Hoy quiero contarles
qué podemos aprender del estudio del genoma
de personas vivas
y de humanos extintos.
Pero antes de eso
quiero recordarles brevemente algo que ya saben:
que nuestros genomas, nuestro material genético,
está almacenado en células del cuerpo, en los cromosomas,
en forma de ADN
que es la famosa molécula de doble hélice.
La información genética
está contenida en forma de secuencia
de 4 bases
abreviadas con las letras A, T, C y G.
La información está dos veces:
una en cada cadena;
algo importante
ya que cuando se forman nuevas células estas cadenas se separan
y se sintetizan nuevas cadenas a partir de las viejas
en un proceso casi perfecto.
Pero, claro, en la Naturaleza nada
es totalmente perfecto
así que a veces se comete un error
y se incorpora una letra errónea.
Y podemos ver el resultado
de tales mutaciones
al comparar secuencias de ADN
entre los presentes en la sala, por ejemplo.
Si comparamos mi genoma con el de Uds
veremos unas 1.200 ó 1.300 letras
de diferencia entre nosotros.
Y estas mutaciones se acumulan
más o menos, sí, en función del tiempo.
Así, si agregamos un chimpancé veremos más diferencias.
Más o menos una de cada 100 letras
va a diferir de las del chimpancé.
Y si a uno le interesa la historia
de un fragmento de ADN, o de todo el genoma,
se puede reconstruir la historia del ADN
con esas diferencias observadas.
Por lo general representamos las ideas de esta historia
con árboles como éste.
En este caso es muy simple.
Las dos secuencias de ADN humano
se remontan a un ancestro común hace poco tiempo.
Más atrás hay uno compartido con los chimpancés.
Y debido a que estas mutaciones
ocurren más o menos en función del tiempo
uno puede transformar estas diferencias
para estimar el tiempo
en que estos dos humanos, en general,
compartían un ancestro común hace medio millón de años
y, con los chimpancés,
está en el orden de los 5 millones de años.
Lo sucedido en los últimos años
es que aparecieron tecnologías
que permiten ver muchos, muchos fragmentos de ADN muy rápidamente.
Por eso ahora podemos, en cuestión de horas,
determinar todo un genoma humano.
Todos tenemos, claro, dos genomas humanos:
uno de nuestras madres y uno de nuestros padres.
Tienen una longitud de unas 3.000 millones de letras.
Y descubriremos que mis dos genomas,
o un genoma mío que queremos usar,
tendrá unas tres millones de diferencias,
en ese orden.
Y luego también uno puede empezar
a describir la distribución de estas
diferencias genéticas en el mundo.
Y al hacerlo
uno halla una cierta variación genética en África.
Y si miramos fuera de África
encontramos menos variación genética.
Esto es sorprendente, por supuesto,
porque hay de 6 a 8 veces menos gente
que vive dentro que fuera de África.
Sin embargo, las personas de África
tienen más variación genética.
Además, casi todas estas variantes genéticas
que vemos fuera de África
tienen secuencias de ADN más estrechamente relacionadas
que las de África entre sí.
Pero si vemos en África
hay una componente de variación genética
que no tiene parientes cercanos fuera.
El modelo que explica esto dice
que una parte de la variación africana, pero no toda,
salió a colonizar el resto del mundo.
Y junto a estos métodos para datar las diferencias genéticas
esto ha llevado a la idea
de que los humanos modernos,
humanos que en esencia son indistinguibles de Uds y de mí,
evolucionaron en África hace muy poco;
hace entre 100 y 200 mil años.
Y luego, hace entre 100.000 y 50.000 años,
salimos de África
para colonizar el resto del mundo.
Por eso a menudo me gusta decir
que, desde un punto de vista genómico,
todos somos africanos.
Hoy o bien vivimos dentro de África
o en un exilio muy reciente.
Otra consecuencia
de este origen reciente de los humanos modernos
es que las variantes genéticas
por lo general se distribuyen ampliamente en el mundo
en muchos lugares
y tienden a variar como gradientes
por lo menos vistas a vuelo de pájaro.
Y dado que hay muchas variantes genéticas
y tienen diferentes gradientes,
esto significa que si determinamos una secuencia de ADN,
un genoma individual,
podemos estimar con bastante precisión
de dónde viene una persona
dado que sus padres o abuelos
no se han movido demasiado.
Pero, ¿significa esto,
como mucha gente suele pensar,
que hay grandes diferencias genéticas entre grupos de personas
entre continentes, por ejemplo?
Bueno, podemos empezar a hacernos estas preguntas.
Hay, por ejemplo, un proyecto en curso
para hacer la secuencia de 1.000 individuos,
sus genomas, de diferentes partes del mundo.
Se han secuenciado 185 africanos
de dos poblaciones de África.
Se han secuenciado también cantidades similares
en Europa y China.
Y podemos empezar a contar las variaciones que encontramos,
cuántas letras varían,
en al menos una de estas secuencias individuales.
Y es mucho: 38 millones de posiciones variables.
