regiones existían pueblos de homininos autóctonos, a los que Homo sapiens habría ido paulatinamente eliminando, sin mezclarse con ellos, perpetrando así un avance triunfante en la conquista de nuevos territorios.
Tal modelo, sin embargo, insistimos aceptado ampliamente durante décadas, se está desmoronando estrepitosamente mientras emerge una visión muy distinta, tanto en lo que respecta a lo sucedido fuera de África como dentro de este continente.
Con cada fósil descubierto, con cada análisis de ADN realizado, la historia evolutiva humana se va tornando más y más compleja. Un creciente número de expertas y expertos están obteniendo datos que muestran que nosotros, los humanos modernos, somos producto de una historia en expansión de cambios y dispersiones, separaciones y reuniones o reencuentros, caracterizada por mucha más diversidad, movimiento y mezcla de lo que podía imaginarse unas décadas atrás.
Este contexto ha generado un debate complejo y, en no pocos casos, confuso e impreciso, abierto a desafíos que permanecen pendientes de posteriores trabajos. En este post traemos a colación algunos de los múltiples aspectos que definen ese nuevo e inconcluso panorama, intentando superar uno de los grandes retos de la divulgación de la ciencia: poner en claro un tema laberíntico, pero manteniendo el rigor científico.
En una entrada anterior hemos hecho referencia a los procesos de hibridación que tuvieron lugar entre los humanos anatómicamente modernos y los neandertales, además de otras posibles especies en Eurasia (el macro-continente que se extiende desde Lisboa a Vladivostok). En el presente post, nos centraremos en las poblaciones de Homo sapiens en el interior de África, una cuestión en la que de momento se ha investigado en menor grado.
Al igual que en tantos otros ámbitos de estudio, la participación de mujeres científicas especializadas en cuestiones de vanguardia es muy numerosa. En lo que al origen y evolución de nuestra especie en África respecta, sus aportaciones a los últimos modelos expuestos hoy sobre el tapete, son de valor muy considerable. Ello no significa que los hombres no hayan participado, o que sus contribuciones sean de menor enjundia; aquí solo queremos resaltar a quienes normalmente suelen pasar más desapercibidas.
Hibridaciones en el interior de África, una novedosa perspectiva
La profesora de genética y biología de la Universidad de Pensilvania, perteneciente a la prestigiosa Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (National Academy of Sciences) desde 2017, Sarah Tishkoff, es una destacada experta en la variación genética de las poblaciones africanas (human genetic variation). Ha sido y es una figura líder en el estudio del material hereditario con la finalidad de avanzar en los conocimientos que explican la diversidad humana moderna. Su investigación combina el trabajo de campo y de laboratorio, junto a métodos computacionales.
En el año 2017, la revista Nature publicaba un trabajo clave sobre la historia evolutiva de Homo sapiens en el que Sarah Tishkoff fue una destacada participante. El artículo revelaba de forma concluyente que los avances realizados en el análisis de genomas modernos y antiguos, muestran huellas genéticas en el ADN que evidencian la existencia de hibridación entre humanos anatómicamente modernos y homininos extintos.
Nos parece de interés abrir en este punto un breve paréntesis para apuntar que la hibridación es un fenómeno evolutivo que ha fascinado a las y los biólogos durante largo tiempo. Como señalaba en 2019 la doctora especializada en procesos de hibridación Erica L. Larson, de la Universidad de Denver, EE. UU., en realidad, desde antes de la llegada de las técnicas que permiten estudiar genomas completos ya estaba claro que la hibridación había jugado un papel en la historia evolutiva de los organismos vivos. No obstante, el grado en que la hibridación podía haber contribuido a la biodiversidad del planeta era, y hasta cierto punto sigue siendo, objeto de extensos debates. Precisamente, en esta significativa cuestión evolutiva los análisis de genomas completos están proporcionando un notable impulso, al ofrecer pruebas que demuestran antiguas hibridaciones en un rango cada vez más amplio de especies, incluyendo mamíferos, aves, peces, hongos e insectos.
