ADN de homínido más antiguo jamás secuenciado
Fémur de la Sima de los HuesosMEYER ET AL, 2013. La Sima de los Huesos, una cueva en el norte de España, contiene una de las mayores colecciones de fósiles de homínidos jamás descubierta. Ahora, este llamado “pozo de huesos” también ha producido el ADN de homínido más antiguo jamás secuenciado.
Utilizando un fémur de la cueva, Matthias Meyer, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, ha secuenciado el genoma mitocondrial casi completo de una de las Sima de los Huesos’ habitantes, que probablemente vivieron hace unos 400.000 años. Eso es al menos cuatro veces más antiguo que el poseedor del récord anterior: un pequeño fragmento de ADN neandertal de 100 000 años de antigüedad.
“Es un avance increíble. Lograron obtener ADN de una muestra que se remonta a una época anterior a la existencia de los humanos modernos o los neandertales” dijo David Reich de la Facultad de Medicina de Harvard, que no participó en el estudio.
El éxito del equipo amplía enormemente la gama de lugares…
Con el tiempo, el ADN se degrada y se descompone en fragmentos cada vez más pequeños. Durante el último año, el grupo Meyers ha estado desarrollando formas más eficientes de recuperar estas piezas cortas. Si miramos en el fósil, no podemos ver ninguna indicación de ningún ADN antiguo auténtico de más de 45 pares de bases, dijo Meyer, y el ADN de ese tamaño prácticamente no se ha tenido en cuenta hasta ahora.
A principios de este año, el equipo demostró que sus técnicas funcionan secuenciando el genoma mitocondrial completo de un oso de las cavernas que también se encontró en la Sima de los Huesos. Esa fue la prueba, dijo Meyer. Cuando finalmente pasaron a los homínidos, necesitaban casi dos gramos de hueso para obtener suficiente ADN.
El mayor problema era la contaminación. Quedaba tan poco ADN en el hueso que fue inundado por el ADN de los científicos que desenterraron los fósiles y realizaron los experimentos, a pesar de sus medidas de precaución. El equipo eliminó estas secuencias modernas buscando aquellas en las que los residuos de citosina se habían transformado en un tipo de daño distintivo de uracila que se acumula en el ADN antiguo. Finalmente, los científicos extrajeron suficientes secuencias auténticamente antiguas para reconstruir el 98 por ciento del genoma mitocondrial de los individuos.
Sima de los Huesos ha proporcionado los esqueletos de al menos 28 individuos del Pleistoceno medio. Estos homínidos se han clasificado tradicionalmente como Homo heidelbergensis, y sus características sugieren que fueron ancestros muy tempranos de los neandertales.
Pero en lugar de agruparse con los neandertales, su genoma mitocondrial fue más estrechamente relacionado con los denisovanos. Este enigmático grupo de personas es un grupo hermano de los neandertales y solo se conocen por el hueso de un dedo y un molar. Ambos fueron encontrados 4.000 millas al este, en Siberia. No es lo que esperábamos, dijo Meyer. Es difícil entenderlo.
Es poco probable que los homínidos de la Sima de los Huesos fueran en realidad denisovanos o incluso relacionados con sus ancestros inmediatos, por ejemplo, sus dientes tienen una forma diferente. Podrían ser anteriores a la división entre los denisovanos y los neandertales.
O podrían estar relacionados con los ancestros que dieron origen tanto a los neandertales como a los denisovanos. Alternativamente, otro grupo arcaico de homínidos podría haber traído su ADN mitocondrial tanto a los denisovanos como a la gente de la Sima de los Huesos. Según John Hawks, paleoantropólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison, este escenario encajaría con los rumores de que algunos genetistas han descubierto rastros de otro misterioso homínido en el genoma de Denisovan.
Muchos han estado asumiendo que los denisovans eran una población fundamentalmente oriental, dijo Hawks por correo electrónico. La similitud del ADN mitocondrial de Sima sugiere un escenario alternativo: que los denisovanos que conocemos son en parte descendientes de un estrato anterior de la población euroasiática occidental. Podrían ser una mezcla de cualquier cantidad de poblaciones anteriores.
Obviamente, los orígenes de los neandertales y los denisovanos son bastante complicados, quizás más de lo que hubiéramos esperado, agregó Meyer. [Nuestros resultados] simplemente ponen un gran signo de interrogación sobre todo esto.
La única forma de resolver estos misterios será secuenciar ADN más antiguo, incluidos los genomas nucleares de los especímenes de Sima de los Huesos. Fue tan difícil obtener ADN mitocondrial que un genoma nuclear completo puede ser casi imposible, pero Meyer espera obtener algunos fragmentos dentro de unos años. No hemos descubierto cómo hacerlo, pero no descansaremos hasta que veamos parte del genoma nuclear, dice. Eso ya debería ser bastante informativo.
El genoma más antiguo del mundo actualmente pertenece a un caballo que vivió hace unos 700.000 años. Pero este animal fue enterrado en el permafrost siberiano, condiciones ideales para preservar el ADN. El éxito de Meyers sugiere que los científicos también pueden extraer ADN de fósiles que provienen de una gama más amplia de climas, incluidos los cálidos y húmedos. Esa es una buena noticia para los científicos que estudian la evolución humana. Los seres humanos rara vez han estado en un entorno de permafrost. Históricamente hemos sido una especie cálida, dijo Reich. Gran parte del material humano más interesante no se encuentra en lugares fríos.
Pero Meyer señaló que Sima de los Huesos tiene condiciones muy estables, que incluyen poca circulación de aire y temperaturas constantes de alrededor de 5C a 10C. Si el permafrost es el congelador perfecto, la cueva es el refrigerador perfecto, dijo. Aún así, Meyer duda que estas condiciones sean únicas y su equipo está buscando lugares similares. Entre ellas se encuentran cuevas que se encuentran muy próximas a la Sima de los Huesos, donde se han encontrado posibles fósiles de Homo erectusy Homo antecessor. Espero encontrar otro sitio mágico pronto, dijo.
M. Meyer et al., Secuenciación del genoma amitocondrial de un homínido de la Sima de los Huesos, Nature, doi:10.1038/nature12788, 2013.
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