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| El lugar de la muestra en la cueva de Satsurblia. (Anna Belfer-Cohen) |
Secuenciación y análisis a escala genómica de ADN humano, de lobo y de bisonte procedente de sedimentos de 25.000 años de antigüedad
Se ha demostrado que los sedimentos de las cuevas conservan ADN antiguo, pero hasta ahora no han aportado la información a escala genómica de los restos óseos. Hemos recuperado y analizado genomas ambientales nucleares y mitocondriales humanos y de mamíferos a partir de una única muestra de sedimento del Paleolítico Superior de 25.000 años de antigüedad procedente de la cueva de Satsurblia, en el oeste de Georgia: En primer lugar, un genoma ambiental humano con una importante ascendencia euroasiática basal, que fue un componente ancestral de la mayoría de los pueblos posteriores a la Edad de Hielo en Oriente Próximo, el norte de África y partes de Europa; en segundo lugar, un genoma ambiental del lobo que es basal a los lobos y perros euroasiáticos actuales y representa un linaje caucásico desconocido hasta ahora, probablemente extinto; y en tercer lugar, un genoma ambiental del bisonte europeo que es basal a las poblaciones actuales, lo que sugiere que la estructura de la población se ha remodelado sustancialmente desde el Último Máximo Glacial. Nuestros resultados aportan nuevos conocimientos sobre las historias genéticas del Pleistoceno tardío de estas tres especies y demuestran que la secuenciación directa del ADN de los sedimentos, sin métodos de enriquecimiento de objetivos, puede producir datos de todo el genoma que informen sobre la ascendencia y las relaciones filogenéticas.
Un vaso de barro que lleva milenios enterrado bajo el suelo de una cueva acaba de arrojar el genoma de una antigua humana.
El análisis revela rastros de una mujer que vivió hace 25.000 años, antes de la última Edad de Hielo; y, aunque no sabemos mucho sobre ella, representa un importante logro científico: la posibilidad de identificar poblaciones humanas antiguas incluso cuando no hay huesos que recuperar.
La muestra también aportó ADN de especies de lobos y bisontes, que un equipo internacional de científicos pudo situar en el contexto de sus historias poblacionales.
"Nuestros resultados", escriben en su artículo, "proporcionan nuevos conocimientos sobre las historias genéticas del Pleistoceno tardío de estas tres especies y demuestran que la secuenciación directa del ADN de los sedimentos, sin métodos de enriquecimiento de objetivos, puede producir datos de todo el genoma que informan sobre la ascendencia y las relaciones filogenéticas".
La recuperación de ADN antiguo ha dependido bastante de los huesos, y de la suerte. En primer lugar, es necesario que los huesos hayan sobrevivido, y que lo hayan hecho lo suficientemente intactos como para conservar el ADN durante muchos miles de años.
Luego hay que encontrarlos y recuperar suficiente material genético para secuenciarlo. Es un trabajo minucioso, pero gratificante: el ADN antiguo puede llenar muchas lagunas en la historia evolutiva no sólo de los humanos, sino también de otros seres vivos.
Sin embargo, muchos yacimientos arqueológicos tienen más pruebas de uso de los homínidos que los huesos. La cueva de Satsurblia, en Georgia, es uno de ellos. Los artefactos, como las herramientas de piedra, sobreviven mejor al rigor del tiempo que los huesos, así que no es de extrañar. Aun así, la cueva fue utilizada por los antiguos humanos durante miles de años y, sin embargo, sólo se había secuenciado el genoma de un solo individuo del lugar, de un humano que vivió hace 15.000 años.
El ADN ambiental, que puede encontrarse conservado en el sedimento, parece cada vez más una excelente forma de conocer el pasado. Se deposita en las heces, como vimos con la recuperación de ADN de osos antiguos a principios de este año, o en fragmentos de hueso que se han convertido en polvo.
Así pues, un equipo de científicos dirigido por el biólogo evolutivo Pere Gelabert y el arqueólogo Ron Pinhasi, de la Universidad de Viena (Austria), fue en busca de ADN ambiental en la cueva de Satsurblia. Obtuvieron seis muestras de suelo y las cribaron cuidadosamente en busca de restos de material genético.
Los encontraron en forma de ADN mitocondrial. Fragmentario e incompleto, pero, una vez reconstruido minuciosamente, suficiente para obtener nueva información sobre las poblaciones que habitaron la región.
Primero, la mujer. Sólo se recuperó una pequeña fracción de su genoma, pero a partir de ella los investigadores pudieron deducir que era miembro de un grupo de humanos modernos desconocido hasta entonces. Ese grupo se ha extinguido, pero contribuyó a las poblaciones actuales de Europa y Asia, como se descubrió al comparar el genoma antiguo con los genomas humanos actuales.
Según los investigadores, el genoma del lobo también representa un linaje desconocido hasta ahora y ya extinguido. Esto sugiere que las poblaciones de lobos cambiaron y se reconfiguraron significativamente al final de la última Edad de Hielo, hace unos 11.000 años, y que linajes como éste desaparecieron por completo.
Por último, el ADN mitocondrial hallado en el genoma del bisonte también puede encontrarse en bisontes vivos actuales. Los investigadores descubrieron que su genoma estaba más estrechamente relacionado con el bisonte europeo y el bisonte euroasiático que con el bisonte norteamericano, un hallazgo importante porque sugiere que los dos linajes divergieron antes de la época del bisonte de las cuevas de Satsurblia. Según el análisis del equipo, el bisonte americano fue el primero, y divergió en las otras poblaciones.
No se sabe si las tres especies vivieron juntas en la cueva; por el momento, es muy difícil precisar la datación con suficiente certeza. Además, el estudio del ADN ambiental tiene todavía algunas limitaciones importantes, como la naturaleza fragmentaria de cualquier material genético recuperado y la alta posibilidad de contaminación.
No obstante, el hallazgo demuestra que, gracias a una tecnología barata y accesible, escarbar en la tierra puede ser mucho más revelador de lo que antes creíamos posible.
"Nuestros resultados demuestran que la secuenciación de escopeta del ADN antiguo de los sedimentos puede producir datos de todo el genoma que son informativos sobre la ascendencia de varios taxones", escriben los investigadores en su artículo.
"El ADN antiguo de sedimentos de todo el genoma podría abrir nuevas vías para el estudio de ecosistemas enteros, incluidas las interacciones entre diferentes especies y los aspectos de las prácticas humanas relacionadas con el uso de animales o plantas".
Fuentes, créditos y referencias:
La investigación se ha publicado en Current Biology.
Creditos a ScienceAlert