dissabte, 11 de desembre de 2010

Més temps de divergència N-S!

Com que en Pääbo i els seus estan tant rancis que últimament ni contesten els e-mails, un altre grups de científics ha decidit investigar els neandertals i el misteri que els envolta. L'ADNmt, encara que sigui més petit i menys informatiu, també ens pot aportar informació molt neanderinteressant.

Avui concretament ens centrarem en els discutidíssims temps de divergència entre Els Dos Llinatges del gènere Homo, és a dir: l'obra mestra de l'evolució i la "última" branca lateral (segons la versió oficial, és clar).



De temps de divergència N-S en tenim per donar i per vendre. És més: a cada estudi, la data sol variar en uns +/- 100.000 anys respecte l'anterior, com qui diu res. No obstant aquest incertesa frustant i desoladora, no fa cap mal llegir-se un altre estudi... que donarà unes altres dates, és clar.

En aquest cas, l'estudi porta el nom de "Genome Digging: Insight into the Mitochondrial Genome of Homo" i és fresquíssim, acabat de sortir del forn.

La paraula "digging" vol dir excavar en anglès. Això vol dir que la feina d'aquests genetistes segurament deu haver estat dura i pesada; els ha fet suar, s'hi han deixat la pell amb això del Mitochondrial Genome.

La incertesa de la Data és encara més gran tenint en compte que el temps de divergència S-X (sàpiens- ximpanzé) ha patit unes certes variacions degudes a unes modificacions en els temps de mutació, que serien més lents dels predits anteriorment -coses dels molecular clocs- i ara el marge per la Data S-X és de ni més ni menys que de 2.000.000, i es mou entre els 6 i els 8 milions d'anys.

En aquest estudi s'han estudiat els Numts, que encara que tinguin un nom ben estrany, representen seqüències úniques dels humans moderns amb de les quals els ximpanzés i bonobos només comparteixen la numt 1 i 2. La qüestió és saber quants d'aquests numts ja es trobaven presents en els neandertals, i per tant els haurien heretat dels seus avantpassats, que fossin qui fossin, eren Homo i com de semblants eren aquestes. Tal com és d'esperar, els numt 1 i 2 dels neandertals són més propers als dels moderns que els dels ximpanzés.



I ara diré una cosa que no s'entendrà, però tant se val, perquè si no la dic, encara s'entendrà menys: suposem que aquests dos numt es trobaven al genoma mitocondrial d'alguna ergaster, i que en un moment del temps, el numt 2 va fer un "salt" i es va integrar a l'ADN nuclear del seu fill. Ara suposem que un temps després, el numt 1 va fer un altre saltiró i va seguir el mateix camí que el seu company nº 2. Es més: suposem que el temps d'integració d'aquests numt dins del genoma nuclear dels humans moderns seria com una mena de molecular cloc que ens permetria reconstruïr temps de divergència dins del gènere Homo.

Tant se val, el que tracto d'explicar és que les acrobàcies d'aquests numt cap al genoma nuclear ens van molt bé per saber què va passar amb els neandertals. Un cop arribats aquí, hem de posar noms pel moment del "salt" de cada un d'aquests numt, que va tenir lloc suposadament dins de la línia Homo: Numt-1 mtAncestor-1 i Numt-2 mtAncestor-2. Com que els americans no coneixen el significat de la paraula abreujar, m'he pres la molèstia de fer-ho jo per ells i he retallat una mica els noms: N1A, N2A.

A continuació ens cal comparar, com més membres de la família (Homo, és clar) millor: els ADNmt de neandertals, la senyora X, les seqüències numt 1 i 2 integrades dins d'uns quants genomes seqüenciats d'humans d'Europa i d'Àfrica, 10 ADNmt d'humans moderns... i un cop ho tinguem tot, fem un arbre, no de Nadal, sinó filogenètic.



