Por Jesús Sáinz
Se estima que hace 85 millones de años surgieron los primates. De estos evolucionan unos 65 años más tarde los homínidos (los grandes monos). La palabra homo, el nombre del género al que el ser humano actual pertenece, fue tomada del latín por Linneo y significa humano.
Por Jesús Sáinz Maza
Científico
La idea de que el ser humano evoluciona de los monos surge con los estudios de Darwin y la publicación de “El origen de las especies” en 1859. A partir de la teoría darwiniana, los estudios se basaron en fósiles, pero la aparición de las tecnologías genómicas en la segunda mitad del siglo pasado crea una revolución en dichos estudios. Es interesante notar que la mayoría de los datos que aporta la genómica apoya las hipótesis previamente sustentadas por los datos obtenidos con los fósiles, pero además abren la vía a nuevas hipótesis y un mayor conocimiento de nuestro pasado como especie y nuestro origen.
El género Homo se diferenció de los homínidos al menos hace 2,3 millones de años, fecha en la que se documenta la existencia del Homo habilis, la primera especie de la que hay evidencias de que usaba herramientas (hechas de piedra). Durante un millón de años la capacidad cerebral aumentó generando más neuronas y haciendo aparecer al Homo erectus y al Homo ergaster, quienes fueron las primeras especies humanas en salir de África. Estas especies se propagaron a través de África, Asia y Europa hace un millón y medio de años. Se cree que fueron las primeras especies en utilizar el fuego y herramientas complejas. El Homo sapiens arcaico, el precursor de los humanos modernos, apareció hace entre 400.000 y 250.000 años. Los humanos anatómicamente modernos evolucionan del de Homo sapiens arcaico y la transición a la modernidad se da con el desarrollo de la cultura simbólica, el lenguaje y la tecnología especializada que ocurre hace alrededor de 50.000 años, aunque el proceso se diera a lo largo de un extenso periodo de tiempo. De acuerdo con la teoría más aceptada, los humanos modernos evolucionaron en África, posiblemente del Homo heidelbergensis o del Homo rhodesiensis, y emigraron del continente africano hace unos 50.000 a 100.000 años. Con el tiempo sustituyeron a las poblaciones de otras especies (Homo erectus, Homo Denisova, Homo floresiensis y Homo neanderthalensis) que habitaban los lugares que colonizaron.
Evidencias genómicas recientes sugieren que DNA de origen Neanderthal está presente en todas las poblaciones no africanas, y que los neandertales y otros homínidos, como el de Denisova, pueden haber contribuido con el 6% de su genoma al de los actuales seres humanos, evidenciando cruces entre dichas especies. La relación del Homo sapiens con otras especies humanas ha sido objeto de muchos estudios. Los neandertales vivieron en Europa y Asia desde hace 400.000 años hasta hace unos 30.000 años cuando desaparecen. La datos de secuenciación de DNA mitocondrial indican que los neandertales y el Homo sapiens son dos especies diferentes que comparten un ancestro común. Sin embargo, la secuenciación en 2010 del genoma de un neandertal mostró que los neandertales se cruzan con los humanos modernos hace unos 45.000-80.000 años (más o menos en el tiempo en que los humanos modernos emigraron de África).
Dado que casi todos los humanos no africanos modernos tienen entre el 1% y el 4% de su DNA derivado de los neandertales, los neandertales y el homo sapiens tuvieron que haber coexistido en Europa durante un largo periodo de tiempo, se estima que unos 10.000 años, durante los cuales las poblaciones humanas acabaron sustituyendo a las poblaciones neandertales por pura fuerza numérica. Uno de los grandes misterios a resolver es porqué los neandertales desparecieron. Una de las hipótesis es que fue debido a su menor capacidad lingüística en comparación con el homo sapiens que acaba desplazándolo.
En 2008, unos arqueólogos trabajando en la Cueva Denisova, en las montañas de Siberia, descubren un pequeño fragmento de hueso del quinto dedo de un homínido fechado en unos 40.000 años. La secuencia genómica de dicho hueso sugiere que los homínidos de Denisova pertenecían al mismo linaje que los neandertales, de los cuales se diferenciaron poco después de que aparecieran los humanos modernos. Este descubrimiento plantea la posibilidad de que hayan coexistido no solo los neandertales y los humanos modernos, sino también el homínido de Denisova. La existencia de esta rama distante de seres humanos crea una imagen mucho más compleja de la humanidad de la que se tenía. Hay pruebas genómicas de que hasta un 6% de los genomas de los melanesios moderno derivan de homínidos de Denisova, indicando un mestizaje entre ellos en el sudeste de Asia.