Pero podemos preguntarnos: ¿hay diferencias absolutas
entre africanos y no africanos?
Quizá la mayoría de nosotros
piensa que hay una gran diferencia.
Y por diferencia absoluta
quiero decir una diferencia
que la gente de África tenga en una posición
en la que todos los individuos, el 100%, tenga una letra
y todos fuera de África tengan otra letra.
Y la respuesta a eso entre esos millones de diferencias
es que no hay una sola de tales posiciones.
Esto puede ser sorprendente.
Tal vez un individuo esté mal clasificado.
Por eso podemos relajar el criterio un poco
y decir: ¿cuántas posiciones encontramos
en las que el 95% de la gente de África tenga
una variante
y el 95% tenga otra variante,
y ese número es 12.
Esto es muy sorprendente.
Eso significa que al mirar a la gente
y ver una persona de África
y una de Europa o Asia
no podemos, por una sola posición en el genoma con una precisión del 100%,
predecir su carga genética.
Y sólo para 12 posiciones
podemos esperar estar un 95% seguros.
Esto puede sorprender
porque podemos, por supuesto, mirar a esta gente
y decir muy fácilmente de dónde vienen ellos o sus ancestros.
Ahora bien, esto significa
que esos rasgos que luego miramos
y vemos tan fácilmente...
rasgos faciales, color de piel, estructura del cabello...
no están determinados por genes simples de gran efecto
sino por muchas variantes genéticas diferentes
que parecen variar en frecuencia
entre diferentes partes del mundo.
Hay otra cosa respecto de estos rasgos
que observamos muy fácilmente unos a otros
que creo es digno de mención
y es que, en sentido muy literal,
están realmente a nivel superficial.
Son, como acabamos de decir,
rasgos faciales, estructura del cabello, color de piel.
También hay una serie de características
como esas que varían entre continentes
que tienen que ver con metabolizar los alimentos que ingerimos
o con la forma
de tratar los microbios del sistema inmunológico
que tratan de invadir nuestros cuerpos.
Pero esas son todas las partes del cuerpo
en las que interactuamos en forma directa con el entorno
en confrontación directa, si se quiere.
Es fácil imaginar
cómo en particular esas partes del cuerpo
se vieron rápidamente influidas por la selección del entorno
y desplazaron las frecuencias de genes
involucradas en ellas.
Pero si miramos en otras partes del cuerpo
en las que no interactuamos directamente con el entorno
-riñones, hígados, corazones-
no hay manera de decir
con sólo mirar estos órganos
de qué lugar del mundo vienen.
Hay otra cosa interesante
que viene de esta toma de conciencia
de que los humanos tienen un origen común reciente en África
y que cuando surgieron esos humanos
hace unos 100.000 años
no estaban solos en el planeta.
Rondaban otras formas de seres humanos;
quizá los más famosos eran los neandertales,
estas formas humanas robustas
de la izquierda comparadas
con los esqueletos modernos de la derecha
que existieron en el oeste de Asia y en Europa
desde hace cientos de miles de años.
Así que una pregunta interesante es:
¿qué sucedió cuando nos conocimos?
¿Qué les sucedió a los neandertales?
Y para empezar a responder estas preguntas
mi grupo de investigación -desde hace más de 25 años-
trabaja en métodos de extracción de ADN
en restos de neandertales
y animales extintos
que tienen decenas de miles de años.
Así que esto implica un montón de cuestiones técnicas
sobre la forma de extraer el ADN,
de cómo convertirlo en algo que pueda secuenciarse.
Hay que trabajar con mucho cuidado
para evitar la contaminación de los experimentos
con el ADN de uno mismo.
Y esto luego, junto con estos métodos
que permiten secuenciar muchas moléculas de ADN muy rápidamente,
nos permitió el año pasado
presentar la primera versión del genoma del neandertal
de modo que todos
puedan ver en Internet el genoma del neandertal
o al menos el 55% del mismo
que hemos podido reconstruir hasta ahora.
Y se lo puede empezar a comparar con los genomas
de la gente de hoy.
Y una pregunta
que pueden querer hacer
es ¿qué sucedió cuando nos conocimos?
¿Nos mezclamos o no?
Y la manera de hacer esa pregunta
es mirar el neandertal que viene del sur de Europa
y compararlo con los genomas
de la gente de hoy en día.
Así, luego buscamos
hacer esto con pares de individuos
empezando con dos africanos,
observando dos genomas africanos,
encontrando lugares donde difieren uno del otro,
y en cada caso nos preguntarnos: ¿qué aspecto tiene el neandertal?
¿Concuerda con un africano o con el otro africano?
Esperaríamos no hallar diferencias
porque los neandertales nunca estuvieron en África.
Deberían ser iguales, no hay razón para que estén más cerca
de un africano que de otro.
Y realmente es así.
Estadísticamente hablando, no hay diferencia
en la frecuencia en que los neandertales coinciden con un africano u otro.
