Abstract
¿sabías que la mayoría de las personas tienen alrededor del 3% de ADN neandertal? Hace unos 40.000 años, los humanos antiguos y los neandertales tuvieron hijos juntos. La mezcla de estas dos especies resultó en el intercambio de ADN, un proceso que los biólogos llaman introgresión. Cuando los neandertales se extinguieron, los humanos sólo podían tener hijos con otros humanos. Con el tiempo, el porcentaje de ADN de Neandertal disminuyó, pero alrededor del 3% permanece., Los genes neandertales se quedaron en nuestros genomas porque son útiles para nosotros. Los Genes que los humanos reciben de los neandertales juegan un papel en diferentes partes del cuerpo, incluyendo el cerebro y el sistema digestivo. Estos genes neandertales podrían haber hecho a los humanos más inteligentes y acelerado nuestra adaptación a nuevas dietas. Varios genes neandertales también están involucrados en el sistema inmunológico y nos ayudan a combatir virus y bacterias dañinos. Mirando hacia atrás, podría haber sido bueno que nuestros ancestros lejanos tuvieran hijos con neandertales. Sus genes ayudaron a nuestra especie a sobrevivir hasta el día de hoy.,
Introducción
cuando cruzas un león con un tigre, obtendrás un liger. Estos grandes animales son generalmente estériles, lo que significa que no pueden tener descendencia. Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que la descendencia de los cruces entre diferentes especies—llamados híbridos—siempre eran estériles. Pero más investigaciones revelaron que algunos híbridos pueden tener su propia descendencia. En 1943, por ejemplo, un liger tenía cachorros con un león en el zoológico Alemán Hellabrunn., Cuando los híbridos se cruzan con una de sus especies parentales, como el liger y el león en Alemania, el ADN puede fluir de una especie a la otra. Este proceso se conoce como introgresión .
Introgression explica cómo los humanos obtuvieron algo de ADN neandertal. Durante mucho tiempo, los humanos solo vivieron en las sabanas africanas. Hace unos 45.000 años, abandonaron África y emigraron a Europa, donde entraron en contacto con otra especie similar a la humana: los neandertales (Homo neanderthalensis). Los neandertales no se veían muy diferentes de los humanos., Eran un poco más resistentes, tenían brazos más largos y tenían una cresta de cejas llamativa por encima de sus ojos (figura 1a). Algunos humanos tuvieron hijos con estos neandertales. Cuando esos niños crecieron, tuvieron sus propios hijos. Y así sucesivamente. La mezcla de estas dos especies humanas resultó en la introgresión, el intercambio de ADN. Debido a que los humanos y los neandertales solo tenían hijos fuera de África, no se encontrará ADN de neandertales en los africanos de hoy en día. Sin embargo, en el resto del mundo, las personas tienen alrededor del 3% de ADN neandertal.,
- Figura 1 – (a) una imagen de un neandertal en el Museo de Historia Natural de Londres (Reino Unido) (por Allan Henderson|CC BY 2.0 Flickr).
- (B) Cuando un humano se cruzó con un neandertal, el híbrido resultante tenía un 50% de ADN humano y un 50% de ADN neandertal. Si estos híbridos tuvieron hijos con un humano, el porcentaje de ADN de Neandertal cayó al 25%. En cada generación consecutiva de tener hijos con un humano, el porcentaje de ADN de Neandertal se redujo a la mitad y disminuyó de la siguiente manera: 50-25-12.5-6.25-3.125.,
mezcla de pinturas
pero ¿por qué la mayoría de las personas solo tienen alrededor del 3% de ADN neandertal? El ADN de los primeros híbridos humano-Neandertal era 50% humano y 50% Neandertal. Si estos híbridos tuvieran hijos con un humano, el porcentaje de ADN de Neandertal caería a alrededor del 25%. En la próxima generación, el porcentaje se reduciría a la mitad de nuevo. En algún momento, los neandertales se extinguieron. Todavía no sabemos exactamente por qué. La consecuencia de este evento de extinción fue que los humanos solo podían tener hijos con otros humanos., No se pudo agregar nuevo ADN de Neandertal al genoma humano, y el porcentaje de ADN de Neandertal disminuyó al 3% que vemos hoy en día.
puede comparar este escenario con la mezcla de pintura de dos colores. Digamos que viertes pintura amarilla (Neandertal) y roja (humana) en un cubo grande. El resultado es una mezcla de naranja, que representa el primer híbrido humano-Neandertal. Cuando agregue más pintura roja, la mezcla se volverá más y más roja con el tiempo. En otras palabras, el ADN se vuelve más y más humano con el tiempo, ya que los humanos tienen hijos con otros humanos.,
si hacemos los cálculos, podemos ver que alcanzamos el 3% de ADN neandertal en aproximadamente cinco generaciones de humanos que se reproducen con otros humanos. En cada generación, el porcentaje de ADN neandertal se reduce a la mitad y disminuye de la siguiente manera: 50-25-12.5-6.25-3.125 (figura 1B). Supongamos que una generación equivale a 25 años, la edad a la que la gente puede tener hijos. Entonces, los humanos deberían haber alcanzado el 3% de ADN neandertal en aproximadamente 125 años (5 × 25). ¡Pero los humanos y los neandertales se aparearon hace más de 40.000 años! Esa es una gran diferencia. El porcentaje de ADN neandertal debería ser mucho, mucho menor., Para entender por qué no hemos perdido todo el ADN neandertal, necesitamos aprender sobre otro concepto: la introgresión adaptativa.