Recientes secuencias de genomas de restos de neandertal y denisovanos sugieren que estos dos grupos se cruzaron con frecuencia con otros antepasados de los humanos y con los humanos modernos. Los datos apuntan a que el sexo entre estas especies humanas fue frecuente y regular. No solo, sino que la descendencia de dichos cruces fue suficientemente funcional para adaptarse a la sociedad humana, y en algunos casos para tener descendencia. Pero no solo el ser humano moderno se cruzó con los neandertales y con los denisovanos, sino que las secuencias revelan evidencias de cruces con otro tipo de ancestro humano todavía no identificado que probablemente vivió en Asia hace más de 30.000 años. Mediante simulaciones informáticas se ha llegado a hipotetizar que el Homo sapiens se cruzó con el Homo erectus (el que caminaba erguido) y con el Homo habilis (el que usaba herramientas) y posiblemente con otras especies humanas. Estos trabajos empiezan a crear la historia de un mundo donde había muchas poblaciones de homínidos y que sería similar al mundo del “Señor de los anillos” en su variedad de especies.
Pero el gran misterio sigue siendo: ¿Por qué el hombre moderno sobrevive mientras que las otras especies humanas se extinguen? Los estudios genómicos sobre las migraciones del Homo sapiens pueden aportar claves. Parece ser que lo que caracteriza al humano moderno es su tendencia a descubrir nuevos lugares y conquistarlos. A partir del registro arqueológico, se deduce que los neandertales evolucionaron en Europa y Asia occidental y se extendieron a partir de ahí hasta que encontraron agua (mares y océanos) u otros obstáculos importantes. Hace unos cuarenta y cinco mil años, los humanos modernos ya habían alcanzado Australia. Las otras especies humanas arcaicas, como los neandertales, nunca llegaron a Madagascar o Australia. Parece ser que la diferencia con el ser humano moderno es la de ser capaz de aventurarse en el océano, donde no se ve la tierra por ninguna parte. Es obvio que eso requiere tecnología (capacidad de construir barcos) pero también tiene un componente de locura. ¿Cuántos de nuestros ancestros desparecieron en el Pacífico antes de encontrar la isla de Pascua? Ahora el ser humano explora el espacio. Parece ser que nuestro destino es la exploración continua.
RECUPERANDO MATERIALES
Por Jesús Sáinz
¿Qué nos diferencia del chimpancé?
(Publicado en 2005)
El mes de septiembre de este año, un consorcio internacional ha publicado la secuencia del genoma de un chimpancé adulto llamado “Clint”. Una investigación en la que ha participado nuestro paisano el aragonés Carlos López Otín y su grupo en la Universidad de Oviedo. Aunque dicha secuencia ya era accesible públicamente desde febrero del 2004, su publicación oficial en la revista “Nature” ha tenido una enorme repercusión en los medios de comunicación de todo el mundo. Es comprensible que el lector se pregunte ¿por qué tanto interés en el genoma de un mono? El interés científico radica en que el chimpancé es nuestro pariente evolutivo más cercano. Es nuestro hermano evolutivo. “Solo” 6 millones de años nos separan de un ancestro común. Los científicos en general y en particular los genetistas esperamos que el análisis de las diferencias moleculares con el chimpancé nos dé las claves de uno de los grandes misterios por resolver. El fundamento biológico de lo que nos hace ser humanos.
