dimarts, 25 de febrer del 2020

Fantasmes africans (I): els quatre llinatges d'humans moderns

L'Àfrica ha estat fins ara un continent oblidat pel que fa a l'anàlisi d'ADN antic. En comparació, tenim centenars de mostres d'Europa de diverses èpoques (mesolític, neolític tardà, neolític primerenc, paleolític mitjà i superior, epipaleolític, edat del ferro, edat mitjana...). 

Localització del jaciment arqueològic Shum Laka al Camerun.

El motiu principal d'aquesta escassetat d'ADN de mostres prehistòriques africanes són les condicions climàtiques, que fan que sigui molt difícil recuperar ADN antic amb prou quantitat i qualitat per als anàlisis.

Com que a l'Àsia i Amèrica també hi ha escassetat d'ADN antic, sospito que hi ha altres motius a banda del clima. Potser els científics africans i asiàtics estan menys interessats en conèixer la història genètica de la seva regió.

És una pena, perquè la meva sensació és que l'Àfrica guarda informació molt rellevant pel que fa a l'evolució humana, informació sense la qual no ens serà possible reconstruir els esdeveniments esdevinguts durant els últims dos milions d'anys.

Interior del jaciment de Shum Laka

Fins i tot he arribat a llegir que el Fora d'Àfrica, la teoria que s'ha acceptat com a universalment vàlida des de la dècada dels 80, podria patir modificacions importants en els propers anys. I una sèrie d'articles apareguts en els darrers mesos apunten en aquesta direcció.

El model que ens van ensenyar als millennials a l'escola de "TOTS els humans son originaris d'un petit grup que va viure a l'Àfrica fa 200.000 anys i va reemplaçar tota la resta de llinatges pre-moderns" està patint modificacions importants gràcies a l'ADN antic.

Un nou estudi (1) indica que l'Àfrica hauria estat poblada per almenys quatre llinatges d'humans moderns (Homo sapiens) fins fa 50.000 anys. Alguns d'aquests llinatges s'haurien barrejat donant lloc a les poblacions actuals d'Àfrica, mentre que d'altres s'haurien extingit gairebé completament.

En aquest estudi s'han analitzat restes de quatre individus juvenils del jaciment de Shum Laka, al nord-oest del Camerun, datats en 3000-8000 anys abans del present. Un dels nens portava l'haplogrup A00 al cromosoma Y, una de les branques més ancestrals i que només es troba en homes camerunesos i a molt baixa freqüència.

Curiosament, aquests individus no estan estretament emparentats amb els pobladors actuals de l'oest d'Àfrica, i en canvi mostren més similituds amb els habitants contemporanis d'Àfrica central


És complicat! Esquema dels tres llinatges ancestrals dels quals serien descendents la majoria de poblacions actuals (1, 2 i 3) i el llinatge "Fantasma Modern" (Ghost modern), que hauria contribuït només a les poblacions de l'oest d'Àfrica. La majoria de poblacions africanes actuals de qualsevol punt del continent són producte de la barreja de dos o més llinatges ancestrals, incloent-hi el Fantasma Modern.
Això indicaria que hi va haver importants migracions i reemplaçaments poblacionals fa <3000 anys a l'oest d'Àfrica. L'anàlisi del l'ADN d'aquests quatre individus ha permès descobrir l'existència de quatre llinatges d'humans a l'Àfrica, que van començar a expandir-se i diversificar-se des de l'est d'Àfrica fa 300-200.000 anys.

Un d'aquests llinatges hauria originat els caçadors-recol·lectors del sud del continent, com ara els Khoisan. Un altre seria ancestral a les poblacions d'Àfrica central, com ara els Mbuti, els Aka i els quatre individus del jaciment de Shum Laka.

Un altre llinatge hauria originat els actuals africans de l'oest (incloent-hi els Mende, Bantús, Yoruba i llinatges nord-africans com ara el representat per individus de la cultural Iber-Mauritana de Taforalt), els africans de l'est actuals i tots els no-africans.

