La humanidad tiene individuos que no poseen genes neandertales

Formó parte del equipo que secuenció el genoma Neandertal y es uno de los mayores expertos en homininos. Antonio Rosas, paleoantropólogo y miembro de la Selección Española de Ciencia 2015, sabe por qué los bebés son tan indefensos, de dónde venimos y la relación que hay entre el tamaño corporal y el cerebro

Gran parte de su investigación se desarrolla en la cueva de El Sidrón, Asturias, donde avanza en la reconstrucción del antepasado común del que luego surgieron el linaje de los homininos y el de los chimpancés.

- Es el Homo naledi una de las cinco especies humanas que había hace 100.000 años? ¿Dónde podría situarse en la escala evolutiva?

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- Se trata de un descubrimiento muy relevante que nos va hacer repensar algunos aspectos básicos no solo de la evolución humana, sino de cómo funcionan los procesos evolutivos en general. No obstante, quedan algunas incertidumbres básicas por desvelar en torno a los fósiles asignados a Homo naledi. Por ejemplo, su antigüedad. Desconocemos cuándo vivieron estos homininos, aunque sus descubridores opinan que tienen más de dos millones de años. Con esta cronología y sus peculiares características anatómicas cabe suponer que esté en la base de la radiación que dio origen a los primeros representantes del género Homo. No obstante, todo esto tendrá que ir confirmándose en los próximos años. Una tarea fascinante, en cualquier caso.

- ¿Y se sabe cuándo empezamos a ser bípedos?

- El modelo clásico establecía que el bipedismo, que es lo que más nos define, se estableció cuando los bosques empezaron a retraerse por un cambio climático y comenzaron a aparecer sabanas en el este de África. Se creía que aquellos animales empezaron a aventurarse en espacios más abiertos y como consecuencia de ello inventaron el bipedismo. En los últimos años hemos descubierto que no es así. Ahora sabemos que surge en ambientes de selva lluviosa.

Nuestros bebés necesitan tantos cuidados porque nacen en una situación de desarrollo cerebral a la que correspondería seguir dentro del útero materno

- ¿Qué es lo que motivó ese cambio?

- Es una pregunta difícil. No tiene una contestación clara. Hay varios modelos de interpretación. Uno es que probablemente la propia locomoción de estos animales en el medio arbóreo les habría permitido, a través de una trepa vertical, es decir, subir y bajar por los troncos, aventurarse al suelo y estar preadaptados para poder desplazarse sobre las extremidades posteriores. Otros autores piensan que fue un cambio radical en el comportamiento y sobre todo en la relación de los machos con las hembras lo que verdaderamente dio origen al bipedismo. Varió la relación de tal manera que los machos dejaron de pelearse para conseguir la mejor pareja y, simplificando mucho, se dijeron: “Si utilizo las manos para llevar comida o alguna otra prebenda a una hembra en particular, ganaré sus favores sin tener que pelearme con otros”. Y fue el uso de las extremidades superiores para transportar alimentos a la hembra lo que facilitó el bipedismo. Esa estrategia, además, influyó en el tamaño de la dentición. Los chimpancés, gorilas, etc, tienen grandes caninos para impresionar al adversario. No están muy relacionados con la ingesta porque fundamentalmente son herbívoros, sobre todo los gorilas. De tal manera que si ya no es necesario pelearse con otros machos para conseguir a la hembra, tampoco hace falta una dentición intimidatoria. Es decir, se establece un marco de actuación que cambia de forma básica la estrategia vital. El bipedismo y la disminución del tamaño de los caninos van asociados a nuestra evolución.

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- ¿Qué consecuencias ha traído nuestro bipedismo a nivel morfológico?

- Lo primero que aporta es la liberación de las manos. Eso permite el transporte de determinados objetos y muchas otras funciones. Pero, además, empieza a poner en circulación otra posibilidad fundamental, que es la fabricación de herramientas. Las manos liberadas pueden utilizarse para muchas cosas y todo ello está ligado a la comunicación. De hecho, se discute si en el origen del lenguaje está antes la articulación verbal o la gesticulación. Probablemente, fuera la gesticulación con las manos lo que generó posteriormente el lenguaje. Todo ello, con el paso de los millones de años, termina modificando nuestro cerebro, provocando una eclosión en el incremento de la masa neuronal y de la conectividad y dando origen a lo que llamamos los homininos de cerebro grande. La consecuencia es una modificación de la arquitectura de nuestra cabeza. Pasamos de aproximadamente unos 400 cc de tamaño encefálico que tenía ese último antepasado común, es decir el primer hominino, a los neandertales, que tienen 1.600-1.700 cc. Nosotros tenemos unos 1.350-1.400 cc.

