miércoles, 21 de noviembre de 2012

¿Qué nos hace humanos? ¿Y a los Neandertales? (III)

               
La perspectiva genética

Continúo con revisión de la serie de mini-ensayos que ha ocupado los últimos posts, que giran en torno a la cuestión planteada por J. M. Calcagno y A. Fuentes, ¿Qué nos hace humanos?

El segundo de los ensayos lo escribe Katherine S. Pollard y se titula "The Genetics of Humanness". Es decir "La genética de lo humano" (traducción aproximada). La investigación de esta autora se centra en la evolución del ADN humano, y su respuesta a la cuestión planteada se aborda, de forma previsible, desde esa interesante perspectiva.

Estructura del ADN (Fuente: Wikimedia Commons).

La primera respuesta de Pollard viene a ser esta: "desde un punto de vista genético, no hay demasiado que nos haga únicos a los humanos". Para explicar esto, pone el ejemplo de la comparación entre el genoma humano y el del chimpancé, que:
  • Son iguales al 99% en sus bases
  • Ambos han cambiado más o menos la misma cantidad de bases desde nuestro ancestro común.
Para poner esta diferencia en perspectiva, la autora menciona que el genoma del ratón y la rata difieren en un 17% de sus bases.

Humanos y chimpancés: Parecidos pero diferentes (la humana es Jane Goodall). 

En este punto, Pollard se pregunta dónde se sitúan esas diferencias entre nuestro genoma y el del chimpancé, y, sobre todo: ¿qué es lo que hace que sean importantes? Ya que, como resulta obvio, no somos tan parecidos a nuestros parientes evolutivos.

Lugares clave del genoma y "algunos trozos" de ADN

La respuesta es que unos pocos cambios clave, en determinadas secuencias de nuestro ADN, han tenido grandes efectos, modificando nuestra morfología, repertorio de dieta, y susceptibilidad a las enfermedades. Esos cambios los divide en dos tipos:

  • Cambios en bases de ADN individuales, que se concentran en las llamadas HARs (Human Accelerated  Regions) del genoma. Al parecer, muchos de los genes de esas regiones son "factores de transcripción", cuya función es controlar la expresión de otros genes. De ese modo, se puede entender que cambios pequeños en esas secuencias regulatorias puedan alterar la función de toda una red de genes. Y por tanto, modificar la expresión de un rasgo complejo (de alimentación, morfología, desarrollo y crecimiento, etc).
Caracterización de las regiones HAR 1-5 según Pollard et al. 2006.
  • Cambios estructurales: Durante la transmisión de los genes, puede suceder que "tramos" completos del ADN se copien de más, se borren o se cambien de lugar. Estos cambios estructurales pueden causar la desaparición o cambio de la función que cumplen determinados conjuntos de genes. En términos de selección natural, las consecuencias son a menudo negativas o neutras, pero a veces son positivas, y esas son las realmente importantes. En términos de cantidad, según Pollard este tipo de cambios en nuestro genoma son los más numerosos, con respecto al ADN chimpancé. Y, por tanto, esas secuencias probablemente albergan buena parte de lo que nos hace humanos. 
Estas son las claves propuestas por la autora, que termina su ensayo con una breve mirada al futuro: En su opinión, los proyectos de investigación actuales permitirán ir afinando y definiendo con más detalle y precisión lo que nos hace humanos, desde el punto de vista de nuestro ADN. Y, en concreto, destaca dos tipos de estudios: La secuenciación completa de genomas humanos (de individuos actuales y del pasado), y también los genomas de los microorganismos que viven en y sobre nuestro cuerpo.

La genética de la humanidad neandertal

Si llevamos estas cuestiones a los Neandertales, lo primero es preguntarnos por nuestras diferencias y parecidos en términos genéticos. En ese aspecto, la publicación del borrador del genoma neandertal por Green et al. en 2010 (tema al que dediqué un extenso post) supuso una auténtica revolución, y se puede decir que la información que manejan los expertos hoy es infinítamente superior a la que existía antes.

Huesos analizados para obtener ADN neandertal, y su origen geográfico (Green et al. 2010).

Esta información masiva ha dado lugar a la multiplicación de estudios e hipótesis, pero pienso que todavía se mantienen las principales claves que ya se apuntaban en los artículos que acompañaban al borrador del genoma neandertal. Veamos esas claves, muy brevemente:

En el artículo principal de 2010, se hacía una comparación entre el genoma humano, el de los grandes simios, y el neandertal. El objetivo era observar qué mutaciones son comunes en los humanos actuales y en las poblaciones neandertales, pero no en los grandes simios, ya que esas mutaciones serían anteriores a la divergencia genética de las dos poblaciones humanas. Y, de manera complementaria, se buscaba aislar las mutaciones específicas de los Neandertales y de los humanos actuales.