Que el lenguaje (no la comunicación) es el rasgo más específicamente humano es algo comúnmente aceptado. En la capacidad lingüística se basan el pensamiento y todas las actividades espirituales específicamente humanas, como el arte, la religión e incluso los chistes. En los últimos años ha habido una serie de descubrimientos científicos relacionados con el lenguaje y sus bases moleculares. En el 2001 un grupo de genetistas ingleses en Oxford descubrió que una mutación del gen FOXP2 disminuye la capacidad lingüística y el habla en los seres humanos. Propusieron que dicho gen estaba involucrado en el desarrollo de los circuitos cerebrales relacionados con el lenguaje. Poco más tarde, en el 2002, el mismo grupo en colaboración con científicos alemanes del Instituto Max Planck descubría que el gen humano era diferente al del chimpancé. Teorizaban que el gen afectaba a la capacidad de controlar los movimientos faciales y orales, y que la versión humana proporcionaba una mayor capacidad para desarrollar el lenguaje hablado. El 2004, unos científicos estadounidenses descubrieron que el gen humano MYH, que genera los músculos maxilares, es diferente al del chimpancé y que la versión humana genera menos músculo. Especularon que la poca musculatura maxilar eliminó una barrera anatómica facilitando el crecimiento del cráneo y del cerebro humano. Vemos que las conclusiones científicas de estas investigaciones se basan en comparar nuestros genes con los del chimpancé. Estos descubrimientos son sólo un atisbo de lo que nos diferencia molecularmente del chimpancé, pero explican el gran interés que ha despertado la publicación de su genoma.
La comparación de ambos genomas, el humano y el del chimpancé, por el consorcio internacional ha revelado que sólo nos diferencia el 4%. Algo más de lo que se esperaba. Ahora la pregunta es: ¿Dónde y cómo este 4% es capaz de generar el lenguaje y la capacidad mental humana? Se ha reducido mucho la parte del genoma a investigar más a fondo. Aun así este porcentaje equivale a unos 35 millones de bases (unidades moleculares del genoma) mas unos 5 millones de segmentos diferentes en ambas especies. Responder a la pregunta anterior no será fácil. Sin embargo, se acaban de producir varios resultados que inducen al optimismo.
Un grupo de universidades y empresas biotecnológicas estadounidenses ha estudiado las diferencias en los genes de ambas especies. Pese a que tenemos casi los mismos genes, han demostrado que las diferencias evolutivas mayores se hallan en genes implicados en cáncer, el sistema inmune y olfativo, y, sorprendentemente, en la generación de esperma. La diferencia encontrada en los genes productores de esperma apoya uno de los descubrimientos más llamativos que se han producido gracias al estudio de ambos genomas.
Dos grupos de científicos estadounidenses, en Massachusetts y Missouri, han estudiado la evolución del cromosoma Y. Su conclusión es que los seres humanos han sido, durante los últimos 6 millones de años, mucho más virtuosos en su vida sexual que los chimpancés. Se estima que hará unos 300 millones de años, el cromosoma Y ancestral tenía los mismos genes que su pareja el cromosoma X. Alrededor de mil. Por razones de selección evolutiva, el cromosoma Y humano ha perdido todos los genes ancestrales comunes al X menos 16. A cambio ha ganado unos cuantos genes que están especializados en generar esperma. Esto no es sorprendente dado que el cromosoma Y es sólo masculino. Sin embargo, el cromosoma Y de los chimpancés, que también ha ganado genes espermáticos, ha perdido además otros 5 de esos 16 genes ancestrales en los seis millones de años que lo separan del humano. ¿Porqué el chimpancé ha perdido más genes? Es sabido que las hembras chimpancé son muy promiscuas y que se acoplan muy frecuentemente con los machos que lo desean. Los científicos razonan que dada la gran competencia para fecundar a la hembra, los chimpancés con más y mejor esperma generan más descendientes. Debido a su conducta sexual, la selección en chimpancés favorece extremadamente a los portadores de los mejores genes para producir esperma. En el Y de los chimpancés los genes importantes son los productores de esperma y los genes ancestrales son secundarios. Por tanto, los genes ancestrales del Y chimpancé tienden a perderse en la evolución. En el ser humano, la calidad y cantidad del esperma no habría tenido tanta influencia a lo largo de los seis millones de años de evolución debido a su conducta sexual mucho más moderada y monogámica. La prueba sería que hemos conservado más genes ancestrales en el cromosoma Y. Se calcula que al ritmo evolutivo del chimpancé en 10 millones de años habrá perdido todo los genes ancestrales del cromosoma Y. Es decir, que aun le queda tiempo para cambiar de costumbres… o para disfrutar de las mismas.