Fent servir alguns mètodes de calibració amb els molecular clocs que escapen el meu poder de comprensió, s'han calculat unes dates de divergència per a N1A i N2A, que a més a més, han servit per calcular unes altres dates de divergència entre els ADNmts de neandertals, senyora X i sapian'. Per entendre'ns, és com si els N1A i N2A fossin una carta comodí, i no pas uns simples homínids.

Anem al que toca: les dates. Primer el més vell, que és N2A: el salt ha estat datat en promig, en uns 2,8 milions d'anys, més o menys als inicis del gènere Homo; en altres paraules, aquest N2A el portava un/a habilis o com a molt, ergaster. N2A ha donat un temps de divergència entre els ADNmts N-S d'uns 480.000 anys. La senyora X no hi surt a la taula, però en qualsevol cas la seva divergència dobla o triplica aquesta data.

Tirant una mica endavant en el temps, arribem fins al salt d'N1A, datat en uns 620.000 anys, i que ha donat un temps de divergència N-S d'uns 450.000 anys, una data molt semblant a l'anterior. Aquest avantpassat podria ser un heide... africà.



Els autors han incorporat altres escenaris, perquè com sabem les dates es caracteritzen per la seva elevada mobilitat; he apuntat les dates del model 3, que consideren el més probable. Les dates dels altres models es mouen entre els 500-600.000 anys.

Alguna cosa més a destacar de l'estudi: la mida de les dues poblacions ancestrals, les de N1A i N2A. La primera sembla que era una mica més elevada que la segona, d'acord amb els càlculs.
I finalment, alguns al·lels com ara l'10398G, que podria trobar-se involucrat en l'eficiència neuronal, van aparèixer més o menys a l'època de l'N2A, és a dir, als inicis del gènere Homo.

Preguntes que s'hauran de contestar en els propers anys són: quan van aparèixer les diferències cognitives que observem en humans, quines eren compartides amb els neander i d'altres homínids... i quines no i per tant, ens farien "únics" com tant ens agrada dir.



Després d'haver-me expremut el cervell com si fos una taronja en un colador, no sé què dir. Em sembla un estudi que de ben segur es tindrà en compte a l'hora de parlar sobre genòmica neandertal, però d'altra banda... molts hi trobaran pegues, diran que les dates són massa recents o massa antigues, que el mètode utilitzat no és prou precís, que cal veure millor què diu el registre fòssil i tal. Ara per ara, cal afegir les dates 450-480.000 a la llista de temps de divergència... i esperar el següent estudi.

6 comentaris:

  1. Altamente escéptico.

    Usando sus gráficos (fig. 1) y la fecha más razonable para la divergencia Pan-Bonobo (8 Ma - menos es insostenible hoy día y sólo induce a confusión) yo obtengo una edad de divergencia Neanderthal-Sapiens de c. 940,000 años. Sin embargo ellos se las arreglan de alguna manera para distorsionar las fechas a la baja.

    Hacernos perder el tiempo, en mi opinión. Sobre todo me parece intolerable que hoy día todavía se usen absurdas referencias como 5 Ma para la divergencia Pan-Homo, cuando todo apunta a 8 Ma o quizá incluso algo más. 8 Ma es el mínimo, no el máximo.

    ResponElimina
  2. Hola Maju,

    Sé que ets partidari d'una divergència N-S molt més antiga, al voltant dels 1.000.000, com van dir els d'Atapuerca estudiant les dents.
    Jo no sé com han "distorsionat" els gràfics, però assumint la teva divergència com a bona, aleshores sobreentenc que la divergència entre tots els humans moderns és força més de 200.000 anys, i el llinatge de la senyora X es va separar de nosaltres i els neandertals fa més de 2.000.000 d'anys. La posició dels erectus queda incerta, però sembla que eren una branca separada de nosaltres, els neander i la senyora X, i probablement també s'haurien d'haver separat abans, fa cap a 3 milions d'anys, en això hi estàs d'acord?

