Cómo los humanos modernos casi no existimos

Un conjunto de científicos chinos, italianos y estadounidenses descubrieron que nuestros ancestros humanos sobrevivieron a una enorme crisis que los llevó al borde de la extinción unos 900.000 años atrás.

La imagen que encabeza el artículo muestra la fórmula central del nuevo método de inferencia aplicado por los investigadores. A la derecha vemos una pintura de un acantilado, que ilustra cómo ancestros humanos se unen para sobrevivir al peligro desconocido en la oscuridad durante el antiguo y severo cuello de botella. Crédito de la imagen y el núcleo del texto: Shanghai Institute of Nutrition and Health, CAS")

Un método nuevo para inferir el tamaño de la población antigua reveló un grave cuello de botella en la población humana que casi acabó con las posibilidades de que la humanidad existiera tal como la conocemos en la actualidad.

La Academia de Ciencias de China difundió una información de la agencia de noticias Xinhua que reveló que “aproximadamente el 98,7 por ciento de nuestra población ancestral se perdió al comienzo del incidente de un “cuello de botella”. Quedaron sólo unos 1.280 individuos reproductores que sustentaron la población” en la Tierra “durante unos 117.000 años”.

¿Cómo se descubrió?
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Una brecha inexplicable en el registro fósil de África y Eurasia ahora puede explicarse gracias al trabajo de un equipo de investigadores de China, Italia y Estados Unidos. Con la utilización de un método novedoso llamado FitCoal, las siglas de Fast Infinitesimal Time Coalescent Process, los investigadores pudieron determinar con precisión inferencias demográficas utilizando secuencias genómicas humanas modernas de 3.154 individuos. Estos hallazgos indican que los primeros ancestros humanos atravesaron un severo y prolongado cuello de botella porque aproximadamente 1.280 individuos reproductores sostuvieron la población durante unos 117.000 años. Si bien la investigación que se difunde aquí iluminó algunos aspectos de nuestros ancestros del Pleistoceno temprano y medio, aún persisten por develar muchas más respuestas luego de la información descubierta.

Secuencias genómicas
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El estudio integra el análisis de una gran cantidad de secuencias genómicas. “El hecho de que FitCoal pueda detectar el antiguo y severo cuello de botella, incluso con unas pocas secuencias, representa un gran avance”, destacó Yun-Xin Fu, autor principal del paper, genetista de poblaciones teóricas del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston.

La investigación fue publicada en la revista Science el 31 de agosto pasado. Los resultados obtenidos con FitCoal para calcular la probabilidad de las secuencias del genoma actual, encontraron que nuestros primeros ancestros humanos afrontaron una pérdida extrema de vidas y, por tanto, la pérdida de diversidad genética.

Edad de Piedra temprana
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“La brecha en los registros fósiles africanos y eurasiáticos puede ser explicada cronológicamente por el cuello de botella en la Edad de Piedra Temprana. Coincide con el período de tiempo propuesto para la pérdida significativa de evidencia fósil”, explicó el autor principal del estudio, Giorgio Manzi, antropólogo de la Universidad de Roma de Sapienza. Las razones sugeridas para esta reducción de la población ancestral humana son principalmente climáticas: los eventos de glaciación en este tiempo conducen a cambios en las temperaturas, severas sequías y pérdida de otras especies, potencialmente utilizadas como fuente de alimento por nuestros ancestros humanos.

La especiación
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Crawford Jolly, quien captó esta imagen en Bath Street, Glasgow, Reino Unido, la describió como un precioso trabajo stencil del artista callejero thepinkbear.rebel de un hombre Neandertal sosteniendo un maletín en una mano y una lanza en la otra. Viste camisa, corbata y chaqueta de traje sobre una piel de animal. Listo para un día de trabajo duro. Crédito de la imagen: Crawford Jolly en Unsplash.com

Se estima que el 65,85% de la diversidad genética actual puede haberse perdido debido a la reducción extrema de individuos. El extenso período en que sobrevivió un número mínimo de individuos reproductores amenazó la vigencia de la humanidad de nuestro tiempo. Sin embargo, la caída numérica parece haber contribuido a un evento de especiación en el que dos cromosomas ancestrales pueden haber convergido para formar lo que actualmente se conoce como cromosoma 2 en los humanos modernos. Con esta información, fue potencialmente descubierto el último ancestro común de los denisovanos, los neandertales y los humanos modernos (Homo sapiens).

Verdad es que cuando la ciencia obtiene algunas respuestas, se abren interrogantes interminables, hasta el próximo descubrimiento.

