Los Denisovanos

Antes del descubrimiento de los fósiles de la cueva de Denisova y la posterior secuenciación de su ADN, se pensaba que los Homo sapiens solo habían coexistido con otra especie humana de cerebro grande: el Homo neanderthalensis. Sin embargo, el estudio del genoma de estos restos ha supuesto un antes y un después en el campo de la paleoantropología y, además de requerir una revisión en el registro fósil, ha dado un vuelco a la interpretación del cruzamiento entre grupos humanos.

La historia de estos restos comienza al sur de Siberia, en los Montes Altái, emplazados a 350 Km aproximadamente de la frontera de Rusia con Mongolia, China y Kazajstán. Ahí se sitúa la cueva de Denisova, llamada de esta forma por un ermitaño de nombre Denis que la habitó en el siglo XVIII. Con anterioridad se habían hallado en ella importantes piezas arqueológicas pertenecientes a Humano Anatómicamente Moderno (HAM), como una pulsera de piedra verde pulida. Pero no fue hasta el año 2008 que el arqueólogo Alexander Tsybankov encontró un pequeño resto óseo, localizado en un estrato con una datación comprendida entre los 30.000 y los 50.000 años de antigüedad. En 2010 se encontraron, asimismo, dos molares de apariencia humana y, finalmente, en 2017 se publicó el hallazgo de un diente decidual.

Fragmento de la epífisis distal de la falange del meñique de niña Denisovana. Foto de Bence Viola. Fuente.

Fragmento de la epífisis distal de la falange del meñique de niña Denisovana. Foto de Bence Viola. Fuente.

Inicialmente, el fragmento óseo fue identificado como una falange de la mano -en concreto como la epífisis distal del meñique de un primate. Tras esta primera aproximación, se describió como perteneciente a algún grupo humano y propia de un individuo inmaduro con una edad estimada de ocho años. Afortunadamente, en 2009 este fósil llegó al equipo de Svante Pääbo, genetista del Max Planck de Antropología Evolutiva (Liepzig, Alemania), donde cayó en las manos de Johannes Krause y Qiaomei Fu, que analizaron su ADN mitocondrial. Debido a la extraordinaria conservación del material genómico de este fragmento, posiblemente debido a la permanencia de este en un ambiente frío, se pudo comparar su secuencia con las de Neandertales y Humanos modernos. De esta forma, se descubrió que la falange pertenecía a un individuo femenino, cuyo ADN, a pesar de parecerse, no se correspondía con ninguno de los grupos humanos analizados. Se encontraron, por tanto, con una especie desconocida hasta la fecha, a cuyos integrantes se denominó de forma genérica como «Denisovanos». Estos análisis fueron tan completos, gracias a la preservación de la muestra, que pudo secuenciarse el ADN nuclear al completo, de forma que se pudo discernir entre el ADN materno y el paterno de la niña denisovana. Así, se estableció que no existía consanguineidad en ese cruzamiento concreto, pero que la población no presentaría una gran diversidad genética, quizás por no haber alcanzado un gran número de individuos. Se hipotetizó que la población podía haber sufrido un declive drástico que diera lugar a esta escasez de variabilidad.

Tras estos descubrimientos, se analizaron en 2010 los dos molares, de mayor tamaño que los de Homo sapiens y neanderthalensis, duplicando uno de ellos la superficie de masticación de un molar humano típico. Se probó que pertenecían a la misma población que la falange, pero no al mismo individuo. Desgraciadamente, su ADN no estaba tan bien conservado y no pudieron hacerse mayores descubrimientos. Recientemente, en 2017, se analizó el genoma mitocondrial del diente deciduo, un segundo molar inferior de un individuo femenino, también del mismo grupo humano y de un individuo distinto a los anteriores. Se constató que esta niña habría vivido probablemente entre 20.000 y 40.000 años antes que otros fósiles denisovanos encontrados.

Además de ello, cercano al molar de mayor tamaño, se encontró en 2010 una falange del pie, denominada «de Altai». Análisis de ADN mitocondrial demostraron su pertenencia al grupo neandertal, por lo que se establece que la cueva de Denisova fue visitada tanto por Neandertales como por Denisovanos, aunque esto no quiere decir que sucediera durante el mismo período. Posteriormente, también habría sido visitada por Humanos modernos, hecho constatado por las numerosas piezas encontradas, entre las que se encuentra la pulsera mencionada con anterioridad. Esta cueva es, por tanto, el único lugar en el que se dan las tres especies humanas, confiriéndole una relevancia sin precedentes.

Tras secuenciar el genoma completo de Neandertales y Denisovanos, basado este último en la falange de la niña de ocho años, se realizaron diversos estudios comparativos entre ambas especies extintas y los HAM.

Estos análisis revelaron que los tres grupos estarían relacionados entre sí por un ancestro común, aunque Denisovanos y Neandertales poseían una relación más cercana entre ambos que con los HAM. A partir de estos resultados, se propone un modelo en el que, partiendo de un ancestro común entre las tres especies (algunos autores sostienen que podría ser Homo heidelbergensis), se daría una separación entre el antepasado común entre Denisovanos y Neandertales y la rama que posteriormente originaría a los Humanos Anatómicamente Modernos. Esta separación se data, según Matthias Meyer -perteneciente al departamento de Genética Evolutiva del instituto alemán- entre hace 550.000 y 800.000 años (la cifra más consensuada está actualmente en 600.000 años). Este ancestro común de ambas especies habría migrado desde África a Eurasia. Posteriormente, se propone que, con una fecha cercana a los 400.000 años antes de la actualidad, ambos grupos sufrirían una separación, emigrando tal vez los Neandertales hacia el oeste y entrando en el Continente Europeo, mientras que los Denisovanos se desplazarían quizás hacia el este, poblando Asia. Este modelo es corroborado por los resultados obtenidos para los individuos de Sima de los Huesos (Atapuerca, Burgos), datados en 430.000 años antes de la actualidad,  en los que se observa una alta relación del ADN mitocondrial de estos individuos con los Denisovanos, pero mayor coincidencia del ADN nuclear con los Neandertales. Por tanto, se infiere una relación antepasado-descendiente entre los individuos de Sima de los Huesos y los Neandertales, pero con similitud del ADMm a los Denisovanos, probablemente por la cercanía de esta población a la divergencia de ambas especies desde su antepasado común.