    Falta saber si el registre fòssil hi està d'acord. De la senyora X no en sabem res, els neandertals podrien haver evolucionat dels Antecessors, en el cas dels humans moderns, els individus més antics s'han datat en 160.000 anys i els erectus van arribar a Àsia en fa 1.800.000, la qual cosa voldria dir que es van mantenir aïllats de la nostra línia ja estant a l'Àfrica.

    A mi el que em costa més de creure és que des d'aquests 940.000 anys que has calculat les poblacions d'homínids del planeta es quedessin completament aïllades les unes de les altres. Els neandertals per exemple van començar a fer foc, però els seus avantpassats es veu que no en sabien fer. Crec que algun tipus d'intercanvi cultural entre els grups -i probablement genètic- hi devia haver, encara que fos mínim.

    ResponElimina
  3. En estos temas de ADN me pierdo un poco, pero ya que mencionas el análisis de los dientes, Maria Martinón realizó un estudio de las piezas dentales de Homo Georgicus y daban a este homínido un papel muy importante en la composición del árbol filogenético del género homo.

    Creo que proponían que este homínido pudiera ser el ancestro de los Erectus, de los Antecessor e incluso de los Heidelbergensis, como he dicho a partir del estudio de los dientes. Creo que es una propuesta interesante, que el tiempo dirá hasta que punto puede ser cierta.

    Lo que está claro es que el Próximo Oriente tuvo que ser una encrucijada de caminos y fuente de intercambio cultural o genético entre especies.

    El mismo Bermúdez de Castro rechazaba su propuesta inicial de situar a Homo Antecessor como ancestro común de sapiens y neandertales y cree que Antecessor tiene su origen en poblaciones asiáticas tipo Homo Georgicus.

    Quién sabe si el ancestro común de sapiens y neandertales es algun homo que deriva del georgicus, y unos tomaran el camino hacia Europa y otros volvieran otra vez hacia África en una migración a la inversa, desde fuera de África hacia adentro.

    ResponElimina
  4. David, l'estudi al qual em referia és aquest:

    http://news.discovery.com/human/when-humans-and-neanderthals-split.html

    la dra. Gomez Robles va analitzar les dents de totes les espècies conegudes del gènere Homo, i amb uns marges de fiabilitat d'entre el 60 i el 80% va estimar unes dates de divergència. Pel que fa als neandertals va arribar a la conclusió que l'avantpassat comú entre ells i nosaltres va viure a l'Àfrica fa 1.000.000 d'anys i que "encara no s'ha descobert" però en qualsevol cas no són els antecessors, perquè aquests ja mostren característiques pre-neandertals en la dentició, i per tant no serien avantpassats nostres.

    L'ADN no ens diu això, tant el nuclear com el mitocondrial tendeix a donar-nos dates una mica més recents que un milió d'anys, i en aquest estudi concretament, la divergència N-S és de menys de 500.000 anys. Hi ha gent com en Maju que no hi està d'acord, perquè podria ser que les mutacions o canvis acumulats tinguessin lloc a un ritme més lent del que s'ha especulat fins ara, i això ho faria endarrerir tot.
    En Maju va tractar aquest tema al seu blog; la divergència Homo-Ximpanzé s'ha datat en almenys 8 milions d'anys, i no pas en 5-6 com es creia abans. En cas que això sigui cert, llavors també hauriem d'endarrerir, no només les dates neandertals, sinó les dels humans moderns i de tot el gènere Homo.

    http://forwhattheywereweare.blogspot.com/2010/11/chimps-and-humans-divereged-some-eight.html

    Desgraciadament, no hi ha consens sobre quin és l'arbre del gènere Homo, i el que sí que hi ha és molta incertesa, tant amb el registre fòssil com amb l'ADN. Això que els antecessor tenien l'orígen a l'Àsia ja ho havia sentit alguna vegada, però com tu has dit "quién sabe".