Como ya se comentó en aquel momento, uno de los resultados más interesantes de ese tipo de enfoque es que se puede evaluar cuánto divergen el ADN "moderno" y el neandertal en comparación a la distancia entre nosotros y los grandes simios -como el chimpancé.  El resultado: ha habido muy pocos cambios en nuestra secuencia genética, en los últimos "centenares de miles de años" de evolución, si los comparamos con los cambios con respecto a los chimpancés.

Por tanto, si "lo que nos hace humanos" está en los cambios genéticos que han ocurrido desde que divergimos de nuestros parientes más próximos (chimpancés), entonces la conclusión es que la mayor parte (o la inmensa mayoría) de los cambios que nos hace humanos los compartimos con los Neandertales.

Lo propio de la humanidad actual

Por otra parte, hay una parte del genoma humano "moderno" que muestra mutaciones exclusivas, y que por tanto diverge del ADN neandertal.

En esas mutaciones, en principio, podría encontrarse lo que nos caracteriza y diferencia de las poblaciones neandertales. Por supuesto, no todas las mutaciones son relevantes, por lo que los autores del trabajo de 2010 (Green et al.) se centraron en las partes del genoma que consideramos más vinculadas a la selección natural: Las que, cuando mutan "espontáneamente", producen graves problemas a los individuos, haciendo peligrar su supervivencia y reproducción.
       
Esas partes se caracterizan por ser muy similares en todos los humanos actuales (por lo explicado arriba) y al compararlas con los Neandertales, se detectaron cambios en cinco regiones:
  • En la primera de ellas, las mutaciones “espontáneas” modernas causan enfermedades como la diabetes, por lo que se piensa que influye en el consumo energético. Así, los cambios respecto al Neandertal podrían apuntar a diferentes configuraciones en la metabolización de alimentos y el consumo de energía.
  • Otras tres regiones, en el caso moderno, se caracterizan porque sus mutaciones “espontáneas” están relacionadas con enfermedades cognitivas. En estos casos, se apunta que podría haberse dado una selección natural del rasgos útiles de tipo cognitivo.  
  • Y por último, hay otra región en la que, cuando hay mutaciones “perjudiciales” modernas, se dan cambios importantes de la estructura craneal y de la caja torácica. De eso deducen que el cambio respecto a la secuencia neandertal podría tener que ver con las importantes diferencias entre su esqueleto y el moderno. 
Valoración y alguna propuesta

Una nota importante que no hay que olvidar, sobre estas regiones y cambios genéticos, es que las asociaciones de genes y función son aún bastante especulativas (con mayor o menor seguridad según el caso concreto); y que una diferencia es exactamente eso: no significa necesariamente inferioridad o incapacidad de unos o de otros. 

Y por otro lado, algo fundamental en mi opinión es tener claro que la inferioridad o superioridad de un rasgo sólo puede juzgarse en términos de escenarios competitivos entre dos poblaciones. Y esos escenarios han de situarse, por definición, en unas circunstancias concretas. Quiero decir que, lo que en determinadas circunstancias puede ser una ventaja, si cambia el contexto puede convertirse rápidamente en una desventaja

Creo que la reflexión del párrafo anterior permite plantear una recomendación o propuesta, que implica necesariamente la colaboración de genetistas, paleoantropólogos y arqueólogos. Dicha propuesta podría enunciarse así: 
  • Es necesario seguir estudiando las diferencias genéticas estructurales entre neandertales, humanos actuales, otros grupos humanos del pasado (por ejemplo del paleolítico, del neolítico, etc), y las especies de referencia como el chimpancé, para entender nuestra historia evolutiva.
  • Pero no tendría sentido considerar que las ventajas o desventajas adaptativas que derivan de los cambios genéticos son universales o absolutas, "esencialistas". Al contrario, deben juzgarse en relación a las circunstancias de los diferentes escenarios históricos y evolutivos.
¿Y la cultura? Es importante e interactúa con la genética... para complicarlo todo un poco más

Como nota final, me gustaría mencionar también que no todo lo que afecta o afectó a las poblaciones del pasado ha de tener necesariamente un correlato genético directo. En concreto, estoy pensando en la cultura humana (incluyendo la cultura de los Neandertales), que es una herramienta muy poderosa, y además tiene una enorme variabilidad. 

Cuando se incluye la cultura en la ecuación, todo cambia: es perfectamente posible pensar que dos grupos genéticamente indiferenciables (en la escala más general, se entiende) puedan tener formas culturales dispares, que les lleven a tener relaciones (con el medio, entre ellos y con otros grupos) que  por completo distintas. Y esas relaciones diferenciadas pueden derivar en desarrollos históricos singulares, sin que, en principio, haya influido la genética en los mismos. 

O al revés, también es posible que grupos con notables disparidades genéticas muestren aspectos culturales similares o prácticamente idénticos, que devengan en notables paralelismos históricos.

