Svante Pääbo: pistas de ADN para o Neandertal que há em nós

Partilhando os resultados de um maciço estudo mundial, o geneticista Svante Pääbo revela a prova genética de que os primeiros humanos acasalaram com Neandertais depois de termos saído de África. (Sim, muitos de nós têm ADN Neandertal.) Mostra ainda como um minúsculo osso de um dedo bebé foi suficiente para identificar toda uma nova espécie humanóide.

O que vos quero contar

é o que podemos aprender com o estudo dos genomas

de pessoas vivas

e humanos extintos.

Mas antes de o fazer,

quero apenas lembrar-vos do que já vocês sabem:

que os nossos genomas, o nosso material genético,

são armazenados em quase todas as células do nosso corpo em cromossomas

na forma de ADN,

que é a famosa molécula de dupla hélice.

E a informação genética

está contida sob a forma de sequência

de quatro bases

abreviadas com as letras A, T, C e G.

A informação está lá duas vezes -

uma em cada uma das fitas -

o que é importante,

porque quando são formadas novas células, estas fitas separam-se,

e novas fitas são sintetizadas usando as velhas como modelo,

num processo quase perfeito.

Mas, claro, nada na natureza

é totalmente perfeito,

e por vezes é cometido um erro

e é criada uma letra errada.

Podemos ver o resultado

de tais mutações

quando comparamos sequências de ADN

entre as pessoas que estão aqui na sala, por exemplo.

Se compararmos o meu genoma aos vossos,

aproximadamente cada 1200, 1300 letras

irão variar entre nós.

E estas mutações acumulam-se

aproximadamente em função do tempo.

Portanto se juntarmos aqui um chimpanzé, veremos mais diferenças.

Cerca de uma em cada 100 letras

vai divergir da letra de um chimpanzé.

E se estivermos interessados na história

de um fragmento de ADN, ou de todo o genoma,

podemos reconstruir a história do ADN

com estas diferenças que observamos.

Geralmente retratamos as nossas ideias sobre essa história

sob a forma de árvores como esta.

Neste caso, é muito simples.

As duas sequências humanas de ADN

vão ter a um antepassado comum bastante recente.

Mais atrás existe um partilhado com chimpanzés.

E uma vez que estas mutações

acontecem aproximadamente em função do tempo,

podemos transformar estas diferenças

em estimativas temporais,

em que estes dois humanos, tipicamente,

terão partilhado um antepassado comum há cerca de um milhão de anos,

e com os chimpanzés

será na ordem dos cinco milhões de anos.

O que aconteceu nos últimos anos

é que surgiram tecnologias

que nos permitem ver muitos fragmentos de ADN muito rapidamente.

Então podemos agora, numa questão de horas,

determinar um genoma humano inteiro.

Cada um de nós, claro, contém dois genomas humanos -

um das nossas mães e um dos nossos pais.

E cada um tem cerca de três mil milhões de letras destas.

E veremos que os meus dois genomas,

ou um deles que queiramos usar,

terá por volta de três milhões de diferenças,

nessa ordem.

A seguir podemos também começar

a dizer como essas diferenças genéticas

se distribuem pelo mundo.

Se o fizermos,

encontraremos uma certa quantidade de variação genética em África.

Se olharmos para fora de África,

encontramos menor variação genética.

Isto é surpreendente, claro,

porque cerca de seis a oito vezes menos pessoas

vivem dentro do que fora de África.

E no entanto as pessoas de África

tem maior variação genética.

Além disso, quase todas as variantes genéticas

que encontramos fora de África

têm sequências de ADN mais estreitamente relacionadas

do que as observadas dentro de África.

Mas se olharmos para África,

existe uma componente da variação genética

que não tem familiares próximos fora.

O modelo que explica isto

diz que parte da variação africana, mas não toda,

saiu a colonizar o resto do mundo.

E, juntamente com os métodos de datação destas diferenças genéticas,

isto levou à percepção

que os humanos modernos -

humanos essencialmente indistinguíveis de nós -

evoluíram em África bastante recentemente,

há cerca de 100 a 200 mil anos.