lobos negros
para entender la introgresión adaptativa, viajaremos a América del Norte, donde manadas de lobos vagan por los bosques. Si ves documentales de naturaleza, es posible que hayas notado que estos lobos en su mayoría tienen pelaje gris. Pero los científicos perceptivos observaron que había algunos lobos con pelaje más oscuro. ¿De dónde vino ese pelaje oscuro? Los científicos estudiaron el ADN de estos lobos y descubrieron que el pelaje oscuro era causado por una variante particular de un gen., Sorprendentemente, los lobos normalmente no tienen esta variante del gen. ¡Pero los perros sí! Otros análisis revelaron que, en el pasado, perros y lobos tenían crías juntas. La mezcla de estas dos especies llevó al intercambio de ADN, incluyendo el gen variante que le dio a los lobos un pelaje más oscuro . Debido a este tono más oscuro, estos lobos estaban mejor camuflados en el bosque, haciéndolos mejores cazadores. El intercambio de ADN—o introgresión-ayudó a los lobos a adaptarse a su entorno. Es por eso que este proceso se llama introgresión adaptativa., Los individuos con pelaje más oscuro sobrevivieron mejor que sus amigos grises y tuvieron más crías. Estos cachorros se parecían a sus padres y también tenían un pelaje más oscuro. Con el tiempo, la variante genética para el pelaje más oscuro se hizo común en la población (Figura 2). Los biólogos evolutivos dicen que el rasgo de piel oscura estaba sujeto a la selección natural. Si volvemos a la analogía de mezclar dos colores de pintura, se puede comparar una variante genética beneficiosa como el pelaje oscuro con una mancha dura de pintura amarilla. No importa cuánta pintura roja agregue, la gota amarilla no se mezclará, sigue flotando en la mezcla roja.,
- Figura 2 – Debido a la hibridación con perros, lobos adquirido la variante genética de piel negra.
- este color oscuro de la capa hizo que los lobos mejor camuflados en el bosque, y por lo tanto mejores cazadores. Esos lobos eran más propensos a tener crías. Con el tiempo, la variante genética para el pelaje más oscuro se hizo más común en la población.
genes neandertales beneficiosos
la misma introgresión adaptativa ocurrió con el ADN neandertal., Algunos genes resultaron ser útiles para los humanos y no desaparecieron del ADN humano. El 3% de ADN neandertal se puede comparar con varias manchas amarillas que flotan en la pintura humana roja. ¿Qué adaptaciones nos proporcionaron estos genes neandertales? Los científicos están haciendo un catálogo de todos los genes beneficiosos que recibimos de los neandertales . Echemos un vistazo a algunos de estos genes. El gen microcefalina (MCPH1), por ejemplo, asegura que el desarrollo del cerebro vaya de acuerdo con el plan., Tal vez este gen Neandertal hizo a los humanos más inteligentes y más capaces de sobrevivir en territorios inexplorados. Otros genes neandertales, como el receptor olfativo 12D3 (OR12D3), son importantes para la digestión de los alimentos. Los seres humanos que llegaron a Europa se enfrentaron a todo tipo de nuevos alimentos. Los genes de los neandertales les ayudaron a adaptarse rápidamente a una nueva dieta. ¡Algunos genes incluso podrían haber cambiado la forma de nuestros dientes!
varios genes que los humanos recibieron de los neandertales también parecen desempeñar un papel en el sistema inmunológico, protegiéndonos contra ciertas enfermedades., Estos genes producen proteínas que buscan en el cuerpo humano bacterias y virus dañinos. Cuando se encuentran con uno, lo capturan y se aseguran de que no haga más daño al cuerpo. Esto es similar a un oficial de policía que patrulla las calles en busca de criminales y los encarcela. Cuando los humanos llegaron a Europa, se encontraron con muchas enfermedades nuevas que no ocurren en África. Sus cuerpos no estaban familiarizados con estas enfermedades y se enfermaron rápidamente., Los neandertales, sin embargo, habían hecho frente a estas enfermedades durante miles de años y su ADN tenía los genes adecuados para combatir los virus y bacterias que causaban estas enfermedades europeas. Cuando los humanos recibieron ADN neandertal, también obtuvieron los genes para combatir los nuevos virus y bacterias. Se podría decir que los humanos tienen un equipo de oficiales de policía familiarizados con los criminales de la zona. Eso hizo más fácil capturar a los criminales y meterlos en la cárcel. Como pueden ver en estos ejemplos, los genes neandertales en nuestro ADN han sido muy útiles.,
conclusión
así que, si no eres africano, tu ADN contiene una pizca de genes neandertales. Estos genes se quedaron porque probablemente eran beneficiosos para los humanos, ayudando a nuestra especie a sobrevivir hasta el día de hoy. Mirando hacia atrás, podría haber sido bueno que nuestros ancestros lejanos tuvieran hijos con neandertales. Y, si lo piensan, los neandertales nunca se extinguieron-viven en el ADN de los humanos modernos.
Glosario
Híbrido: Un cruce entre dos especies diferentes.
introgresión: el intercambio de ADN entre especies mediante hibridación.,
selección Natural: el proceso evolutivo por el cual los organismos con rasgos favorables son más propensos a reproducirse. Al hacerlo, transmiten estos rasgos a la próxima generación. Con el tiempo, este proceso permite a los organismos adaptarse a su entorno.
adaptación: un rasgo que aumenta la supervivencia y reproducción de un individuo en comparación con otros individuos de la población.,
Declaración de conflicto de intereses
El autor declara que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran ser interpretadas como un potencial conflicto de intereses.Arnold, M. L. 2006. Evolución A Través Del Intercambio Genético. New York, NY: Oxford University Press.