Valga recordar que la evolución biológica es un proceso continuo en el cual la mayor parte de los linajes se pierden sin dejar restos fósiles. Muchos de estos linajes habrían hibridado con los que condujeron a las especies hoy existentes y, por lo tanto, es probable que se puedan encontrar evidencias genéticas de aquellos linajes perdidos en los genomas actuales.
En esta línea, el profesor de la Universidad de Upsala (Department of Evolutionary Biology, Evolutionary Biology Centre, Uppsala University), Jente Ottenburghs, apuntaba en marzo de 2020 que la introgresión, término usado por la comunidad especializada para hacer referencia al movimiento de genes de una especie a otra como consecuencia de un proceso de hibridación interespecífica, ha sido un fenómeno común a lo largo del árbol de la vida. Asimismo, añadía este especialista, probablemente ha representado una fuente importante de variación en las poblaciones. Los procesos de introgresión antiguos pueden dejar huellas de especies extintas en los genomas actuales; un fenómeno llamado introgresión fantasma.
Dicho de otra manera, en algunos casos, la hibridación con un linaje extinto puede descubrirse mediante el análisis detallado de ADN actual. Así por ejemplo, nosotros, los únicos sobrevivientes del género Homo, albergamos fragmentos genéticos de otros parientes de linajes estrechamente relacionados pero que ya no existen.
Igualmente, en muchos casos un cuidado estudio de ADN obtenido a partir de restos fósiles puede proporcionar evidencias de procesos de introgresión o hibridación ocurridos entre especies todas ya extinguidas. Recordemos que hasta hace pocos años, los posibles cruzamientos entre linajes distintos solo podían suponerse en base a datos arqueológicos o paleontológicos; es decir, se inferían a partir de las herramientas y los fósiles hallados en los yacimientos, pero se carecía de datos genéticos.
En este contexto, el modelo inicialmente aceptado acerca de la emergencia y dispersión de la humanidad anatómicamente moderna, tal como subraya Sarah Tishkoff junto a otros especialistas en el citado artículo de Nature 2017, estuvo basado en datos procedentes de la paleontología y la arqueología. Al respecto, la científica advierte ahora que por lo general esos datos no pueden usarse con el fin de determinar las relaciones genéticas entre diferentes humanos o grupos de humanos.
Ciertamente, continúa Sarah Tishkoff, la inclusión de datos procedentes de análisis de ADN obtenidos a partir de gente moderna (nosotros) o antigua (por ejemplo, los neandertales) está facilitando enormemente la determinación directa de las relaciones de parentesco entre humanos, y arrojando luz sobre las rutas migratorias y la mezcla genética entre varios grupos.
Tales resultados son los que están modificando profundamente el modelo clásico; no solo porque demuestran que los humanos anatómicamente modernos, tras salir del continente natal se cruzaron con otros homininos, sino porque también evidencian que nuestros antepasados hibridaron muchas veces antes de salir de África.
Sarah Tishkoff se encuentra en la actualidad activamente involucrada en un trabajo que despierta polémicas, ya que su objetivo es demostrar que el aislamiento genético de Homo sapiens en el interior de África resulta insostenible a la luz de los nuevos hallazgos. De hecho, la científica afirma que los datos recientes están rescatando algunos capítulos perdidos sobre el flujo de genes desde los homininos antiguos a las poblaciones modernas, antes, insiste, de la última salida de H. sapiens de África.
«Los humanos han estado evolucionando de manera continua mediante mezclas de poblaciones variadas a lo largo de cientos de miles de años», afirma Sarah Tishkoff junto a cada vez más especialistas. Nuestra especie, insiste la científica, «no evolucionó originalmente a partir de una única población africana, sino más bien a partir de muchas poblaciones interconectadas [que estaban] dispersas por todo el continente».