A la pregunta de cómo sería un Neandertal hoy, mi respuesta es: Si tuviera nuestra cultura, sería como nosotros (Imagen: Neanderthal Museum/H. Neumann). 

Y, todo ello se complica si extendemos la perspectiva  al "tiempo largo", y nos damos cuenta de que la cultura ha podido influir en la historia evolutiva de los grupos humanos, desde momentos muy tempranos. Y al revés, que la cultura humana requiere, para su nacimiento y desarrollo, de unos rasgos innatos. Y esos rasgos aparecieron, en primer lugar, como consecuencia de las presiones selectivas que actuaron sobre nuestro ADN.  

Lo dejo en este punto, con estos temas tan abiertos para la reflexión y comentario de los lectores.

Sigue leyendo esta serie de posts.

Referencias bibliográficas

Calcagno, J. M. y Fuentes, A. (2012): "What makes us human? Answers from evolutionary anthropology", Evolutionary anthropology, v. 21, nº 5, pp. 182-194.


Green, R. E., Krause, J.,  Briggs, A. W.,  Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., Patterson, N. Li, H., Zhai, W., Hsi-Yang Fritz, M., F. Hansen, N., Y. Durand, E., Malaspinas, A-S., Jensen, J. D., Marques-Bonet, T., Alkan, C., Prüfer, K., Meyer, M., A. Burbano, H., M. Good, J., Schultz, R., Aximu-Petri, A., Butthof, A., Höber, B., Höffner, B., Siegemund, M., Weihmann, A., Nusbaum, C., Lander, E. S., Russ, C., Novod, N., Affourtit, J., Egholm, M., Verna, C., Rudan, P., Brajkovic, D., Kucan, Z., Gusic, I., Doronichev, V. B., Golovanova, L. V., Lalueza-Fox, C., de la Rasilla, M., Fortea, J., Rosas, A., Schmitz, R. W., Johnson, P. L. F., Eichler, E. E., Falush, D. Birney, E., Mullikin, J. C., Slatkin, M., Nielsen, R. Kelso, J., Lachmann, M., Reich, D. y Pääbo, S. (2010): "A Draft Sequence of the Neandertal Genome". Science 328 (5979), 710.


Pollard, K. S., Salama, S. R., King, B., Kern, A. D., Dreszer. T., Katzman, S., Siepel, A., Pedersen, J. S., Bejerano, G., Baertsch, R., Rosenbloom, K. R., Kent, J. y Haussler, D. (2006): "Forces shaping the fastest evolving regions in the
human genome", PLoS Genetics, v. 2, nº 10.

5 comentarios:

David Sánchez dijo...

Hola Millán,

Me parece muy interesante la serie que estás desarrollando; la reflexión que invitas a debatir, es sin duda de gran complejidad.

Desde mi ignorancia en temas genéticos, te comento mi opinión; estoy completamente de acuerdo en que el nacimiento y desarrollo de la cultura ha tenido que influir decisivamente en la adaptación al medio y ha sido, por encima de la composición genética, el factor fundamental para que los seres humanos estemos hoy aquí.

Sin cultura, no hubiera sido posible la supervivencia de los primeros representantes del género humano, ya que, y no aporto nada nuevo, como todos sabemos, los seres humanos no poseemos ninguna característica física especial que nos permita competir en igualdad de condiciones con los grandes depredadores, por lo que el desarrollo de la cultura ha permitido superar esa escasez de cualidades físicas y convertir a los seres humanos en el mayor depredador que existe.

La complejidad de la reflexión que hacías viene, en mi opinión, en discernir hasta qué punto ese nacimiento de la cultura ha podido alterar el “”desarrollo genético que la naturaleza tenía prevista para los homínidos””, por decirlo de alguna forma; en cierto modo, el nacimiento de la cultura es una “burla del destino” a la teoría de la selección natural, o no, depende de cómo lo miremos. Pero desde luego, lo que constituye una solución extraordinaria de una especie es conseguir alterar las materias primas que brinda la naturaleza para convertirlas en herramientas que le permitan superar las dificultades y superar a sus competidores naturales.

Pero la cultura, también implica una cohesión social que hace que el grupo permanezca unido y luche por una causa común, por lo que el nacimiento de la cultura implica también el nacimiento de una solidaridad que permite hacer más fuerte al grupo frente a los competidores naturales, e incluso intercambiar ideas con otros grupos y seguir enriqueciendo su cultura, y consecuentemente incrementando las soluciones para competir con los depredadores, etc…una vez la cultura nace, ya es una espiral imparable, siempre en busca de soluciones prácticas para sobrevivir.