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- ¿Está relacionado el tamaño del cerebro y la inteligencia?

- No exactamente. El tamaño del cerebro es proporcional al del cuerpo. Si la relación fuera 1:1 caeríamos en una trampa machista. Las mujeres, al ser generalmente más pequeñas, tienen en consecuencia un cerebro volumétricamente de menores dimensiones. ¿Conlleva esto menos inteligencia? Evidentemente, no. Hay un componente del cerebro que está relacionado con el tamaño del cuerpo. Cuanto mayor es, más neuronas necesita para “mover los cables”. Por ejemplo, el cerebro de los neandertales era mayor que el nuestro porque tenían más masa corporal. No eran más altos, pero sí más corpulentos, con más masa musculoesquelética.

Se cree que el uso de las extremidades superiores para transportar alimentos a la hembra facilitó el bipedismo

- ¿Eran listos?

- Sí, claro. En su momento lo eran. El error es compararlos con el iPhone6. Las cosas hay que ponerlas en su contexto. La historia de la vida nos enseña que el mundo se organiza en procesos históricos y que existe eso que se llaman épocas. Si comparamos fuera de tiempo, nos equivocamos.

- ¿Cómo influyó en el tamaño de nuestro cerebro no solo el bipedismo, sino también la ingesta y otros ambiente medioambientales?

- Con el inicio de la fabricación de una serie de herramientas que permiten el acceso a la caza de animales, se empiezan a ingerir grasas y proteínas en unas cantidades nunca antes vistas. Y esto tiene varias implicaciones porque una dieta de mayor calidad requiere menos tracto intestinal. El sistema digestivo de un animal herbívoro es muy largo porque necesita bacterias y protozoos para poder extraer el alimento de las hojas, los tallos y las cortezas. Si la dieta es muy rica e ingerimos proteínas, grasas y azúcares, no hace falta que sea tan largo. Comienza, así, un fenómeno de reducción que tiene en cuenta ciertas particularidades. La principal se basa en lo que llamamos “tejidos caros”, es decir costosos de mantener dentro del organismo. El cerebro es uno y el intestino otro. Una dieta rica redunda en un proceso digestivo más sencillo y en el consiguiente ahorro de energía que podrá utilizarse en otras cosas. Entre ellas, redunda en el incremento de otro tejido, el nervioso, y en la capacidad de incrementar el volumen cerebral y su potencial cognitivo asociado.

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- ¿En los fósiles, es el cráneo la parte que más información nos aporta?

- Depende del periodo que estemos estudiando. El cambio de nuestra arquitectura corporal no se produce al unísono. Hay sistemas que cambian en un momento dado y después se estabilizan y otros que lo hacen posteriormente. Por ejemplo, al principio de nuestra evolución es en la postura bípeda, es decir en la disposición de la cadera y del fémur, donde se concentra el cambio. Por supuesto que la cabeza también cambia, porque efectivamente con la postura bípeda el foramen magno –orificio mayor situado en la parte pósteroinferior del cráneo a través del cual se establece la continuidad del sistema nervioso central– adquiere otra posición, los dientes también varían, los caninos se reducen… Pero la modificación está fundamentalmente localizada en las piernas, por decirlo así. Tres o cuatro millones de años después, con el esqueleto ya estabilizado, el protagonista es el gran aumento del incremento del volumen encefálico y la modificación de áreas neuronales. Por tanto, las tasas de evolución de las diferentes partes del cuerpo dependen del fenómeno y del periodo que estemos estudiando.

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- ¿Qué tiene que ver el bipedismo con la dificultad de las mujeres para parir?

- Nuestra especie tiene una dificultad manifiesta en el parto. Eso se produce por un cruce de líneas en nuestra evolución. Por un lado, la postura bípeda transforma la cadera y los dos canales que intervienen en el parto se estrechan. Durante las primeras fases de la evolución de los homininos no genera problema porque el cerebro es muy pequeñito y puede atravesar el canal del parto sin problema. Cuando alcanzamos la constitución de la postura bípeda según la arquitectura que conocemos, que es ancha pero relativamente estrecha comparada con el cuerpo más primitivo, y además el volumen encefálico del gestante supera determinado umbral, se produce un compromiso. Aquí tenemos un problema. Es decir, hay una estructura fija que ya no puede cambiar porque lo exige la estabilidad a la hora de caminar y, a su vez, un cerebro de gestante cada vez más grande. ¿Cómo lo resolvemos? De forma extrauterina. Nacemos a los nueve meses, pero luego, a lo largo del primer año, seguimos siendo fetos. Durante ese primer estadio nuestro cerebro sigue creciendo a tasas fetales. Al nacer la capacidad volumétrica de un bebé es de 400 cc y llegamos a los 1.350 cc. Por eso los recién nacidos son tan dependientes. Nuestros bebés necesitan tantos cuidados porque nacen en una situación de desarrollo cerebral a la que correspondería seguir dentro del útero materno. Es decir, somos fetos extrauterinos.

