¡La asfixia ancestral temprana casi nos aniquila!

Se muestra la sintaxis básica de nuestro nuevo método de inferencia. La imagen muestra una pintura en un acantilado, que muestra poblaciones de homínidos uniéndose para escapar de un peligro desconocido en la oscuridad durante un antiguo y severo cuello de botella. Crédito: Instituto de Nutrición y Salud de Shanghai, CAS

Un nuevo método para inferir el tamaño de la población antigua ha revelado un grave cuello de botella en la población humana, que casi acabó con las posibilidades de la humanidad tal como la conocemos hoy.

La brecha inexplicable en el registro fósil de África y Eurasia ahora puede explicarse gracias al equipo Investigadores de China, Italia y Estados Unidos. Utilizando un nuevo método llamado FitCoal, los investigadores pudieron identificar con precisión inferencias demográficas utilizando la secuenciación reciente del genoma humano de 3.154 individuos. Estos resultados indican que los primeros ancestros humanos atravesaron una fase de cuello de botella larga y severa, en la que aproximadamente 1.280 individuos pudieron mantener la población durante aproximadamente 117.000 años. Si bien esta investigación ha arrojado luz sobre algunos aspectos de los ancestros del Pleistoceno temprano y medio, quedan muchas preguntas por responder desde que se reveló esta información.

Metodología FitCoal

En este estudio se analizó una gran cantidad de secuencias genómicas. Sin embargo, «el hecho de que FitCoal pueda detectar un cuello de botella antiguo tan grave incluso con sólo un pequeño número de secuencias es todo un logro», afirma el autor principal Yun-Shin Fu, genetista teórico de poblaciones del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston. .

Los investigadores publicarán sus hallazgos en línea. Ciencias El 31 de agosto de 2023 (hora del este de EE. UU.). Los resultados se mapearon utilizando FitCoal para calcular la probabilidad de que la secuencia del genoma actual encuentre que los primeros ancestros humanos experimentaron una pérdida masiva de vidas y, por lo tanto, una pérdida de diversidad genética.

A la derecha se muestran los hiatos fósiles de los homínidos africanos y el período de tiempo estimado de la fusión cromosómica. Crédito: Ciencia

Interpretación de la brecha fósil

«La brecha en los registros fósiles africanos y euroasiáticos puede explicarse por este cuello de botella en la Edad de Piedra Temprana en términos históricos. Coincide con este período de tiempo propuesto para una pérdida significativa de evidencia fósil», dice el autor principal Giorgio Manzi, antropólogo de la Las razones propuestas para esta disminución en el número de homínidos son principalmente climáticas: los eventos de glaciación en esta época provocan cambios de temperatura, sequías severas y pérdida de otros organismos. clasificarProbablemente fue utilizado como fuente de alimento por los humanos ancestrales.

Diversidad genética y evolución humana.

Las repercusiones de este cuello de botella son asombrosas. Se estima que el 65,85% de la diversidad genética actual puede haberse perdido debido a esta asfixia a principios y mediados de la Edad del Hielo, y el prolongado período de reducción del número de reproducciones amenazó a la humanidad tal como la conocemos hoy. Sin embargo, este cuello de botella parece haber contribuido a un evento de especiación en el que dos cromosomas ancestrales pueden converger para formar lo que ahora se conoce como cromosoma 2 en los humanos modernos. Con esta información, el último ancestro común de los denisovanos, los neandertales y los humanos modernos (Homo sapiens).

Descubre nuevas preguntas

Todos sabemos que una vez que se responde una pregunta, surgen más preguntas.

«El nuevo descubrimiento abre un nuevo campo en la evolución humana porque plantea muchas preguntas, como dónde vivieron estos individuos, cómo superaron los cambios climáticos catastróficos y si la selección natural a través de un cuello de botella aceleró la evolución del cerebro humano», dice el líder autor: Yi Hsuan Pan, especialista en genómica evolutiva y funcional de la Universidad Normal del Este de China (ECNU).

Ahora que hay razones para creer que el conflicto ancestral ocurrió hace entre 930.000 y 813.000 años, los investigadores pueden continuar buscando respuestas a estas preguntas y revelar cómo esta pequeña población sobrevivió en circunstancias difíciles y peligrosas. El control de los incendios, así como el hecho de que el clima se volviera más hospitalario para la vida humana, pueden haber contribuido al rápido aumento demográfico posterior hace unos 813.000 años.

«Estos hallazgos son sólo el comienzo. Con este conocimiento, los objetivos futuros apuntan a pintar una imagen más completa de la evolución humana durante este período de transición del Pleistoceno temprano al Pleistoceno medio, que a su vez continuará desentrañando el misterio del origen humano primitivo y evolución”. Genetista teórico de poblaciones y científico en Biología Computacional del Instituto de Nutrición y Salud de Shanghai, Academia China de Ciencias (SINH-CAS).

Referencia: “Inferencia genómica del cuello de botella severo humano durante la transición del Pleistoceno temprano al medio” por Wangji Hu, Ziqian Hao, Pengyuan Du, Fabio Di Vincenzo, Giorgio Manzi, Jiang Kui, Yun-Xin Fu, Yi-Hsuan Pan y Haiping Li 31 de agosto de 2023 Ciencias.
doi: 10.1126/ciencia.abq7487

Esta investigación fue codirigida por Haipeng Li en SINH-CAS y Yi-Hsuan Pan en ECNU. Sus colaboradores, Fabio De Vincenzo de la Universidad de Florencia, Giugio Manzi de la Universidad Sapienza de Roma y Yun Shin Fu del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, hicieron importantes contribuciones a los resultados. Los primeros autores del artículo son Wangjie Hu y Ziqian Hao, quienes solían ser estudiantes/aprendices de SINH-CAS y ECNU. Actualmente están afiliados a la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, la Primera Universidad Médica de Shandong y la Universidad de Shandong. Academia de Ciencias Médicas, respectivamente. Pengyuan Du de SINH-CAS y Jialong Cui de ECNU también contribuyeron a este artículo.