Rebecca Cann, al rescate de la “Eva mitocondrial” en el túnel del tiempo

Los orígenes de la humanidad pueden estudiarse desde perspectivas muy distintas. La más conocida de todas es el estudio de los fósiles: el cuidadoso y detallado análisis de restos de nuestros antepasados que el tiempo y causas geoquímicas han convertido en piedra. En las últimas décadas del siglo pasado, sin embargo, una nueva metodología procedente de los datos moleculares se sumó a estos estudios generando sorprendentes resultados. Se trata de técnicas que, partiendo del análisis comparado de moléculas de ADN, permiten estudiar genes de distintos organismos y establecer relaciones de parentesco. Parte de la premisa de que el número de diferencias observadas entre el material genético de dos individuos aumenta en razón del tiempo transcurrido desde el último antepasado común.

En la Universidad de Berkeley, California, el respetado científico Allan Wilson (1934-1991), fue uno de los primeros en aplicar los métodos de la genética molecular a la evolución humana. En el año 1982 se incorporaron a su laboratorio dos jóvenes investigadores: la brillante doctora en genética Rebecca Cann y el biólogo Mark Stoneking. Rebecca Cann, nacida en 1951 en Iowa, Estados Unidos, vive actualmente en Hawaii donde es profesora de Genética y Biología Molecular en la Facultad de Medicina, y es una científica de notable prestigio internacional. Mark Stoneking trabaja en el Instituto Max Planck, en el departamento de Antropología Evolutiva.

A comienzos de los años ochenta, el equipo de Cann, Stoneking y Wilson, emprendió un proyecto de investigación basado en un estudio comparado de ADN humano que se convirtió pionero en este ámbito. Sus resultados provocaron una gran conmoción entre la comunidad científica y dieron lugar a un controvertido debate cuyos ecos todavía resuenan hoy.

El grupo de investigación de Cann logró realizar su trabajo gracias a que por aquellas fechas empezaron a usarse unas nuevas herramientas fundamentales en los laboratorios de biología molecular: las enzimas de restricción, también llamadas «tijeras biológicas» por su capacidad para cortar el ADN en zonas concretas. Su uso hizo posible explorar las diferencias y semejanzas genéticas con una resolución mucho más elevada de la conseguida hasta aquellos momentos. Fue la aplicación de esta nueva metodología a la reconstrucción de las etapas más recientes de la evolución humana lo que permitió al grupo de Berkeley alcanzar sus extraordinarios resultados.

Para seguir el rastro de nuestros antepasados, Cann y sus colaboradores optaron por estudiar el ADN que reside en las mitocondrias: el ADNmt. Recordemos que las mitocondrias son orgánulos intracelulares capaces de producir la mayor parte de la energía que la célula necesita para sus funciones vitales. En cada célula puede haber miles o decenas de miles de mitocondrias cada una con una copia de ADNmt (igual para todas) que contiene un puñado de genes imprescindibles para la vida celular. Las propiedades del ADNmt hizo que en aquellos momentos fuese una molécula muy apropiada para el estudio de la historia reciente de la humanidad.

Una característica muy destacada de las mitocondrias —y por ende de su ADN—, es que sólo se heredan por vía materna. Las células reproductoras, o sea, el óvulo y el espermatozoide poseen sus respectivas mitocondrias, pero cuando tiene lugar la fecundación las pertenecientes al gameto masculino no pasarán a formar parte del cigoto (la primera célula de un nuevo organismo), sino que quedarán fuera de éste. En otras palabras, la contribución masculina de ADNmt no entra en el óvulo durante la fecundación, y si lo hace de alguna manera es destruido y se pierde. Esto significa que la descendencia sólo será portadora del ADNmt de origen materno.

Dada la peculiaridad de que el ADNmt se hereda sólo por vía materna, Allan Wilson afirmaba que a través de éste «cada uno está conectado por una ininterrumpida cadena de madres —ya sea hijo o hija— hacia atrás en el pasado. Nuestro objetivo consiste en reconstruir el árbol genealógico que conecta estas cadenas maternas». En definitiva, el pasado genético de cualquier persona hoy existente podría rastrearse hacia atrás en el tiempo gracias al estudio comparado del ADN de sus mitocondrias. La premisa de partida ciertamente era audaz, pero el resultado fue excelente.

Cann, Stoneking y Wilson sostenían que los hermanos presentan el ADNmt prácticamente idéntico, pero el grado de proximidad decrece paso a paso, según se retrocede en el parentesco, desde los primos hermanos que descienden de la misma abuela materna hasta los primos segundos que descienden de la misma bisabuela, y así sucesivamente. Según nos remontemos en la genealogía, mayor se hace el círculo de parientes maternos, hasta incluir a todos los vivientes, lo que permite inferir que todo el ADNmt humano debe haber tenido una última antecesora común.

El modelo propuesto por estos científicos postulaba que, partiendo de una población relativamente pequeña y de tamaño estable, los linajes mitocondriales de aquellas mujeres que sólo tienen hijos varones o no tienen hijos terminan por extinguirse; para que no haya extinción siempre tiene que haber una hija que tenga hija, si esto no ocurre: un linaje mitocondrial menos. Así, transcurrido un tiempo lo suficientemente largo sólo quedará un linaje. La «madre mitocondrial», evidentemente, no estaba sola; al contrario, tuvo un número desconocido de compañeros de ambos sexos, muchos de los cuales nos han legado copias de sus genes nucleares.

Con el fin de disponer de una cantidad suficiente de muestras para analizar, los científicos obtuvieron ADNmt altamente purificado a partir de células extraídas de las placentas de mujeres que habían dado a luz en hospitales de Estados Unidos. Los antepasados de estas madres procedían de todo el mundo —de Asia, Europa, Australia, Nueva Guinea, y los afroamericanos representaban África—. En total, 147 individuos.

