Svante Pääbo: pistas de ADN para nuestro neandertal interior

Al compartir los resultados de un estudio masivo, de escala mundial, el genetista Svante Pääbo muestra la prueba de ADN de que los primeros humanos se aparearon con neandertales al salir de África. (Sí, muchos de nosotros tenemos ADN neandertal). También muestra cómo el pequeño hueso de un dedo de bebé fue suficiente para identificar una especie humanoide totalmente nueva.

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)