Es un debate muy complejo; pero, me imagino, que ese cambio de hábitos tanto alimenticios, como de costumbres o rutinas que supone la entrada en acción de la cultura, en todas sus manifestaciones, tanto tecnológicas, como sociales, etc…ha conllevado cambios morfológicos, como ya sabemos, y posiblemente también cambios en el adn, no lo se; si compartimos el 99% del genoma con los chimpancés, la diferencia del 1% tiene que ser por algo distinto, por una adaptación distinta que seguramente tenga mucho que ver con los cambios a largo plazo que generó en nosotros el nacimiento y desarrollo de la cultura.

Mi conclusión, desde mi ignorancia en genética, es sí, el nacimiento de la cultura ha debido tener implicaciones en los cambios genéticos.

Un saludo.

Millán Mozota dijo...

Gracias por tu comentario y por tu extensa reflexión, David. Lo cierto es que estoy básicamente de acuerdo contigo. Por eso me siguen extrañando un poco las líneas de razonamiento que buscan a todo lo humano una explicación directa en los genes. Otra cosa, que creo que tu tb. compartes, es que nuestros genes y nuestra cultura lleven cientos de miles de años interactuando. En ese sentido, entiendo yo que no es que se burle a la selección natural (porque la veo como una ley y un mecanismo bastante universales) sino que, simplemente, las ventajas adaptativas en sentido amplio, de los humanos, van de la mano de la cultura. Entonces, la cultura no se selecciona genéticamente, pero sí que se transmite intergeneracionalmente, a menudo entre parientes genéticos, y sí que puede haber rasgos heredados que permitan o fomenten los comportamientos culturales.
En todo caso, gracias por comentar y a ver si se va animando más gente.

Joseba dijo...

Hola. Decir en principio que me encanta el blog y el tono didáctico del cual te vales para que la divulgación del mismo abarque a la mayor parte de la población.

Desde mi ignorancia, entraré en el debate que planteas (aunque no plantees debate alguno) aportando mi escaso conocimiento. Creo que lo que nos hace netamente humanos es la autorregulación del número de individuos mediante la guerra y las alianzas. Si nuestra especie no se extinguió en su día es básicamente porque se mataban entre ellos para unirse entre ellos, y los neandertales no. Creo que entre los neandertales no existía la competencia intergrupal de la misma forma en que se presentaba entre los HAM. Con esto no digo que fuesen personas dóciles: Lo que quiero decir es que la "cultura de la muerte" no estaba presente en el mismo grado simbólico que en los HAM. Cuando hablo de la cultura de la muerte me refiero a todos los elementos adscritos a esta (aquellos que la suprimen o la validan): Diplomacia, fervor ideológico, pensamiento transcendental, elevación de grado mortífero en las herramientas bélicas...
No veo a un Neandertal matando a otro Neandertal o pactando un matrimonio por razones ideológicas, y es por ello (siempre desde mi opinión)por lo cual se extinguieron. Si se me permite decirlo, lo humano se murió con ellos.

Siento el poco rigor científico de mi aportación, pero soy humano y mi curiosidad puede llevarme a meter el morro ahí donde no debo.

Saludos y felicitaciones por el blog



Joseba dijo...

Hola. Decir en principio que me encanta el blog y el tono didáctico del cual te vales para que la divulgación del mismo abarque a la mayor parte de la población.

Desde mi ignorancia, entraré en el debate que planteas (aunque no plantees debate alguno) aportando mi escaso conocimiento. Creo que lo que nos hace netamente humanos es la autorregulación del número de individuos mediante la guerra y las alianzas. Si nuestra especie no se extinguió en su día es básicamente porque se mataban entre ellos para unirse entre ellos, y los neandertales no. Creo que entre los neandertales no existía la competencia intergrupal de la misma forma en que se presentaba entre los HAM. Con esto no digo que fuesen personas dóciles: Lo que quiero decir es que la "cultura de la muerte" no estaba presente en el mismo grado simbólico que en los HAM. Cuando hablo de la cultura de la muerte me refiero a todos los elementos adscritos a esta (aquellos que la suprimen o la validan): Diplomacia, fervor ideológico, pensamiento transcendental, elevación de grado mortífero en las herramientas bélicas...
No veo a un Neandertal matando a otro Neandertal o pactando un matrimonio por razones ideológicas, y es por ello (siempre desde mi opinión)por lo cual se extinguieron. Si se me permite decirlo, lo humano se murió con ellos.

Siento el poco rigor científico de mi aportación, pero soy humano y mi curiosidad puede llevarme a meter el morro ahí donde no debo.

Saludos y felicitaciones por el blog

Millan Mozota dijo...

Muchas gracias por tu comentario Joseba y bienvenido al blog. Me gustaría tener más tiempo para seguir con esta serie de posts, precisamente, pero me temo que tengo que ir poco a poco...

En el tema que comentas, ese nivel de violencia y competencia intergrupal yo lo veo más como algo propio de las sociedades crecientemente complejas, más de que una u otra especie humana.