También se ha descubierto, gracias a la comparación de sus ADN, que las poblaciones denisovanas serían mayores y más diversas (o más subdivididas) que las poblaciones neandertales, habiendo alcanzado las primeras una extensión mayor que las segundas.

Molar denisovano. Imagen: Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. Fuente.

Molar denisovano. Imagen: Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva. Fuente.

Además de permitir la elaboración de modelos migratorios para las distintas poblaciones humanas, los análisis genómicos han posibilitado el descubrimiento de cruzamientos entre las tres especies. Ya se conocía por anteriores trabajos de investigación que muchas de las poblaciones de humanos actuales poseen hasta un 2.5% de ADN neandertal, y que entre esta especie y los HAM se habían sucedido en el tiempo las aportaciones de genes, tanto en un sentido como en el otro. Sin embargo, estos nuevos datos nos arrojan luz sobre la mezcla genética entre los Denisovanos y las dos especies humanas más conocidas.

Por un lado, en el genoma de los humanos actuales encontramos trazas de genes denisovanos, apuntando claramente a cruzamientos entre las dos especies. Las concentraciones de ADN denisovano son mayores en las poblaciones de Australia y Papúa Nueva Guinea (alrededor de un 5%), además de encontrarse en la India, Nepal, Bután, Tibet, otras zonas del sur de Asia y en poblaciones de Nativos Americanos (en aproximadamente hasta un 0.2%). En las poblaciones de Oceania, el tamaño medio de fragmentos denisovanos de ADN encontrados en su genoma es mayor que el de los fragmentos de ADN neandertal, por lo que se infiere una mayor aportación de los Denisovanos. Un caso interesante que ilustra la magnitud de estos cruzamientos es la adaptación de los tibetanos a las altas condiciones de hipoxia que se dan en ambientes de gran altitud. En estas poblaciones se ha descubierto una extrema selección positiva del gen EPAS1, asociado con diferencias en la concentración de hemoglobina en elevada altitud. Este gen presenta una estructura en su haplotipo extremadamente inusual, que solo se ha hallado en estos grupos y en el ADN denisovano, por lo que se propone la introgresión de éste en el genoma del HAM.

Para explicar la presencia de ADN denisovano en el genoma de los humanos actuales, se propone que los HAM pudieran haberse cruzado con estas poblaciones en sus migraciones desde el continente africano hasta el sudeste asiático, hace aproximadamente 40.000 años.  Posteriormente, estos Humanos Anatómicamente Modernos llegaron a Australasia, portando el ADN denisovano.

Por otro lado, también encontramos señales de flujo génico neandertal en los Denisovanos. Cabe citar, por ejemplo, la introgresión de alelos neandertales en la región HLA (Human Leucocyte Antigen: Antígeno de Leucocitos Humanos), relacionada con el sistema inmune, así como en el cluster CRISP del cromosoma 6, involucrado en la función del esperma.

Además de todo lo anterior, también se ha descubierto en el ADN denisovano la evidencia de un hominino arcaico desconocido, con una divergencia datada en 0.9-4 Ma del linaje del HAM. Se propone que podría tratarse de Homo erectus, ya que este grupo partió de África hace más o menos 1.8 Ma, perdurando los últimos representantes de esta especie en este continente hasta hace 0.78 Ma (Oduvai y lago Baringo) y fuera de él hasta hace 1.3-1.1 Ma (Orce y Atapuerca en España y Kocobas en Turquía).

Posible modelo de flujo genético. Prüfer et al. (2014). Fuente.

 Posible modelo de flujo genético. Prüfer et al. (2014). Fuente.

Finalmente, cabe resaltar que, gracias al avance de la ciencia y al desarrollo de nuevas técnicas, se ha podido recabar una importante cantidad de información a partir de pequeños fragmentos sin gran entidad anatómica, no solo sobre una especie humana ya extinta, desconocida hasta el momento, sino también sobre sus relaciones con las otras especies que coincidieron con ella en el espacio y en el tiempo. Esto nos ha permitido alcanzar un mayor conocimiento en el estudio de la evolución humana, las características de las poblaciones del pasado, las migraciones que realizaron, los cruzamientos que se produjeron y la procedencia de una parte importante del genoma que hoy en día portamos los Humanos Anatómicamente Modernos. A pesar de ello, aún quedan importantes incógnitas por desvelar y descubrimientos que realizar, como por ejemplo, hallar restos óseos de mayor entidad y restos arqueológicos asociados a los Denisovanos, o conseguir explicar porqué no se han hallado hasta la fecha. Estos interrogantes serán resueltos, sin duda, conforme se produzcan nuevos hallazgos en el registro fósil y continúen desarrollándose los grandes avances técnicos que hemos podido presenciar hasta la fecha en el estudio del pasado.

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http://www.nationalgeographic.com.es/historia/grandes-reportajes/el-caso-del-ancestro-perdido_7386/7

Redactor: Anabel Ferrando

Licenciada en Ciencias Ambientales por la Universidad de Málaga, con Máster en Antropología Física y Evolución Humana por la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad de Alcalá de Henares. Trabajó como técnico del Museo Nacional de Ciencias Naturales - CSIC (Madrid) hasta 2016.

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