- O sea que si fuéramos capaces de aumentar nuestra etapa fetal extrauterina tendríamos vía libre para tener cerebros cada vez mayores.

- La evolución no está escrita. Nosotros podemos ver un poco lo que ha pasado, tratar de entenderlo y hacer algún amago de predicción, pero la historia evolutiva está sujeta a mil variables y es casi impredecible. Lo que sí sabemos es que la capacidad cognitiva no solo viene de la mano de un incremento del volumen. Una mayor sofisticación en las sinapsis neuronales y en la sofisticación de la circuitería neuronal puede dar mejores rendimientos. No por tener la cabeza más grande se es más listo. Se puede tener una cabeza pequeñita y obtener mayor rendimiento.

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- ¿Está el tamaño de cerebro relacionado con el ciclo de vida?

- Íntimamente, sí. Hay una teoría muy bonita que se llama el life history, o ciclo vital, y en ella el cerebro es uno de los parámetros fundamentales. Existen relaciones muy curiosas, como por ejemplo que la salida del primer molar está relacionada con el volumen del cerebro. Nosotros tenemos una capacidad volumétrica de 1.350 cc y el primer molar suele salir a los seis años. Los chimpancés, de 400 cc y les sale a los tres años. En los monos cercopitecos, con un volumen encefálico aún más reducido, sale antes. Es decir, son marcadores del ciclo vital, en este caso de la niñez. De tal manera, que el cerebro, sobre todo en primates y en hominoideos, va adquiriendo mayor relevancia en nuestra biología. En parte porque necesita mucha energía. Cuando es pequeño, el animal se organiza de una manera. Cuando crece exige más energía, el animal se organiza de otra y empieza a decir, bueno, “todo a la vez no lo puedo hacer. Pues vamos a desarrollar primero el cerebro y luego el resto”. Como consecuencia de este fenómeno aparece la adolescencia y el estirón puberal, cosa que en otras especies no existe. De alguna forma posponemos el crecimiento de nuestro cuerpo. Damos prioridad al cerebro. Por eso los niños son tan cabezones.

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- Hace poco se descifró el Genoma Neandertal…

- Es un hito en la investigación por su dificultad técnica y el arrojo que hace falta para plantearlo. Se trataba de poner en claro la secuencia de letras del libro del genoma de los neandertales. Aquello fue un primer borrador. Es igual que cuando se coge un libro: lo primero que hay que hacer es conocer las letras, las combinaciones que pueden tener… Luego hay que interpretar esa escritura. Como herramienta, ese es su significado.

- ¿Por qué el Neandertal y no otra especie?

- La idea original era construir una herramienta para futuros trabajos. Queríamos averiguar cuáles eran las características genéticas que nos definían a nosotros, Homo sapiens, como una especie distinta al resto. Hasta ahora la comparación más inmediata que se podía hacer en términos genéticos era con el chimpancé, que es la especie viva más próxima al ser humano y de la que se podían obtener datos genéticos directamente, pero la distancia evolutiva entre el chimpancé y nosotros es lejana. Y entonces nos dijimos: “Tenemos una especie fósil, como son los neandertales, mucho más cercanos en el ámbito evolutivo. Si pudiésemos reconstruir su genoma, podríamos de alguna forma descartar todos los cambios genéticos que corresponden a otros homininos como ellos y aislar completamente lo que corresponde a ese último ramal evolutivo que somos nosotros. Y esa es la filosofía de fondo.

- ¿Cuáles han sido las primeras consecuencias?

- Uno de los resultados que emanaron del estudio fue comprobar que en el Próximo Oriente hubo hibridación entre neandertales y humanos modernos, un tema en el que siempre ha habido mucho debate porque hasta ese momento lo que estaba en juego en el fondo era la idea de especie biológica, de si había habido hibridación o no… El Genoma Neandertal puso por primera vez en evidencia que en el Próximo Oriente, en la zona de Palestina, Siria… efectivamente la hubo. Se produjo cuando el Homo sapiens abandonó el continente africano. Al abrir ese corredor hacia Oriente, encontró otras poblaciones humanas antiguas, los neandertales. Y es en ese momento cuando se produjo la hibridación. Desde entonces, todos sus descendientes, que somos nosotros, arrastramos genes neandertales.

