Ancestro humano híbrido: Madre Neandertal, padre Denisovan

La secuenciación del ADN nos ha permitido leer las instrucciones moleculares de las diferentes especies, descubrir la causa de numerosas enfermedades genéticas, detectar mutaciones, identificar especies,  controlar los  cruces entre animales y secuenciar el ADN de fósiles, permitiendo conocer la historia evolutiva de las diferentes especies, incluyendo la humana.

En el año 2008 la secuenciación del ADN genómico procedente de un dedo de un niño fosilizado, provocó la reescritura de los libros de la historia humana, ya que la fuente resultó no ser ni Neardental ni humana, si no de un grupo enteramente nuevo denominado Denisovanos, los cuales estaban más cerca genéticamente hablando de los Neardentales que de los Humanos modernos

Neandertales y Denisovanos habitaron Eurasia hasta que fueron reemplazados por humanos modernos hace alrededor de 40,000 años (40 ka). Se han encontrado restos de neandertales en el oeste de Eurasia, mientras que los restos físicos de Denisovanos se han encontrado hasta ahora sólo en Cueva de Denisova, en el macizo de Altai al sur de Siberia (Rusia), lugar en el cual también se han encontrado restos de Neardentales.

El ADN recuperado de individuos de ambos grupos sugiere que divergieron entre sí más de 390 ka. La presencia de pequeñas cantidades de ADN de Neanderthal en el genoma de 'Denisova 3', el primer individuo Denisovano que se  identificó, indica que los dos grupos se mezclaron entre sí al menos una vez-.El análisis de los genomas demuestra que  los neandertales se mezclaron con los ancestros de los no africanos actuales alrededor de los 60 ka, y posiblemente con ancestros anteriores de los humanos modernos; y que los denisovanos se mezclaron con los antepasados de los melanesios actuales y de los aborígenes australianos.

Un fragmento de un hueso largo,  de 'Denisova 11', apodado por los investigadores como Denny;  fue identificado entre más de 2.000 fragmentos óseos excavados en la Cueva de Denisova como de origen homínido, utilizando la técnica de  huella digital de masa de péptido de colágeno;  técnica que fue usada debido a que la apatita ósea crece en las fibrillas de colágeno, y se ha propuesto que la compresión radial que se aplica por el intercrecimiento del mineral de hueso reduce la tasa de gelatinización del colágeno.  En regiones más frías, la preservación tanto de los huesos como de las proteínas dentro del tejido permite que el colágeno se convierta en una herramienta biomolecular valiosa, que puede almacenar información más allá del tiempo para el cual el ADN permanece útil. El colágeno, no sólo se degrada a un ritmo más lento que el ADN, sino que también se puede muestrear directamente del hueso, evitando el riesgo de contaminación durante el proceso de amplificación realizado para el análisis de ADN.

Estudiando el ADN mitocondrial (mt)l los científicos encontraron que era de el tipo de Neanderthal y la datación directa por radiocarbono mostró que tenía más de 50,000 años de antigüedad. A partir del grosor del hueso, infirieron que Denny tenía al menos 13 años de edad al momento de su muerte. Realizaron seis extracciones de ADN a partir de polvo de hueso recogido de la muestra, las cuales produjeron diez bibliotecas de ADN y se secuenció el genoma de Denny.

Para determinar de qué grupo de homínidos se originó Denny, se comparó las proporciones de fragmentos de ADN que coinciden con alelos  derivados de un genoma de Neanderthal ('Altai Neanderthal', también conocido como 'Denisova 5') o un genoma de Denisovan (Denisova 3), ambos determinados de los huesos descubiertos en la cueva de Denisova,  así como de un genoma africano actual, resultando que  el 38.6% de los fragmentos de Denny  portaron alelos coincidiendo con el genoma de Neanderthal y el 42,3% portaron alelos coincidentes el genoma de Denisovan, lo que sugiere que ambos grupos arcaicos contribuyeron a la ascendencia de Denny  en aproximadamente iguales proporciones.

Luego de esto surge la pregunta si ¿Denny podría haber tenido cantidades aproximadamente iguales de genoma  Neanderthal y Denisovan porque ella pertenecía a un pueblo con un ancestro descendiente del cruce de Neardenthales y Denisovanos,  o porque sus padres eran de cada uno de estos dos grupos? . Para determinar cuál de estos dos escenarios se ajusta mejor a los datos, los investigadores consideraron sitios en que los genomas de Altai Neanderthal y Denisova 3 llevan una diferencia de transversion en una forma homocigota. En cada uno de estos sitios, se registraron los alelos transportados por dos fragmentos de ADN extraídos al azar de Denny. Encontrando que en el 43.5% de los casos, un fragmento de Denny coincide con el genoma de Neanderthal y el otro coincide con el genoma de Denisovan, mientras que en 27.3% y 29.2% de los casos ambos fragmentos coinciden con la estadística observada en el genoma de Neanderthal o Denisovan, respectivamente. De acuerdo con el equilibrio de Hardy–Weinber,  la proporción de casos en que uno de los dos fragmentos de ADN muestreados de Denny coincide con lo esperado para un F1 proveniente de un padre Neardental y otro Denisovano,  y no de un individuo proveniente de una población heterogénea de descendientes de un cruce previo entre Neandertales y Denisovanos,, concluyendo que Denny fue el producto del cruce de una madre Neardental; quien contribuyó con el ADN mitocondrial y un padre Denisovano; Esta investigación nos muestra que los encuentros sexuales entre Neandertales y Denisovanos podrían haber sido bastante común y plantea la pregunta de  si Neandertales Denisovanos se aparearon con frecuencia, ¿Por qué las dos poblaciones de homínidos permanecen genéticamente distintos por varios cientos de miles años? Los emparejamientos Neanderthal-Denisovan podrían haber tenido algunas ventajas, Neandertales y Denisovanos eran menos genéticamente diversos que los humanos modernos, y así el mestizaje podría haber proporcionado una forma de "completar" sus genomas con un poco de variación genética adicional.

Referencias

Slone V, et al. 2018 The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father.  Nature

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