Un nuevo método para deducir el tamaño de las poblaciones antiguas reveló un grave cuello de botella en la población humana que casi aniquiló la posibilidad de la humanidad tal y como la conocemos hoy.

Un equipo de investigadores de China, Italia y Estados Unidos ha descubierto una laguna inexplicable en el registro fósil de África y Eurasia. Mediante un novedoso método denominado FitCoal (proceso rápido de coalescencia en tiempo infinitesimal), los investigadores pudieron determinar con precisión inferencias demográficas utilizando secuencias genómicas humanas actuales de 3.154 individuos.

Estos resultados indican que los primeros antepasados humanos atravesaron un prolongado y grave cuello de botella en el que aproximadamente 1.280 individuos reproductores fueron capaces de mantener una población durante unos 117.000 años.

Aunque esta investigación ha esclarecido algunos aspectos de los antepasados de principios a mediados del Pleistoceno, aún quedan muchas preguntas por responder desde que se descubrió esta información.

Se muestra la fórmula central de nuestro nuevo método de inferencia. La imagen representa una pintura en un acantilado, que ilustra la población del antepasado humano unida para sobrevivir al peligro desconocido en la oscuridad durante el antiguo cuello de botella severo | foto Shanghai Institute of Nutrition and Health, CAS

En este estudio se analizó una gran cantidad de secuencias genómicas. Sin embargo, el hecho de que FitCoal pueda detectar el antiguo cuello de botella severo incluso con unas pocas secuencias representa un gran avance, afirma el autor principal, Yun-Xin Fu, genetista teórico de poblaciones del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston.

Los resultados obtenidos utilizando FitCoal para calcular la probabilidad de las secuencias genómicas actuales descubrieron que los primeros antepasados humanos experimentaron una pérdida extrema de vida y, por tanto, de diversidad genética.

La brecha en los registros fósiles de África y Eurasia puede explicarse cronológicamente por este cuello de botella en la Edad de Piedra temprana. Coincide con este período de tiempo propuesto de pérdida significativa de pruebas fósiles, afirma el autor principal, Giorgio Manzi, antropólogo de la Universidad Sapienza de Roma. Las razones que se barajan para este descenso de la población ancestral humana son principalmente climáticas: las glaciaciones de esta época provocaron cambios de temperatura, sequías graves y la pérdida de otras especies que podían servir de alimento a los humanos ancestrales.

Se calcula que el 65,85% de la diversidad genética actual pudo perderse debido a este cuello de botella a principios y mediados del Pleistoceno, y el prolongado periodo de número mínimo de individuos reproductores amenazó a la humanidad tal y como la conocemos hoy. Sin embargo, este cuello de botella parece haber contribuido a un acontecimiento de especiación en el que dos cromosomas ancestrales pueden haber convergido para formar lo que actualmente se conoce como cromosoma 2 en los humanos modernos. Con esta información, se ha descubierto potencialmente el último antepasado común de los denisovanos, los neandertales y los humanos modernos (Homo sapiens).

A la derecha se muestra la brecha fósil de los homínidos africanos y el periodo de tiempo estimado de la fusión cromosómica | foto Science

Todos sabemos que una vez que se responde a una pregunta, surgen más preguntas. El novedoso hallazgo abre un nuevo campo en la evolución humana porque evoca muchas preguntas, como los lugares donde vivían estos individuos, cómo superaron los catastróficos cambios climáticos y si la selección natural durante el cuello de botella aceleró la evolución del cerebro humano, afirma el autor principal Yi-Hsuan Pan, genómico evolutivo y funcional de la Universidad Normal de China Oriental (ECNU).

Ahora que hay motivos para creer que se produjo una lucha ancestral hace entre 930.000 y 813.000 años, los investigadores pueden seguir indagando para encontrar respuestas a estas preguntas y desvelar cómo una población tan pequeña persistió en condiciones presumiblemente difíciles y peligrosas. El control del fuego, así como el cambio climático hacia un clima más hospitalario para la vida humana, podrían haber contribuido a un rápido aumento posterior de la población hace unos 813.000 años.

Estos hallazgos son sólo el principio. Los objetivos futuros con estos conocimientos son esbozar una imagen más completa de la evolución humana durante este periodo de transición del Pleistoceno temprano al medio, lo que a su vez seguirá desvelando el misterio que suponen la ascendencia y la evolución humanas tempranas, afirma el autor principal LI Haipeng, genetista teórico de poblaciones y biólogo computacional del Instituto de Nutrición y Salud de Shanghái de la Academia China de Ciencias (SINH-CAS).

Fuentes

Chinese Academy of Sciences | Wangjie Hu et al., Genomic inference of a severe human bottleneck during the Early to Middle Pleistocene transition, Science (2023). DOI:10.1126/science.abq7487

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