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- Entonces, ¿todos los humanos tenemos un poco de Neandertal?

- No todos. Los Homo sapiens que no salieron de África no se hibridaron con los neandertales. Por lo tanto, ahora mismo, en términos generales, podemos decir que la humanidad tiene individuos que no tienen genes neandertales, los que proceden de las poblaciones subsaharianas, y los que sí los tienen, que son los descendientes de aquellos primeros colonos.

- ¿Qué diferencias genéticas hay entre unos pueblos y otros?

- El genoma es un conjunto de bases químicas enorme. Solamente unos cuantos segmentos codifican para proteínas o tienen un significado funcional bien conocido. Las diferencias que pueda haber se dan en determinados segmentos, muchos de los cuales no tienen un verdadero significado funcional, pero sí sirven de marcadores de la historia de las poblaciones. No es que haya funciones distintas. Desde luego cada día se publican trabajos nuevos sobre si un determinado gen de poblaciones arcaicas podría haber sido de introgresión en el Homo sapiens. De hecho, a raíz del estudio del Genoma Neandertal se ha puesto de manifiesto que ha habido hibridación con otras poblaciones, por ejemplo los denisovanos con los antepasados de las poblaciones que habitan actualmente en Papua Nueva Guinea, y también de introgresión de segmentos genéticos de especies de África y Asia cercanas al Homo erectus que no tenemos bien controladas. De tal manera que el modelo que ahora mismo existe en el escenario sobre la evolución humana reciente se basa en un flujo genético en pequeñas cantidades entre el Homo sapiens y otras poblaciones arcaicas.

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- ¿Se podría hacer una clasificación entre los seres humanos que proceden de los neandertales y los que han tenido hibridación con otras especies arcaicas?

- La mezcla es lo suficientemente cruzada como para que no se puedan establecer tipologías de origen genético. No son susceptibles de clasificarse en estándares más o menos cerrados. Los que proceden de los neandertales también tienen genes de los denisovanos.

- Hace 100.000 años había cinco especies humanas. ¿Por qué solo ha sobrevivido una?

- Cuatro se extinguieron. Apenas nos quedan de ellas posos genéticos, es decir, unos cuantos segmentos cromosómicos insertados en nuestro genoma. Proceden de neandertales, denisovanos y otras especies arcaicas que, repito, podíamos llamarlas de forma muy genérica Homo erectus. No hay que confundir lo que es una pequeña secuencia genética en nuestros cromosomas con todo lo que somos, nuestro comportamiento, nuestra manera de ver el mundo, nuestra forma incluso de pensar. Los organismos somos entidades muy complejas no susceptibles de reducirnos a secuencias genéticas. Somos algo más.

- ¿Cuál es en realidad la especie que dio origen al ser humano?

- En teoría evolutiva, todos los organismos que existimos en el planeta tenemos el mismo origen más o menos remoto. Es como un árbol en el que vamos descendiendo hasta el tronco. De hecho, uno de los temas más interesantes de la Paleontología humana actual es la reconstrucción de ese antepasado común, de cómo era su anatomía, su arquitectura corporal, su ecología. De él surgieron dos linajes, lo que llamamos los homininos y otro que dio lugar al origen del chimpancé. Si vamos un poquito más atrás, encontraremos otro antepasado común del que surgieron los gorilas y ese tronco común de humanos y chimpancés que después se diversificó. Y si vamos más hacia atrás, encontraremos que todos los linajes comparten la misma secuencia genética. En realidad, esa es la esencia del pensamiento evolutivo actualmente, con independencia de los mecanismos o las causas que provoquen el cambio. Pero, a la hora de establecer lo que podíamos llamar la topología de las relaciones, el pedigrí está en la noción de que ha habido un antepasado común del que surgen otros linajes.

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- ¿Pero se podría identificar por lo menos el que dio lugar al chimpancé y al Homo sapiens? ¿Cuál es?

- Todavía no tiene nombre. Algunos autores han propuesto que el primer primate hominino pertenecía a los géneros Orrorín, Sahelanthropus y Ardipithecus –los más antiguos descubiertos–. Se sabe que el primer hominino vivió en las selvas africanas hace aproximadamente seis millones de años. Pero no se han encontrado fósiles. No será fácil que la comunidad científica nos pongamos de acuerdo al respecto. Para intentar saber cómo era, se están haciendo una especie de simulaciones que tienen sus dificultades porque la naturaleza es complicada y no se deja retratar bien de manera robótica.