Tras un meticuloso estudio de los datos hallados, elaboraron un árbol genealógico que revelaba claramente el origen africano de la humanidad moderna (coincidiendo con lo que Charles Darwin había propuesto un siglo antes). Demostraron la existencia de un antecesor común: una mujer que fue el único miembro de una población cuyo linaje de ADNmt sobrevivió hasta hoy. Cann y sus colegas infirieron que está mujer vivió en África hace unos 200.000 años.

En suma, gracias al uso de una metodología muy novedosa para su tiempo los investigadores de la Universidad de Berkeley realizaron un original trabajo pionero en el estudio de nuestros orígenes. Como corolario Rebecca Cann, Mark Stoneking y Allan Wilson publicaron en 1987, en la prestigiosa revista Nature, un artículo titulado ADN mitocondrial y evolución humana que generó una enorme agitación tanto entre la comunidad científica como en la sociedad en general. Pese a que este valorado artículo estaba firmado por tres personas, los autores han reconocido que Rebecca Cann fue quien impulsó con más ánimo y rigor científico todo el proyecto.

A la luz de los conocimientos actuales, y tras numerosas investigaciones usando tecnologías y metodologías cada vez mejores, los expertos asumen hoy que los hallazgos iniciales de Rebecca Cann eran correctos. Sin embargo, insistimos, originalmente el artículo provocó enormes controversias. Tuvo una difusión sorprendente, pese a tratarse de un tema altamente especializado, y de forma inmediata ocupó un lugar destacado en todos los medios de comunicación.

La repercusión de esta investigación se debía a diversas razones; una de ellas fue que la mayoría del público comprendió que los científicos mostraban un árbol evolutivo humano que hundía sus raíces en África; asimismo, dejaban al descubierto pruebas a favor de un único antepasado femenino de todos nosotros: una mujer africana, que muy pronto fue conocida como Eva africana, Eva mitocondrial o incluso Eva negra. (Para muchos estudiosos, incluidos los autores del artículo, el nombre de «Eva» fue un error que indujo a no pocas confusiones).

Con posterioridad, Rebecca Cann ha escrito a propósito de este nombre: «La etiqueta de Eva africana o Eva mitocondrial aplicada la hipótesis del origen africano de la humanidad ha evocado poderosas asociaciones emocionales que sobrecargan el discurso normal. […]. Nosotros buscábamos un nombre genérico que pudiese ayudar a que la gente recordase la importancia de una mujer concreta a partir de cuyo genoma mitocondrial comenzó la radiación de la humanidad moderna, y elegimos el nombre de Eva casi como una broma».

Dejando a un lado apelativos más o menos mediáticos, hay que destacar que el modelo de Cann y colaboradores comprende en realidad un conjunto de ideas muy significativas sobre nuestro pasado. En primer lugar, sostiene que todas las personas, no importa con qué grupo se identifiquen hoy, comparten desde hace unos 200.000 años un legado genético africano común. Segundo, las oleadas de humanos anatómicamente modernos surgieron de ese grupo ancestral. Y tercero, las poblaciones más antiguas existentes en otros continentes fueron efectivamente reemplazadas por este grupo más nuevo.

El descubrimiento de que los genes mitocondriales son transmitidos sólo por las mujeres ha generado una intensa actividad en una parte de científicos varones que no se han mostrado dispuestos a asumir un resultado de estas características y, haciendo gala del constante androcentrismo que desde siempre ha impregnado a la ciencia y los modelos que promueve, han intentado demostrar, sin lograrlo, que los hombres también transmiten el ADNmt.

Al respecto, en una entrevista concedida en 2008 a la escritora y periodista Inma Sanchís, Rebecca Cann ha expresado: «Durante mucho tiempo [mis colegas masculinos] han estado convencidos de que eran posibles situaciones en las que el esperma transmitiera mitocondrias. Lo buscaron una y otra vez sin resultados. […]. Me he pasado más de diez años defendiendo mis teorías en reuniones científicas. En una ocasión se me acercó uno de los representantes del coloquio, un ilustre investigador, y de una forma muy paternalista me dijo: “Mira, querida, no debes discutir con los científicos; eso no es femenino”».

En esa misma entrevista, la destacada científica explicaba a su interlocutora: «Entre otras cosas quiero estudiar los genes mitocondriales para explorar la evolución humana y salir de todos esos sesgos que hasta ahora la han ocupado, como por ejemplo que la complejidad cerebral deviene de factores como la organización de los grupos de caza. Pocas de esas cosas son ciertas.»

En la actualidad, Rebecca Cann como genetista especializada es una acreditada investigadora cuyos trabajos se citan con gran frecuencia en la literatura científica de alto nivel. Ella forma parte de las personalidades más autorizadas que han estudiado la evolución molecular humana, y sus contribuciones han sido muy numerosas. Es una figura altamente apreciada como conferenciante en los congresos internacionales, y sigue siendo muy activa en los debates sobre los orígenes de la humanidad moderna. Considerada por sus pares como una gran experta a la hora de interpretar la información procedente de los datos moleculares, es asimismo una ferviente defensora de la participación de las mujeres en la ciencia.

Referencias

• Cann RL, Stoneking M, Wilson AC (1987). «Mitochondrial DNA and human evolution». Nature 325 (6099): 31–36
• Gitschier, Jane (2010). «All About Mitochondrial Eve: An Interview with Rebecca Cann». PLoS Genet.; 6(5): e1000959
• Martínez Pulido, C. (2003). El papel de la mujer en la evolución humana. Biblioteca Nueva. Madrid

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.