Por la misma senda avanza la arqueóloga Eleanor M. L. Scerri, directora de un grupo de investigación del Instituto Max Planck de Jena, Alemania, (Max Planck Institute for the Science of Human History), experta en el estudio de las poblaciones de los primeros Homo sapiens en África y su dispersión dentro de ese continente. En colaboración con su equipo, combina el trabajo de campo en África Occidental con un amplio rango de técnicas paleoecológicas y datos genéticos, cuyo fin es probar diferentes hipótesis sobre la evolución humana.
En un trabajo publicado en Trends in Ecology & Evolution, 2018, Scerri y colaboradores también desafían la idea de que nuestra especie, Homo sapiens, haya evolucionado a partir de una población única y en una sola región de África, pese a la prioridad que la comunidad científica ha otorgado a ese modelo. Por el contrario, Eleanor Scerri afirma que los trabajos realizados en múltiples campos muestran datos relevantes que ya no son consistentes con esa visión. Una y otra vez señalan que H. sapiens evolucionó a partir de un conjunto de grupos de homininos interrelacionados que vivió por toda África, y cuya conectividad fue cambiando a través del tiempo.
Según Eleanor Scerri, el linaje que llevó a los humanos anatómicamente modernos probablemente tuvo un origen africano hace al menos 500 000 años, y los primeros caracteres morfológicos modernos observados propios de esta especie habrían surgido hace unos 300 000 años. Los fósiles más antiguos de Homo sapiens, aclara esta experta, no muestran una progresión simple y lineal hacia la morfología humana contemporánea. Por el contrario, los restos más antiguos exhiben una diversidad morfológica muy marcada y geográficamente dispersa. Tales hallazgos de diversidad y dispersión son consistentes con la hipótesis de que nuestra especie surgió y se diversificó a partir de poblaciones altamente divididas, que probablemente vivían por toda África y estuvieron conectadas por esporádicos flujos de genes.
En suma, a partir de un cuidadoso examen de los datos fósiles, arqueológicos, genéticos y paleoambientales, Eleanor Scerri y colaboradores, junto a otros equipos de investigación, muestran su disconformidad con la visión convencional de nuestros orígenes africanos. En cambio, defienden una complejidad que en general ha sido escasamente reconocida. Parte de su esfuerzo se centra en separar los datos de las inferencias, con el fin de ampliar los modelos al uso y mejorar nuestra comprensión de la evolución humana.
A medida que la comunidad de especialistas ha sido capaz de indagar más y más atrás en el tiempo, se han ido descubriendo relaciones evolutivas con detalles sin precedentes, que están complicando de forma notable la narrativa oficial de la historia humana. Ahora bien, como ha señalado la periodista científica Jordana Cepelewicz, «por muy confusos y entretejidos que estén estos efectos, todos ellos han dado forma a la humanidad tal como hoy la conocemos».
Cabe pues, concluir, escuchando la voz de tan creciente número de especialistas, que «nuestra familia evolutiva no se parece a un árbol o a un arbusto, sino más bien a una red, a una mezcla compleja de poblaciones que se dispersaron, se adaptaron a las condiciones locales, volvieron a encontrarse y se mezclaron entre ellas».
Referencias
- Cepelewicz, Jordana (2018), Fossil DNA Reveals New Twists in Modern Human Origins Quantamagazine
- Nielsen, Rasmus; …; Tishkoff, Sarah et al. (2017). Tracing the peopling of the world through genomics. Nature 541 (7637): 302-310
- Ottenburghs, Jente (2020). Ghost Introgression: Spooky Gene Flow in the Distant Past. BioEssays 42 (6)
- Scerri, Eleanor M.L. (2018). Did Our Species Evolve in Subdivided Populations across Africa, and Why
- Does It Matter? Trends in Ecology & Evolution 33 (8): 582-594
- Taylor, S.A., Erica L. Larson, (2019) Insights from genomes into the evolutionary importance and prevalence of hybridization in nature. Nat Ecol Evol 3: 170-177
Sobre la autora
Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.