Cientistas afirmam ter recuperado o DNA mais antigo conhecido de Homo sapiens de restos humanos encontrados na Europa, e as informações estão ajudando a revelar nossa história compartilhada com os Neandertais.
Os genomas antigos sequenciados de 13 fragmentos de ossos descobertos em uma caverna sob um castelo medieval em Ranis, Alemanha, pertenciam a seis indivíduos, incluindo mãe, filha e primos distantes que viveram na região há cerca de 45.000 anos, segundo o estudo publicado nesta quinta-feira (12) na revista Nature. Os códigos genéticos carregavam evidências de ancestralidade Neandertal.
Os pesquisadores determinaram que os primeiros humanos que viveram em Ranis e na área circundante provavelmente encontraram e tiveram filhos com Neandertais há cerca de 80 gerações, ou 1.500 anos, embora essa interação não tenha necessariamente acontecido no mesmo local.
Os cientistas sabem desde que o primeiro genoma Neandertal foi sequenciado em 2010 que os primeiros humanos se cruzaram com Neandertais, uma revelação bombástica que legou um patrimônio genético ainda rastreável hoje. No entanto, exatamente quando, com que frequência e onde ocorreu essa junção crítica e misteriosa na história do homem tem sido difícil de determinar.
Um estudo mais amplo sobre a ancestralidade Neandertal, publicado nesta quinta-feira (12) na revista Science, que analisou informações dos genomas de 59 humanos antigos e de 275 humanos vivos, corroborou a linha do tempo mais precisa, descobrindo que a maioria da ancestralidade Neandertal em humanos modernos pode ser atribuída a um “único período compartilhado e prolongado de fluxo gênico”.
“Éramos muito mais semelhantes do que diferentes”, disse Priya Moorjani, autora sênior do estudo da Science e professora assistente no departamento de biologia molecular e celular da Universidade da Califórnia, Berkeley, em uma coletiva de imprensa. “As diferenças que imaginávamos entre esses grupos serem muito grandes, na verdade, eram muito pequenas, geneticamente falando. Eles parecem ter se misturado por um longo período e vivido lado a lado por muito tempo”.
A pesquisa identificou um período crucial que começou há cerca de 50.500 anos e terminou há cerca de 43.500 anos — não muito antes dos Neandertais, agora extintos, começarem a desaparecer do registro arqueológico.
Durante esse período de 7.000 anos, os primeiros humanos encontraram Neandertais, tiveram relações sexuais e deram à luz filhos com bastante regularidade. O auge da atividade foi há 47.000 anos, sugere o estudo.
A investigação também mostrou como certas variantes genéticas herdadas de nossos ancestrais Neandertais, que compõem entre 1% e 3% de nossos genomas hoje, variaram ao longo do tempo. Algumas, como as relacionadas ao sistema imunológico, foram benéficas para os humanos durante a última era glacial, quando as temperaturas eram muito mais frias, e continuam conferindo benefícios hoje.
Os dois estudos conferem “substancial confiança” ao momento em que humanos e Neandertais trocaram genes, algo que os geneticistas descrevem como introgressão, disse o geneticista evolutivo Tony Capra, professor de epidemiologia e bioestatística no Instituto Bakar de Ciências da Saúde Computacional da Universidade da Califórnia, São Francisco.
“Dados genéticos deste período crucial em nossa evolução são muito raros”, disse Capra, que não participou da pesquisa, por e-mail. “Estes estudos enfatizam como ter mesmo alguns poucos genomas antigos fornece uma perspectiva poderosa que permitiu aos autores refinar nossa compreensão da migração humana e da introgressão Neandertal”.
Os cientistas que trabalham nos dois projetos de pesquisa decidiram publicar seu trabalho ao mesmo tempo quando perceberam que haviam chegado separadamente a uma conclusão semelhante.
A pesquisa na Science descobriu que as variantes genéticas herdadas de nossos ancestrais Neandertais estão distribuídas de forma desigual pelo genoma humano. Algumas regiões, que os cientistas chamam de “desertos arcaicos”, são desprovidas desses genes.