Un quart llinatge fins ara desconegut hauria contribuït només a algunes poblacions de l'oest d'Àfrica com ara els Yoruba i els Mende. Aquest llinatge, que hauria divergit de la resta fa 250-200.000 anys i s'hauria barrejat posteriorment amb els avantpassats dels grups esmentats, ha estat batejat amb el nom de "Fantasma Modern".
Gràfic inferit a partir de l'anàlisi dels genomes dels individus de Shum Laka on s'hi mostra el parentiu genètic entre poblacions actuals africanes (les no-africanes es troben representades pels francesos) i extingides (el neandertal d'Altai i un llinatge "fantasma arcaic" africà), i les proporcions amb què cadascuna de les poblacions extingides hauria contribuït a les actuals.

També hi ha certa evidència genètica de l'existència d'un llinatge que hauria divergit molt abans que els quatre esmentats, i que els autors han anomenat "Fantasma Arcaic".

Aquest llinatge arcaic hauria fet una petita contribució genètica (2-3%) a la majoria de poblacions de l'oest d'Àfrica actuals, com ara els Yoruba i els Mende.

Les conclusions de l'estudi de Shum Laka són sorprenents: si només amb quatre individus d'un sol jaciment arribem a resultats tan sorprenents, imagineu-vos quan en tinguem centenars!

(1) Ancient West African foragers in the context of African population history

PDF: https://reich.hms.harvard.edu/sites/reich.hms.harvard.edu/files/inline-files/2020_Lipson_Nature_ShumLaka.pdf 



divendres, 21 de febrer del 2020

Superarcaics: no tot el que no és modern és arcaic

Comencem pel principi: l'ADN genòmic indica que neandertals, denisovans i humans moderns comparteixen un avantpassat comú que va viure fa uns 700.000 anys. Aquest homínid probablement va viure a l'Àfrica (1). 

Crani d'Homo georgicus

Fins aquí tot bé. Ara vénen els problemes. Tenim fòssils a Euràsia datats en més d'un milió d'anys. Em refereixo a l'Homo antecessor, l'Homo erectus i l'Homo georgicus.

La seva presència indica que hi va haver diverses expansions fora d'Àfrica en els darrers dos milions d'anys, tot i que no és possible saber quantes ni si han contribuït a les poblacions actuals o passades.

I és aquí on la genètica és de gran utilitat: un nou estudi ha trobat evidència que hi ha hagut almenys tres grans expansions fora d'Àfrica: la primera va ocórrer fa uns dos milions d'anys, la segona fa 0.7 milions i la última fa "només" 50.000 anys (2).

No sabem què va passar amb aquests homínids, anteriors als denisovans i neandertals: es van extingir degut a causes naturals? Van mutar a una nova espècie? Es van barrejar amb els invasors?

Només tenim una cosa clara: si els neandertals i denisovans es diuen arcaics (en contraposició amb els "moderns", que seríem nosaltres), el georgicus, l'erectus i companyia serien més que arcaics: correcte, el seu nom és el de SUPERarcaics.

Esquema que resumeix el model de l'estudi. X: Africans. Y: Europeus. N: Neandertals. D: Denisovans. S: Superarcaics.
No, no estic fent broma, aquest nom està en ús i ningú (aparentment) hi ha posat cap pega. El problema vindrà quan es trobi que hi hagi arcaics més arcaics que els superarcaics, però de moment millor que posem un punt i apart perquè les coses ja són prou complicades.

No ens és possible determinar a quina espècie pertanyen els homínids superarcaics. Aquests han estat identificats amb models matemàtics mitjançant l'anàlisi comparatiu dels genomes denisovans, neandertals i humans moderns.

Els models que millor encaixen són aquells on l'evolució de les tres (sub)espècies humanes s'explica afegint-hi una petita quantitat de flux gènic d'un llinatge supearcaic als avantpassats dels denisovans/neandertals (=neandersovans) i una segona tongada a la branca dels denisovans.

La quantitat de flux gènic dels superarcaics als neandersovans seria força limitada, al voltant del 3%. També s'ha trobat que la població de neandersovans va patir un coll d'ampolla poc després d'expandir-se d'Àfrica a Euràsia fa uns 700.000 anys.

Els autors han estimat que la separació entre superarcaics i la resta d'homínids va ocórrer fa uns 2.3 milions d'anys, i podria correspondre a la primera sortida d'homínids d'Àfrica a Euràsia. 