Pero esto es diferente
si ahora miramos un individuo europeo y un africano.
Entonces, con mucha más frecuencia
el neandertal concuerda con el europeo
antes que con el africano.
Lo mismo es válido si comparamos un individuo chino
con un africano;
el neandertal concordará más a menudo con el individuo chino.
Esto también puede sorprender
porque los neandertales nunca estuvieron en China.
Por eso el modelo que propusimos para explicar esto
es que cuando los humanos modernos salieron de África
hace unos 100.000 años
conocieron a los neandertales.
Es de suponer que ocurrió por primera vez en Medio Oriente
donde vivían neandertales.
Si se mezclaron unos con otros allí
luego esos humanos modernos
que se tornaron ancestros
de todos fuera de África
llevaron consigo el componente neandertal en su genoma
al resto del mundo.
Así, hoy la gente que vive fuera de África
tiene cerca de 2,5% de su ADN
de los neandertales.
Al tener hoy un genoma neandertal
a mano como punto de referencia
y las tecnologías
para ver restos antiguos
y extraer el ADN
podemos empezar a aplicarlo en todas partes del mundo.
Y el primer lugar en el que lo hicimos fue en el sur de Siberia,
en las montañas de Altai,
en un lugar llamado Denisova,
una cueva en esta montaña de aquí
en la que los arqueólogos en 2008
hallaron un trocito de hueso
-esta es una copia-
y se dieron cuenta que provenía de la última falange
de un meñique humano.
Y estaba tan bien conservado
que se pudo determinar el ADN de este individuo
en mayor grado incluso
que para los neandertales, en realidad,
y se empezó a relacionarlo con el genoma neandertal
y con la gente de hoy.
Hallamos que este individuo
compartía un origen común para sus secuencias de ADN
con los neandertales de hace cerca de 640.000 años.
Y más atrás, hace 800.000 años
hay un origen común
con los humanos actuales.
Este individuo viene de una población
que comparte un origen con los neandertales
pero yendo hacia atrás, tienen una larga historia independiente.
Llamamos a este grupo de humanos,
que luego describimos por primera vez
a partir de este trozo de hueso diminuto,
denisovans
en honor al lugar donde se los describió por primera vez.
Luego podemos preguntarnos de los denisovans
lo mismo que preguntamos de los neandertales:
¿se mezclaron con ancestros de la gente actual?
Si nos hacemos esa pregunta
y comparamos el genoma del denisovan
con la gente de todo el mundo
encontramos con sorpresa
que no hay evidencia de ADN denisovan
ni siquiera en la gente que hoy vive cerca de Siberia.
Pero la encontramos en Papúa Nueva Guinea
y en otras islas de Melanesia y del Pacífico.
Esto significa, probablemente,
que estos denisovans estuvieron más dispersos en el pasado
dado que no creemos que los ancestros de los melanesios
hayan estado en Siberia.
Así, estudiando
estos genomas de humanos extintos
estamos empezando a llegar a la foto de lo que sucedía
cuando los humanos modernos salieron de África.
En Occidente había neandertales;
en Oriente había denisovans...
y quizá también otras formas humanas
que todavía no describimos.
No conocemos bien las fronteras entre estas gentes
pero sabemos que en el sur de Siberia
había tanto neandertales como denisovans,
al menos en algún momento del pasado.
Los humanos modernos surgieron en algún lugar de África;
salieron de África, probablemente hacia Medio Oriente.
Conocieron a los neandertales, se mezclaron,
continuaron esparciéndose por el mundo
y en algún lugar al sur de Asia
conocieron a los denisovans y se mezclaron
y continuaron hacia el Pacífico.
Luego desaparecieron estas formas tempranas de humanos
pero hoy viven un poco
en algunos de nosotros
en esa gente que vive fuera de África que tiene el 2,5% de su ADN
de los neandertales
y gente de Melanesia
que en realidad tiene más o menos un 5% adicional
de los denisovans.
¿Significa esto que existe después de todo
alguna diferencia absoluta
entre la gente de fuera de África y la de dentro
en que la gente de fuera de África
tiene este componente viejo en su genoma
de estas formas extintas de humanos
mientras que los africanos no?
Bueno, no creo que sea así.
Probablemente, los humanos modernos
surgieron en algún lugar de África.
Se esparcieron por África, claro,
y había allí formas humanas más viejas, más tempranas.
Y como nos mezclamos en algún lado
estoy bastante seguro que un día
cuando quizá tengamos un genoma
de estas formas tempranas de África
vamos a encontrar que también se mezclaron
con humanos modernos tempranos en África.
Para resumir:
¿qué hemos aprendido al estudiar genomas
de humanos actuales
y humanos extintos?
Quizá aprendemos muchas cosas
pero una cosa que encuentro importante de mencionar
es que creo que la lección es que siempre nos hemos mezclado.
Nos mezclamos con estas formas tempranas de humanos
dondequiera que nos encontramos
y nos hemos mezclado unos con otros desde entonces.
Gracias por su atención.
(Aplausos)