E depois, há cerca de 100 a 50 mil anos,

saíram de África

e foram colonizar o resto do mundo.

Então o que costumo dizer

é que, numa perspectiva genómica,

somos todos africanos.

Ou vivemos em África nos dias de hoje,

ou num exílio muito recente.

Outra consequência

desta origem recente dos humanos modernos

é que as variantes genéticas

estão de um modo geral distribuídas amplamente pelo mundo,

por muitos lugares,

e tendem a variar como gradientes,

pelo menos numa perspectiva geral.

E uma vez que há muitas variantes genéticas,

e têm diferentes gradientes,

isto significa que se determinarmos uma sequência de ADN -

um genoma de um indivíduo -

podemos estimar de forma bastante exacta

de onde vem essa pessoa,

desde que os seus pais ou avós

não se tenham deslocado muito.

Mas será que isto quer dizer,

como muitos tendem a pensar,

que existem enormes diferenças genéticas entre grupos de pessoas -

de diferentes continentes, por exemplo?

Bem, podemos também começar a perguntar-nos isso.

Existe, por exemplo, um projecto em curso

para sequenciar mil indivíduos -

os seus genomas - de diferentes partes do mundo.

Já mapearam 185 africanos

de duas populações de África.

Sequenciaram aproximadamente o mesmo número de pessoas

na Europa e na China.

E podemos começar a dizer quanta variação encontramos,

quantas letras variam

em pelo menos uma dessas sequências individuais.

E é muito: 38 milhões de posições variáveis.

Mas podemos perguntar: será que há muitas diferenças absolutas

entre africanos e não-africanos?

Talvez a maior diferença

que muitos de nós pudéssemos imaginar.

E por diferença absoluta

quero dizer uma diferença

em que, onde as pessoas em África, numa certa posição,

100 por cento dos indivíduos, têm uma letra,

toda a gente fora de África tem outra letra.

E a resposta para isso entre todos esses milhões de diferenças

é que essa tal certa posição não existe.

Isto pode ser surpreendente.

Talvez um único indivíduo esteja mal classificado, ou qualquer coisa.

Então podemos relaxar um pouco o critério

e dizer: quantas posições encontramos

em que 95 por cento das pessoas em África têm

uma variante,

95 por cento outra variante?

E esse número é 12.

Isto é muito surpreendente.

Significa que quando olhamos para as pessoas

e vemos uma pessoa de África

e outra da Europa ou da Ásia,

não podemos, para uma única posição no genoma, com 100 por cento de exactidão

prever o mapa genético dessa pessoa.

E apenas para 12 posições

podemos esperar ter 95 por cento de precisão.

Isto pode ser surpreendente

porque podemos, claro, olhar para estas pessoas

e dizer com facilidade de onde eles ou os seus antepassados vieram.

O que isto significa agora

é que aqueles traços que observamos

e tão prontamente vemos -

traços faciais, cor da pele, estrutura capilar -

não são determinados por genes únicos com grandes impactos,

mas sim por muitas diferentes variantes genéticas

que parecem variar em frequência

em diferentes partes do mundo.

Há outra coisa sobre estes traços

que tão facilmente observamos uns nos outros

que penso que importa considerar:

é que, de forma bastante literal,

estão à superfície dos nossos corpos.

Eles são o que acabámos de dizer -

traços faciais, estrutura do cabelo, cor da pele.

Há também um número de características

como essas que variam entre continentes

e que têm que ver com o modo como metabolizamos a comida que ingerimos,

ou que têm que ver

com o modo com que os nossos sistemas imunitários lidam com micróbios

que tentam invadir os nossos corpos.

Mas tudo isso são partes do nosso corpo

que interagem directamente com o nosso ambiente,

em confronto directo, digamos.

É fácil imaginar

a rapidez particular com que essas partes do corpo

foram influenciadas por selecção pelo ambiente

e alteraram frequências de genes

nelas envolvidas.