Homo antecessor practicant canibalisme

És possible que l'ADN superarcaic provingui de diversos llinatges tenint en compte que s'han trobat restes d'homínids que habitaven Euràsia des de feia almenys 1 milió d'anys abans que els neandersovans van sortir d'Àfrica.
Curiosament, una part d'aquest ADN superarcaic podria haver perviscut fins a les poblacions actuals. De fet, s'estima que fins al 15% de l'ADN denisovà present a les poblacions de Papua Nova Guinea prové d'un homínid desconegut que podria ser perfectament un superarcaic (3). 

El missatge més destacat de l'estudi és que la (pre)història es repeteix: els neandersovans van sortir d'Àfrica, van reemplaçar en gran part els habitants anteriors, van colonitzar l'est i oest d'Euràsia i amb el temps van evolucionar en dos llinatges (alguns diuen que tres (4)) diferents. Fa 50.000 anys va tornar a passar el mateix, i el resultat som nosaltres.

I si això us sembla complicat és perquè encara no heu vist la quantitat de llinatges fantasma que s'han inferit mitjançant l'anàlisi de genomes africans antics i actuals. Pista: hi ha llinatges "fantasma moderns" i "fantasma arcaics".


dijous, 20 de febrer del 2020

El retorn de Shanidar Z


La cova de Shanidar, a l'Iraq, és una de les més mítiques i conegudes de tot el domini neandertal. Descoberta l'any 1950 per l'arqueòleg Ralph Solecki, ha rebut l'atenció d'arqueòlegs i antropòlegs d'arreu del món.

Vista de la magnífica cova de Shanidar

Entre d'altres coses, va servir d'inspiració a l'autora Jean M. Auel a l'hora d'escriure la saga "El clan de l'Ós de les Cavernes".

Alguns dels personatges més mítics de la saga, com ara Creb i Iza, estan inspirats en restes de neandertals trobades a la cova de Shanidar, que va ser ocupada per aquests humans en un període que va des dels 70,000 als 44,000 anys abans del present.

Aquesta cova és molt famosa, entre d'altres coses perquè s'hi han localitzat diversos enterraments que suggereixen que els neandertals creien en el més enllà. En concret, s'han trobat restes de pol·len i flors al voltant de la tomba de Shanidar IV i just a sota del seu esquelet (1).

Les interpretacions que s'hi han donat són bàsicament dues. Hi ha qui diu que les flors van ser dipositades pels companys de Shanidar IV intencionadament, mentre que d'altres pensen que simplement hi van anar a parar pel vent, ocells o rosegadors (2).

La hipòtesi del simbolisme ha estat revifada gràcies a la descoberta d'un altre neandertal dins de la cova de Shanidar (caram, sí que n'hi havia!) i que sembla que va ser enterrat en circumstàncies similars.


Restes de la mà esquerra de Shanidar Z


Aquest nou neandertal ha estat batejat amb el nom "Mazinger Shanidar Z". Les restes inclouen ossos del crani i del tors, i han estat datades en 70,000 anys. Tant la posició en què va ser col·locat el cadàver de Shanizar Z com el lloc on va ser dipositat indiquen que es tracta d'un enterrament deliberat (3).


Shanidar Z tenia la dentadura molt desgastada al moment de morir, cosa que indica que es tracta probablement d'un adult d'uns 40 a 50 anys, però no ha estat possible determinar-ne el sexe.

A més a més, els autors han indicat que aquest individu presenta un estat de preservació molt bo de la part petrosa de l'os temporal. L'elevada densitat d'aquesta estructura òssia podria fer possible l'extracció d'ADN.


Reconstrucció de la posició en què reposaven les restes de Shanidar Z

Els neandertals de Shanidar són molt interessants des d'un punt de vista genètic perquè aquesta és la zona geogràfica on se suposa que van coexistir amb els primers humans moderns que s'hi van barrejar, fa uns 60,000 anys.

Per descomptat, l'anàlisi del càlcul dental de Shanidar Z també serà de gran ajut a l'hora de conèixer els hàbits alimentaris d'aquests humans.




(1) https://www.persee.fr/doc/bspf_0249-7638_1968_num_65_3_8994

(2) https://www.cambridge.org/core/journals/cambridge-archaeological-journal/article/shanidar-iv-flower-burial-a-reevaluation-of-neanderthal-burial-ritual/C28BB4644C55E12ED64819A260A5055D

(3) https://www.cambridge.org/core/journals/antiquity/article/new-neanderthal-remains-associated-with-the-flower-burial-at-shanidar-cave/E7E94F650FF5488680829048FA72E32A/core-reader