- Supongo que cuando ustedes encuentran un fósil lo someten a una serie de análisis morfológicos, moleculares. ¿Cómo son estos análisis? ¿Qué pistas aportan cada uno de ellos?

- Depende. Tenemos que ponernos en situación cronológica. Cuando hablamos de fósiles del Mioceno, es decir, de hace cinco o seis millones de años, la cantidad de información que se conserva es poca. No es lo mismo que cuando se trata de restos de los últimos 50.000 años. Por ejemplo, en los fósiles antiguos no queda conservado material genético ni casi moléculas orgánicas. En este caso, los estudios aquí son anatómicos y morfológicos: la anatomía comparada sigue siendo una herramienta fundamental. Por otro lado, cada día se recurre más a los estudios químicos. Los diferentes elementos se descomponen en isótopos y esos isótopos, que sí se conservan, son marcadores de determinadas facetas biológicas como puede ser la alimentación o aspectos del metabolismo. Para establecer la antigüedad de los fósiles con precisión nos ayudamos también de la geología, es decir, del terreno. Dependiendo del periodo a que nos estemos refiriendo, se aplican unos métodos de datación radiométrica u otros. En los fósiles más antiguos recurrimos a procedimientos que están normalmente asociados a las erupciones volcánicas, como con el potasio y el argón. La mecánica de trabajo va variando según vamos avanzando en el tiempo. Otro aspecto muy importante es la reconstrucción del medio ecológico. Mediante el estudio de los isótopos podemos inferir algunas peculiaridades del medio como son la temperatura, la humedad, el tipo de suelo y los animales y plantas que formaban parte de ese mismo ecosistema. Y eso es muy importante porque nos ha permitido llegar a la conclusión de que los antepasados más remotos de nuestro linaje no vivían en la sabana, como se ha creído durante mucho tiempo, sino en selvas lluviosas.

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- Durante cuánto tiempo se puede recuperar un ADN

- Depende de las condiciones en las que esté enterrado. Podemos decir, por ejemplo, que el ADN mitocondrial más antiguo recuperado es el que procede de la sima de los huesos, en Atapuerca, hace unos 400.000 años. Supuso un salto hacia atrás en el tiempo porque el más antiguo que había hasta ese momento era de un neandertal de hace 100.000 años. Pero si entramos en el matiz de cuánto ADN se conserva y con qué calidad, es decir, qué cantidades permiten hacer genómica, hablamos de 30.000 a 50.000 años. Pero, insisto, todo depende de las condiciones de conservación. Siempre se ha dicho que los fósiles conservados en climas fríos preservan mucho mejor el ADN que los que se hallan en el desierto o en sitios más cálidos. Ahí es más fácil la degradación. Nosotros, por ejemplo, en la cueva de El Sidrón, que está en Asturias, y que no es ni norte ni sur, hemos encontrado restos donde el porcentaje de ADN conservado es muy alto. Y ya no es cuestión de frío, sino de estabilidad en la temperatura.

- ¿De ese ADN se podrá reconstruir algún individuo?

- Estamos entrando en el campo de la ciencia ficción y es un terreno que permite lanzar la imaginación sobre datos más o menos creíbles. Efectivamente, se está recuperando información genética en unas condiciones francamente buenas y, además, se están desarrollando técnicas que permiten reconstruir los daños que se han ocasionado en ese ADN fósil. Hay unas pautas de degradación que son conocidas y se puede actuar en función de ello. Ese ADN en grandes concentraciones y con calidad se podría introducir en una célula de animal vivo para que pudiese desarrollarse –ya se ha hecho–. Lo que se obtendría sería una especie de mezcla. Tendríamos por una parte información genética antigua pero en un claustro materno actual. Porque ahí hay un flujo de información muy importante para la constitución del organismo. Y el recipiente vivo lanza información continuamente y contribuye de forma decisiva a que se constituya el nuevo organismo. Por eso nunca podremos reconstruir una especie antigua, porque nunca tendremos a la madre mamut o la madre neandertal.

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- ¿Qué haría con el Presupuesto de La Roja?

- Montaría un instituto de investigación en el que pudiésemos crear unas instalaciones mínimas, con dinero para pagar a jóvenes investigadores que puedan desarrollar nuevas líneas de investigación. Montaría proyectos de investigación de campo donde no los ha habido hasta ahora.

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