Mas se olharmos para outras partes do nosso corpo

que não interagem directamente com o ambiente -

os nossos rins, o fígado, o coração -

não há como dizer,

apenas olhando para estes órgãos,

de que parte do mundo vêm.

Há outra coisa interessante

que vem desta descoberta

que os humanos têm uma origem comum recente em África:

é que quando esses humanos surgiram,

há cerca de cem mil anos,

não estavam sozinhos no planeta.

Existiam outros tipos de humanos a rondar -

talvez os mais famosos destes sejam os Neandertais -

este género robusto de ser humano,

comparado aqui à esquerda

com um esqueleto de humano moderno à direita -

que existiam na Ásia Ocidental e Europa

há várias centenas de milhares de anos.

Então uma pergunta interessante é:

o que aconteceu quando nos encontrámos?

O que aconteceu aos Neandertais?

E para começar a responder a essas perguntas,

o meu grupo de investigação - há mais de 25 anos -

trabalha em métodos de extracção de ADN

de vestígios de Neandertais

e animais extintos

que têm dezenas de milhares de anos.

Isto implica uma série de questões técnicas

sobre como extrair o ADN,

como transformá-lo de modo a que o possamos sequenciar.

Temos de trabalhar muito cuidadosamente

para evitar contaminação de experiências

com o nosso próprio ADN.

E isto, em conjunto com aqueles métodos

que permitem o sequenciamento muito rápido de numerosas moléculas de ADN,

permitiu-nos o ano passado

apresentar a primeira versão do genoma Neandertal,

de modo que qualquer um de vós

pode agora consultar na internet o genoma Neandertal,

ou pelo menos os 55 por cento

que conseguimos reconstruir até agora.

E podem começar a compará-lo aos genomas

de pessoas que estão vivas hoje.

E uma pergunta

que podem querer fazer

é: o que aconteceu quando nos encontrámos?

Misturámo-nos ou não?

E para fazer essa pergunta

devemos olhar para o Neandertal que vem do sul da Europa

e compará-lo aos genomas

de pessoas que estão hoje vivas.

Então tentamos

fazer isso com pares de indivíduos,

a começar com dois africanos,

olhamos para os dois genomas africanos,

encontramos partes em que diferem um do outro,

e em cada caso perguntamos: como é um Neandertal?

Corresponde a um africano ou ao outro?

Seria de esperar que fosse indiferente,

porque os Neandertais nunca estiveram em África.

Deveriam ser iguais, não haveria motivo para que se assemelhassem

mais a um africano do que a outro.

E é de facto o que acontece.

Estatisticamente falando, não existe diferença

na frequência com que o Neandertal coincide com um africano ou o outro.

Mas já é diferente

se olharmos para um indivíduo europeu e um africano.

Aí, com bastante mais frequência,

um Neandertal assemelha-se a um europeu

e não a um africano.

O mesmo acontece se observarmos um indivíduo chinês

face a um africano,

o Neandertal vai coincidir mais frequentemente com o indivíduo chinês.

Isto também pode ser surpreendente

porque os Neandertais nunca estiveram na China.

O modelo que propusemos para explicar isto

diz que quando os humanos modernos saíram de África

há uns 100 mil anos,

encontraram Neandertais.

Presumivelmente, primeiro no Médio Oriente,

onde viviam Neandertais.

Se nessa ocasião se misturaram entre si,

então esses humanos modernos,

que se tornaram nos antepassados

de toda a gente fora de África,

transportaram no seu genoma esta componente Neandertal

para o resto do mundo.

Assim, as pessoas que vivem hoje fora de África

têm cerca de 2,5 por cento de ADN

de Neandertais.

Portanto uma vez que temos hoje o genoma Neandertal

à mão como ponto de referência

e temos a tecnologia

para olharmos para vestígios remotos

e extraírmos o seu ADN,

podemos começar a aplicá-los noutras partes do mundo.