Esses desertos provavelmente se desenvolveram rapidamente após os dois grupos se cruzarem, dentro de 100 gerações, talvez porque resultaram em defeitos de nascimento ou doenças que teriam afetado as chances de sobrevivência da prole.
“Isso sugere que indivíduos híbridos que tinham DNA Neandertal nestas regiões eram substancialmente menos aptos, provavelmente devido a doenças graves, letalidade ou infertilidade”, disse Capra por e-mail. Em particular, o cromossomo X era um deserto.
Capra disse que os efeitos das variantes Neandertais que causam doenças poderiam ser maiores no cromossomo X, talvez porque está presente em duas cópias nas fêmeas, mas apenas em uma cópia nos machos.
“O cromossomo X também tem muitos genes que estão ligados à fertilidade masculina quando modificados, então foi proposto que parte deste efeito poderia ter vindo da introgressão levando à esterilidade híbrida masculina”, disse ele.
As variantes genéticas Neandertais detectadas com mais frequência em genomas antigos e modernos do Homo sapiens estão relacionadas a características e funções que incluíam função imunológica, pigmentação da pele e metabolismo, com algumas aumentando em frequência ao longo do tempo.
“Os Neandertais viviam fora da África em climas severos da era do gelo e estavam adaptados ao clima e aos patógenos desses ambientes. Quando os humanos modernos deixaram a África e se cruzaram com os ancestrais, alguns indivíduos herdaram genes Neandertais que presumivelmente permitiram que eles se adaptassem e prosperassem melhor no ambiente”, disse Leonardo Iasi, coautor principal do artigo da Science e doutorando no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva em Leipzig, Alemanha.
Os indivíduos que viviam em Ranis tinham 2,9% de ancestralidade Neandertal, não muito diferente da maioria das pessoas hoje, descobriu o estudo da Nature. A nova linha do tempo permite aos cientistas entender melhor quando os humanos deixaram a África e migraram pelo mundo.
Isso sugeriu que a principal onda de migração para fora da África estava essencialmente concluída há 43.500 anos, porque a maioria dos humanos fora da África hoje tem ancestralidade Neandertal originária deste período, sugeriu o estudo da Science.
No entanto, ainda há muito que os cientistas não sabem. Não está claro por que as pessoas no Leste Asiático hoje têm mais ancestralidade Neandertal do que os europeus, ou por que os genomas deste período mostram pouca evidência de DNA do Homo sapiens.
Enquanto os códigos genéticos sequenciados dos indivíduos de Ranis são os mais antigos do Homo sapiens, os cientistas já recuperaram e analisaram DNA de restos Neandertais que datam de 400.000 anos atrás.
Os indivíduos que habitavam a caverna estavam entre os primeiros Homo sapiens a viver na Europa. Esses primeiros europeus eram algumas centenas e incluíam uma mulher que vivia a 230 quilômetros de distância em Zlatý kůň, na República Tcheca.
O DNA de seu crânio foi sequenciado em um estudo anterior, e os pesquisadores envolvidos no estudo da Nature conseguiram conectá-la aos indivíduos de Ranis.
Esses indivíduos tinham pele escura, cabelos escuros e olhos castanhos, segundo o estudo, talvez refletindo sua chegada relativamente recente da África. Os cientistas continuam estudando restos do local para reconstituir sua dieta e como viviam. O grupo familiar fazia parte de uma população pioneira que acabou se extinguindo, não deixando nenhum traço de ancestralidade nas pessoas vivas hoje.
Outras linhagens de humanos antigos também se extinguiram há cerca de 40.000 anos e desapareceram assim como os Neandertais acabaram fazendo, disse Johannes Krause, diretor do departamento de arqueogenética do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva. Essas extinções podem sugerir que o Homo sapiens não teve um papel no desaparecimento do Homo neanderthalensis.
“É interessante ver que a história humana nem sempre é uma história de sucesso”, disse Krause, um dos autores seniores do estudo da Nature.
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