    Fa poc es van descobrir les restes del que semblava un humà modern a la Xina i datat en 100.000 anys; això ha estat una sorpresa si tenim en compte que fins ara es creia que els humans moderns no van arribar a l'est d'Àsia fins en fa 50.000.

    http://pierrettepierrot.blogspot.com/2010/10/mister-trinkaus-i-el-dentetes-de-100000.html

    ResponElimina
  5. Lo que me resulta un poco chocante es que se realicen estudios sobre un tema en concreto con resultados distintos.

    Muchas gracias por los enlaces, son de gran interés!!

    Los estudios a los que me refería son 1 o 2 años más antiguos que el de dra. Gomez Robles,por lo que supongo que los últimos pueden tener más fiabilidad por contar con técnicas más sofisticadas.

    http://www.pnas.org/content/104/33/13279.abstract

    http://www.elmundo.es/elmundo/2007/08/06/ciencia/1186407231.html

    http://www.abc.es/hemeroteca/historico-07-08-2007/abc/Sociedad/el-estudio-de-5000-dientes-apunta-origen-asiatico-y-no-africano-de-los-europeos_164292436389.html

    Y el artículo de Bermúdez de Castro:

    www.euskomedia.org/PDFAnlt/munibe/aa/200503279287.pdf

    Puede ser un error de interpretación mío,pero de los estudios anteriores deduzco que el origen de sapiens y neandertales puede estar en Asia.

    En cuanto al artículo de Maju y el tema de la divergencia, siempre había creído en los estudios moleculares, que desde la década de los 80 establecían la separación de un tronco común entre hace 5 y 7 millones de años. Los restos de Toumai paracen corroborar esta hipótesis. Esta noticia ya la puse en mi blog, con tu permiso, te dejo el enlace:

    http://prehistorialdia.blogspot.com/2010/11/se-confirma-que-sahelanthropus.html#more

    No obstante tengo que admitir que en lo que se refiere a temas genéticos hablo en función de lo que leo en notas de prensa, no tengo una formación sólida en este sentido.

    saludos.

    ResponElimina
  6. "Lo que me resulta un poco chocante es que se realicen estudios sobre un tema en concreto con resultados distintos. "

    A mi no, ja hi estic acostumada, és el pa de cada dia amb els neandertals.

    Sobre l'orígen del gènere Homo, pel que tinc entès es considera que és l'Àfrica, perquè a l'Asia no s'hi han trobat mai australopitecus ni moltes altres espècies humanoides (rudolfensis, boisei...) i els primats que hi viuen no estan estretament relacionats amb els humans, com ho estan els ximpanzés/bonobos. És per això que es considera que a l'Àfrica és on va començar tot. Això no exclou que potser alguna branca d'homínids va donar lloc als erectus i aquests als antecessors i altres espècies, però en qualsevol cas els homínids més antics, com ara l'H. habilis van viure a l'Àfrica... de moment.

    L'orígen dels H. sapiens no pot trobar-se a l'Àsia perquè segons la genètica tot apunta que el nostre orígen és l'Àfrica, on es troba la major diversitat. De moment no he vist cap estudi (seriós) que suporti un orígen asiàtic per la nostra espècie. Per tant, en cas que aquesta teoria sigui certa, això voldria dir que alguna branca d'homínids asiàtica va migrar a l'Àfrica fa entre 500-1.000.000 d'anys.

    Tot està per veure, encara que potser l'estudi d'A. Gomez podria estar una mica més actualitzat en aquest sentit i apunta que els antecessors eren avantpassats dels neandertals i no pas dels H. sapiens.

    No l'havia llegit encara aquest estudi tant interessant de Toumai :)
    En el cas dels neandertals, els antropòlegs d'Atapuerca creuen que 500.000 anys són massa pocs per explicar les grans diferències anatòmiques que ens separen... i per això 1.000.000 d'anys és més realista.

    ResponElimina