La mezcla y combinación de alelos da forma a la ascendencia humana
El curso de la historia humana ha estado marcado por patrones complejos de migración, aislamiento y mezcla, este último término se refiere al flujo de genes entre individuos de diferentes poblaciones. La mezcla da como resultado la mezcla de linajes genéticos, lo que lleva a una mayor diversidad genética dentro de las poblaciones. Además de la mezcla entre las poblaciones humanas modernas, los humanos antiguos se cruzaron con otros grupos de homínidos, como los neandertales y los denisovanos. Esto resultó en fragmentos de ADN de estos linajes antiguos que se transmitieron a los humanos modernos en un proceso conocido como introgresión. Dos estudios recientes publicados en Genome Biology and Evolution examinan los patrones de mezcla en dos regiones diferentes del mundo, África y las Américas, y revelan cómo este proceso ha dado forma a los genomas de los humanos modernos.
África es la cuna de la humanidad, donde nació y se diversificó nuestra especie. Por esta razón, África contiene los niveles más altos de diversidad genética y estructura demográfica entre los humanos, y las poblaciones no africanas representan en gran medida un subconjunto de la variación genética presente en el continente africano. Los genomas de los africanos contienen mezclas de múltiples ancestros, cada uno de los cuales ha pasado por diferentes historias evolutivas. En el artículo «Genética evolutiva y mezcla en poblaciones africanasinvestigadores de dos institutos, el Instituto de Tecnología de Georgia y Mediclinic Precise Southern Africa, examinaron cómo múltiples eventos demográficos han dado forma a los genomas africanos a lo largo del tiempo (Pfennig, et al. 2023). Según Joseph Lachance, uno de los autores de la revista, “Lo que destaca es la complejidad misma de la historia demográfica humana, particularmente en África. Hay muchos ejemplos de divergencia poblacional seguida de contacto secundario, cuyo legado está escrito en nuestros genomas.
Por ejemplo, la introgresión antigua de poblaciones arcaicas «fantasmas» de homínidos que ya no existen contribuyó con alrededor del 4-6% de la ascendencia de las poblaciones actuales de Khoe-San, Mbuti y África Occidental. . Los eventos demográficos más recientes en los últimos 10,000 años también han resultado en la mezcla entre los humanos modernos, incluido el flujo de genes entre diferentes poblaciones khoe-san que hablan clic, la expansión del pastoreo de África oriental al sur de África y las migraciones de hablantes de bantú en todo el continente.
Es importante destacar que los estudios biomédicos a menudo no logran capturar esta diversidad, lo que tiene implicaciones para la salud y la enfermedad de las personas de ascendencia africana. Una mejor comprensión de la arquitectura genética puede ayudar a predecir el riesgo de enfermedad en una población o incluso informar la toma de decisiones clínicas para pacientes individuales. Esta información es esencial para una investigación biomédica justa, lo que lleva a los autores del estudio a pedir más estudios éticos de la variación genética en África. «Un punto crítico en este momento es la relativa falta de datos genéticos africanos», dice Lachance. «La mayoría de los estudios genómicos se han centrado en las poblaciones euroasiáticas, y esta limitación puede exacerbar las desigualdades de salud existentes».
Una de las vías para comprender mejor la arquitectura genética de los genomas africanos es el estudio del ADN antiguo: “En el futuro, el análisis del ADN antiguo debería volverse mucho más común. También es probable que los estudios futuros se centren en la estructura de la población a pequeña escala en África. Sin embargo, persisten obstáculos logísticos y financieros. Existe una clara necesidad de mecanismos de financiación que creen capacidad de investigación en África.
Un segundo artículo publicado recientemente en GBE, titulado “El impacto de la mezcla moderna en la ascendencia humana arcaica en las poblaciones humanasse centra en la mezcla en las Américas (Witt, et al. 2023), que fueron colonizadas por humanos modernos hace relativamente poco tiempo. Las primeras personas en ingresar al continente fueron los nativos americanos que emigraron de Siberia. La migración posterior de europeos y africanos debido a la colonización europea y el comercio transatlántico de esclavos resultó en poblaciones mixtas que combinan antepasados de diferentes continentes.