Primeiro fizemos isso no sul da Sibéria,

nos Montes Altai,

num lugar chamado Denisova,

uma caverna nesta montanha,

onde os arquéologos encontraram em 2008

um pequeno pedaço de osso -

isto é uma cópia dele -

e aperceberam-se que fazia parte da última falange

de um dedo mínimo humano.

E estava tão bem preservado

que pudemos determinar o ADN daquele indivíduo,

até em maior grau

do que para os Neandertais,

e começámos a compará-lo ao genoma Neandertal

e às pessoas de hoje em dia.

E descobrimos que este indivíduo

partilhava nas suas sequências de ADN uma origem comum

com Neandertais há cerca de 640 mil anos.

E mais atrás ainda, há 800 mil anos

existe uma origem comum

com os humanos dos dias de hoje.

Portanto este indivíduo vem de uma população

que partilha uma origem com Neandertais,

mas muito antes e depois tem uma longa história independente.

Chamamos a este grupo de humanos,

que descrevemos então pela primeira vez

a partir deste pequeno pedacinho de osso,

Hominídeos de Denisova,

a partir do local onde foram identificados.

Podemos então perguntar para os Denisovanos

o que perguntámos para os Neandertais:

Será que se misturaram com antepassados das pessoas actuais?

Se fizermos essa pergunta,

e compararmos o genoma Denisovano

com pessoas de todo o mundo,

surpreendentemente descobrimos

que não há vestígios de ADN Denisovano

nem em pessoas que vivem remotamente perto da Sibéria de hoje.

Mas encontramo-los sim na Papua Nova Guiné

e em outras ilhas da Melanésia e do Pacífico.

Isto quer presumivelmente dizer

que estes Hominídeos de Denisova foram mais disseminados no passado,

uma vez que não achamos que os antepassados dos melanésios

tenham alguma vez estado na Sibéria.

Então ao estudar

estes genomas de humanos extintos,

começamos a aproximar-nos do aspecto que o mundo tinha

quando os humanos modernos começaram a sair de África.

No Ocidente, existiam Neandertais;

no Oriente, Denisovanos -

talvez outros tipos de humanos também

que ainda não descrevemos.

Não sabemos bem quais eram as fronteiras entre estes povos,

mas sabemos que no sul da Sibéria

existiam tanto Neandertais como Denisovanos,

pelo menos a determinada altura.

Então surgiram os humanos modernos algures em África,

saíram de África, provavelmente no Médio Oriente.

Encontram Neandertais, misturam-se com eles,

continuam a espalhar-se pelo mundo,

e algures no Sudeste Asiático

encontram Denisovanos e misturam-se com eles

e continuam em direcção ao Pacífico.

E então estas primeiras formas de humanos desaparecem,

mas subsistem hoje ainda um pouco

em alguns de nós -

na medida em que os povos fora de África têm 2,5 por cento de ADN

de Neandertal,

e as pessoas da Melanésia

têm aproximadamente mais 5 por cento

de Denisovanos.

Quer isto dizer que existe apesar de tudo

alguma diferença absoluta

entre os povos fora e dentro de África,

na medida em que os povos fora de África

têm no seu genoma um antigo componente

destes extintos hominídeos,

enquanto os africanos não têm?

Não creio que seja assim.

Presumivelmente, os humanos modernos

surgiram algures em África.

Também se espalharam por África, claro,

e existiam por lá formas anteriores de humanos.

E uma vez que nos misturámos noutro sítio,

estou certo que um dia,

quando tenhamos talvez o genoma

de algumas dessas formas anteriores de África,

descobriremos que também eles se misturaram

com os primeiros humanos modernos de África.

Portanto, em suma,

o que aprendemos com o estudo dos genomas

dos humanos actuais

e dos humanos extintos?

Aprendemos talvez muitas coisas,

mas uma que penso que é digna de menção

é a lição de que sempre nos misturámos.

Misturámo-nos com estas antigas formas de humanos,

onde quer que os tenhamos encontrado,

e misturamo-nos uns com os outros desde então.

Obrigado pela vossa atenção.

(Aplausos)