Uma pesquisa recente descobriu uma ligação entre a genética do Neandertal e a tendência de alguns humanos modernos de acordar cedo. Este estudo remonta ao cruzamento de humanos modernos com neandertais na Eurásia, sugerindo que variantes genéticas dos neandertais influenciaram os ritmos circadianos dos seus descendentes humanos modernos. Crédito: SciTechDaily.com
Um novo artigo na revista Biologia e Evolução do Genomapublicado pela Oxford University Press, conclui que o material genético dos ancestrais neandertais pode ter contribuído para a propensão de algumas pessoas hoje a serem “madrugadoras”, o tipo de pessoa que se sente mais confortável ao acordar e ir para a cama mais cedo.
Evolução Humana e Adaptação Genética
Todos os humanos anatomicamente modernos têm a sua origem em África, há cerca de 300 mil anos, onde factores ambientais moldaram muitas das suas características biológicas. Aproximadamente setenta mil anos atrás, os ancestrais dos humanos eurasianos modernos começaram a migrar para a Eurásia, onde encontraram diversos novos ambientes, incluindo latitudes mais altas com maior variação sazonal na luz do dia e na temperatura.
Mas outros hominídeos, como os neandertais e os denisovanos, viveram na Eurásia há mais de 400 mil anos. Esses hominídeos arcaicos divergiram dos humanos modernos há cerca de 700 mil anos e, como resultado, nossos ancestrais e hominídeos arcaicos evoluíram sob diferentes condições ambientais. Isso resultou no acúmulo de variação genética e fenótipos específicos da linhagem. Quando os humanos chegaram à Eurásia, eles cruzaram com os hominídeos arcaicos do continente, e isso criou o potencial para os humanos ganharem variantes genéticas já adaptadas a esses novos ambientes.
Genes hominídeos arcaicos e características humanas modernas
Trabalhos anteriores demonstraram que grande parte da ancestralidade arcaica dos hominídeos nos humanos modernos não foi benéfica e foi removida pela seleção natural, mas algumas das variantes arcaicas dos hominídeos restantes nas populações humanas mostram evidências de adaptação. Por exemplo, variantes genéticas arcaicas têm sido associadas a diferenças nos níveis de hemoglobina em altitudes mais elevadas em tibetanos, à resistência imunitária a novos agentes patogénicos, aos níveis de pigmentação da pele e à composição da gordura.
Mudanças no padrão e no nível de exposição à luz têm consequências biológicas e comportamentais que podem levar a adaptações evolutivas. Os cientistas já exploraram extensivamente a evolução da adaptação circadiana em insetos, plantas e peixes, mas ela não é bem estudada em humanos. Os ambientes eurasianos onde os neandertais e os denisovanos viveram durante várias centenas de milhares de anos estão localizados em latitudes mais altas, com horários de luz do dia mais variáveis do que a paisagem onde os humanos modernos evoluíram antes de deixar a África. Assim, os pesquisadores exploraram se havia evidências genéticas de diferenças nos relógios circadianos dos neandertais e dos humanos modernos.
Metodologia e Resultados da Pesquisa
Os pesquisadores definiram um conjunto de 246 genes circadianos através de uma combinação de pesquisa bibliográfica e conhecimento especializado. Eles encontraram centenas de variantes genéticas específicas de cada linhagem com potencial para influenciar genes envolvidos no relógio circadiano. Usando métodos de inteligência artificial, eles destacaram 28 genes circadianos contendo variantes com potencial para alterar o splicing em humanos arcaicos e 16 genes circadianos provavelmente regulados de forma divergente entre os humanos atuais e os hominídeos arcaicos.
Isso indicou que provavelmente havia diferenças funcionais entre os relógios circadianos dos hominídeos arcaicos e dos humanos modernos. Como os ancestrais dos humanos modernos da Eurásia e dos Neandertais cruzaram, era possível que alguns humanos pudessem ter obtido variantes circadianas dos Neandertais.
Para testar isto, os investigadores exploraram se as variantes genéticas introgredidas – variantes que passaram dos Neandertais para os humanos modernos – têm associações com as preferências do corpo para a vigília e o sono numa grande coorte de várias centenas de milhares de pessoas do Biobank do Reino Unido. Eles encontraram muitas variantes introgredidas com efeitos sobre a preferência de sono e, o mais surpreendente, descobriram que essas variantes aumentam consistentemente a manhã, a propensão de acordar cedo. Isto sugere um efeito direcional na característica e é consistente com as adaptações à alta latitude observadas em outros animais.
O aumento da manhã em humanos está associado a um período reduzido do relógio circadiano. Isto é provavelmente benéfico em latitudes mais altas, porque foi demonstrado que permite um alinhamento mais rápido do sono/vigília com sinais externos de tempo. Períodos circadianos encurtados são necessários para a sincronização com os longos períodos de luz do verão de altas latitudes em moscas-das-frutas, e a seleção para períodos circadianos mais curtos resultou em clines latitudinais de período decrescente com o aumento da latitude nas populações naturais de moscas-das-frutas.
Portanto, a tendência para o matutino nas variantes introgredidas pode indicar seleção para um período circadiano mais curto nas populações que vivem em latitudes elevadas. A propensão para ser uma pessoa matutina poderia ter sido evolutivamente benéfica para os nossos antepassados que viviam em latitudes mais elevadas na Europa e, portanto, teria sido uma característica genética do Neandertal que merecia ser preservada.
“Ao combinar antigos ADNestudos genéticos em grande escala em humanos modernos e inteligência artificial, descobrimos diferenças genéticas substanciais nos sistemas circadianos dos neandertais e dos humanos modernos”, disse o principal autor do artigo, John A. Capra.
“Então, ao analisar os pedaços de DNA neandertal que permanecem nos genomas humanos modernos, descobrimos uma tendência surpreendente: muitos deles têm efeitos no controle dos genes circadianos em humanos modernos e esses efeitos são predominantemente em uma direção consistente de aumentar a propensão a ser um pessoa matinal. Esta mudança é consistente com os efeitos da vida em latitudes mais altas nos relógios circadianos dos animais e provavelmente permite um alinhamento mais rápido do relógio circadiano com as mudanças nos padrões de luz sazonais.
“Nossos próximos passos incluem a aplicação dessas análises a populações humanas modernas mais diversas, explorando os efeitos das variantes de Neandertal que identificamos no relógio circadiano em sistemas modelo e aplicando análises semelhantes a outras características potencialmente adaptativas.”
Referência: “Arcaic Introgression Shaped Human Circadian Traits” por Keila Velazquez-Arcelay, Laura L Colbran, Evonne McArthur, Colin M Brand, David C Rinker, Justin K Siemann, Douglas G McMahon e John A Capra, 14 de dezembro de 2023, Biologia e Evolução do Genoma.
DOI: 10.1093/movido/evad203