En el estudio, investigadores de la Universidad de Brown, la Universidad Nacional Autónoma de México y la Universidad de California-Merced analizaron cómo el flujo de genes resultante entre los humanos modernos redistribuyó la ascendencia arcaica en genomas mixtos. Utilizaron datos del Proyecto 1000 Genomas que se adquirió de varias poblaciones mixtas, incluidos colombianos de Medellín, personas de ascendencia mexicana de Los Ángeles, peruanos de Lima y puertorriqueños de Puerto Rico. Estos genomas se compararon con los genomas de alta cobertura de los neandertales y los denisovanos, antiguos homínidos que se separaron de los humanos modernos hace unos 500.000 años y se aparearon con humanos en Eurasia antes de desaparecer hace unos 40.000 años.
Según uno de los autores del estudio, Kelsey Witt de la Universidad de Brown, estas poblaciones mixtas están relativamente poco estudiadas en comparación con poblaciones más homogéneas. «En estudios como este, es común que se excluyan las poblaciones mixtas porque las múltiples fuentes de ascendencia pueden hacer que estas preguntas sean más difíciles de responder. Para este trabajo, queríamos centrarnos en las poblaciones mixtas para determinar qué podíamos aprender de ellas y si la mezcla las poblaciones podrían proporcionar información sobre todas las fuentes de ascendencia que contribuyeron a ello.
El estudio encontró que la cantidad de introgresión neandertal y denisovana era proporcional a la cantidad de ascendencia nativa americana o europea en cada población. Aunque las regiones europeas y nativas americanas de estos genomas mixtos tienen proporciones aproximadamente iguales de variantes neandertales, las variantes denisovanas se encuentran principalmente en las regiones nativas americanas. Esto refleja la ascendencia compartida entre los nativos americanos y las poblaciones asiáticas, que también tienen niveles más altos de introgresión de Denisovan.
Además, al buscar alelos arcaicos presentes con alta frecuencia en poblaciones estadounidenses mixtas pero con baja frecuencia en poblaciones de Asia oriental, los autores del estudio identificaron varios genes como candidatos para la introgresión adaptativa. Estos genes estaban vinculados a múltiples vías, incluida la inmunidad, el metabolismo y el desarrollo cerebral. Tales hallazgos tienen implicaciones potenciales para la salud de las personas en estas poblaciones mixtas. “Hemos visto muchos ejemplos de desajustes genéticos en la literatura”, dice Witt, “donde ciertas variantes fueron adaptativas en algún momento del pasado, pero en el entorno actual tienen un impacto negativo en la salud. Además, en poblaciones mixtas, las variantes genéticas exclusivas de distintas poblaciones ahora pueden interactuar de formas inesperadas (a veces negativas) cuando están presentes en el mismo individuo. Nuestro trabajo sugiere que algunas variantes arcaicas son específicas de algunas fuentes ancestrales y no de otras.
Al igual que Lachance, Witt sabe que se necesita más investigación para continuar desentrañando los efectos de la mezcla en los humanos modernos. «En muchos sentidos, las poblaciones mixtas en las Américas son fáciles de estudiar porque tenemos una buena idea de cuándo y cuántos eventos de flujo de genes ocurren», señala Witt. “Me gustaría aplicar este trabajo a otras poblaciones mixtas, donde es posible que no sepamos cuándo ocurrió la mezcla o qué poblaciones contribuyeron a ella, o en los casos en que las poblaciones contribuyentes están más estrechamente relacionadas. Creo que las respuestas en estos casos pueden no ser tan claras, pero pueden contribuir a una mejor comprensión de estos recientes eventos de mezcla.
Estos estudios muestran que la mezcla desempeñó un papel importante en la configuración de la evolución humana, tanto en África como en las Américas. La mezcla no solo remodela la variación genética dentro y entre poblaciones, sino que también introduce nuevas fuentes de variación que pueden tener potencial de adaptación. Al comparar los genomas de poblaciones mixtas con los de sus grupos ancestrales y con los de humanos arcaicos, estos estudios revelan cómo la mezcla y combinación de alelos dio forma a la evolución de nuestra especie.