Novedoso campo en nuestra evolución
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El antiguo cuello de botella de la población humana y la dispersión fuera de África. A la derecha se muestra la brecha de fósiles de homínidos africanos y el período de tiempo estimado de la fusión cromosómica. Crédito de la imagen: **derechos reservados por la revista Science**.

“El novedoso hallazgo abre un nuevo campo en la evolución humana porque evoca muchas preguntas, como los lugares donde vivieron estos individuos, cómo superaron los catastróficos cambios climáticos y si la selección natural durante el cuello de botella aceleró la evolución del cerebro humano”, expresó Yi-Hsuan Pan, autor principal, especialista en genómica evolutiva y funcional de la Universidad Normal del Este de China (ECNU, siglas de East China Normal University).

Cambio climático benigno
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Ahora hay motivos para creer que nuestros antepasados de casi un millón de años atrás afrontaron una situación tan dura que quedaron reducidos a poco más de 12.000 individuos, que generaron descendencia por miles de años, hasta el salto genómico que habría derivado en la evolución hacia el cerebro que detentamos en la actualidad. Los investigadores deberán proseguir su trabajo para determinar cómo entre 930.000 y 813.000 años atrás una población tan pequeña persistió en condiciones difíciles y peligrosas. Se cree que el control de los incendios, así como un profundo cambio climático abrió un entorno más benévolo para la vida humana, y así contribuyó al rápido aumento demográfico posterior, unos 813.000 años en el pasado.

“Estos hallazgos son sólo el comienzo. Los objetivos futuros apuntan a pintar una imagen más completa de la evolución humana durante este período de transición del Pleistoceno temprano al medio, que a su vez continuará desentrañando el misterio de la ascendencia humana temprana y la evolución”, explicó el autor principal LI Haipeng, teórico genetista de poblaciones y biólogo computacional del Instituto de Nutrición y Salud de Shanghai, de la Academia de Ciencias de China (SINH-CAS).

Los investigadores
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El informe señala que “la investigación fue dirigida conjuntamente por LI Haipeng de SINH-CAS y Yi-Hsuan Pan de ECNU. Sus colaboradores, Fabio Di Vincenzo de la Universidad de Florencia, Giogio Manzi de la Universidad Sapienza de Roma y Yun-Xin Fu del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, han hecho importantes contribuciones a los hallazgos. Los primeros autores de la investigación fueron HU Wangjie y HAO Ziqian, quienes solían ser estudiantes/pasantes en SINH-CAS y ECNU. Actualmente están afiliados a la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, la Primera Universidad Médica de Shandong y la Academia de Ciencias Médicas de Shandong, respectivamente. DU Pengyuan de SINH-CAS y CUI Jialong de ECNU también contribuyeron a esta investigación.

Quién financió la investigación
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La Academia de Ciencias de China señaló, en este orden, a la National Natural Science Foundation of China, al Strategic Priority Research Program de la Chinese Academy of Sciences, el National Key Research and Development Project, el National Institute of Health, la Education Bureau of Jinan y la Shandong First Medical University, el Key Laboratory of Brain Functional Genomics en la East China Normal University, el Shanghai Institute of Nutrition and Health de la Chinese Academy of Sciences, la China Postdoctoral Science Foundation, la Shandong Provincial Natural Science Foundation y el Shandong Provincial Postdoctoral Innovation Talent Support Program.

Importante
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Este artículo se basa en las siguientes fuentes:

Early ancestral bottleneck could’ve spelled the end for modern humans
Human Ancestors Came Through Survival Crisis 900,000 Years Ago
Early Ancestral Bottleneck Could’ve Spelled the End for Modern Humans
Genomic inference of a severe human bottleneck during the Early to Middle Pleistocene transition. Aquí quiero mencionar el resumen del editor de Science, Sacha Vignieri, quien indicó: “Hoy, hay más de 8 mil millones de seres humanos en el planeta. Dominamos los paisajes de la Tierra, y nuestras actividades conducen números grandes de otras especies a la extinción. Si un investigador hubiese mirado el mundo algún momento entre 800.000 y 900.000 años, el cuadro habría sido completamente diferente. Hu et al. utilizaron un modelo coalescente recién desarrollado para predecir los tamaños demográficos humanos pasados en base a más de 3000 genomas humanos actuales (ver la Perspectiva por Ashton y Stringer). El modelo descubrió una reducción del tamaño demográfico de nuestros antepasados de aproximadamente 100.000 a aproximadamente 1000 individuos, que persistieron durante aproximadamente 100.000 años. La declinación parece haber coincidido tanto con un cambio climático muy importante como con acontecimientos subsecuentes de especiación”.