Um novo comentário discute o impacto do DNA antigo no rastreamento das origens humanas, distinguindo entre abordagens diretas e indiretas para estudar mudanças genéticas. O trabalho enfatiza a importância dos dados genômicos antigos na revelação da dinâmica populacional, da diversidade genética e das adaptações que moldaram a trajetória da evolução humana.
Escrevendo um comentário na edição do 50º aniversário da CélulaFu Qiaomei e E. Andrew Bennett, ambos do Instituto de Paleontologia e Paleoantropologia de Vertebrados (IVPP) da Academia Chinesa de Ciências, exploraram a contribuição da paleogenômica para a nossa compreensão da evolução dos humanos modernos.
Dadas as suas numerosas contribuições para o campo da evolução humana através da análise de genomas humanos arcaicos e modernos, a Prof. Fu foi convidada pela revista Célula escrever um comentário revendo o que aprendemos sobre a evolução da identidade humana moderna desde a antiguidade ADN.
O artigo “Genomas antigos e o caminho evolutivo dos humanos modernos” foi publicado em 29 de fevereiro de 2024.
A busca pelas origens humanas
O papel central das histórias da origem humana nos sistemas de crenças em todo o mundo atesta o fascínio duradouro dos humanos pelas nossas origens. Descobertas arqueológicas e paleoantropológicas ajudaram a descrever os primeiros aparecimentos da forma humana moderna e o início de comportamentos que nos diferenciam de outras criaturas vivas. A sequenciação do primeiro genoma humano, há mais de 20 anos, trouxe o poder da genómica comparativa para questões sobre as diferenças entre humanos e grandes símios. Mas os humanos modernos e os chimpanzés, os nossos parentes vivos mais próximos, estão separados por cerca de seis milhões de anos de evolução, tornando tais abordagens inadequadas para estudos mais próximos do aparecimento das qualidades humanas modernas.
Da mesma forma, o Projecto 1.000 Genomas permitiu-nos apreciar a extensão da diversidade genética humana moderna, mas a mistura e uma compreensão incompleta da estrutura genética das populações pré-históricas limitaram a nossa exploração de eventos mais profundos usando apenas genomas modernos. A recente disponibilidade de dados genômicos humanos modernos, bem como de dados genômicos arcaicos de Neandertais e Denisovanos, deu-nos os meios para rastrear melhor as mudanças genéticas subjacentes à origem dos humanos modernos.
Acontecimentos na pré-história humana moderna que aumentaram a aptidão geral da população, apoiando, por sua vez, uma maior sobrevivência e expansão da população humana moderna global. Crédito: IVPP
Nos seus comentários, os autores recapitularam a nossa compreensão atual, baseada nos campos da paleoantropologia e da arqueologia, da evolução da morfologia e do comportamento humanos modernos. Posteriormente, eles resumiram as contribuições para a nossa compreensão de “ser humano” no campo da paleogenômica. Fu e Bennett decidiram dividir essas contribuições em duas abordagens distintas: uma abordagem direta que tenta identificar mudanças genéticas específicas dos humanos modernos com base em comparações diretas de sequências do genoma humano moderno e arcaico, e uma abordagem mais indireta por meio da qual os pesquisadores tentam reconstruir a vida história das populações humanas arcaicas e modernas a partir do DNA antigo.
O seu artigo observa que ambos os métodos de investigação têm o poder de explorar diferentes aspectos das populações humanas modernas emergentes; no entanto, cada um tem seu próprio conjunto específico de complicações a serem superadas.
A abordagem baseada em sequências pode, teoricamente, identificar alterações genéticas comuns a todos os humanos modernos que os distinguem dos Neandertais e Denisovanos, mas a utilidade desta abordagem é atualmente limitada pela nossa compreensão incompleta da diversidade genética das populações humanas arcaicas e dos primeiros tempos modernos. Por exemplo, a sequenciação alargada de genomas modernos de diversas partes de África revelou que alguns alelos anteriormente encontrados apenas em genomas arcaicos também estão presentes em populações modernas.
Estudos Populacionais e Diversidade Genética
Em contraste, a abordagem indireta tenta decifrar sinais deixados em genomas antigos que podem nos ajudar a compreender melhor os comportamentos passados e as características da população, tais como o tamanho da população, a estrutura familiar e as práticas de acasalamento, bem como a adaptação às mudanças climáticas, aos patógenos locais e aos patógenos locais. inovações no estilo de vida. Estes detalhes, inacessíveis pelos métodos anteriores, acrescentam uma nova dimensão à nossa compreensão das origens humanas.
Os autores revisaram vários estudos e concluíram que, apesar da escassez de dados atualmente disponíveis, surgiram algumas diferenças entre os primeiros humanos modernos e as populações arcaicas. Embora tanto as populações humanas modernas como as de Neandertal pareçam ter praticado a exogamia feminina, onde as parceiras femininas eram escolhidas fora de grupos estreitamente relacionados, os primeiros humanos modernos parecem ter mantido uma maior diversidade genética do que os seus homólogos arcaicos, com os seus antepassados imediatos a serem mais distantemente relacionados com uns aos outros.
Embora não tenha sido encontrada nenhuma causa genética única que explique por que as populações humanas modernas se expandiram enquanto as populações arcaicas se contraíram e desapareceram, Fu e Bennett discutiram como várias vantagens de aptidão individual podem surgir de pertencer a uma rede populacional maior e mais bem conectada.
Tomadas em conjunto, estas vantagens a nível populacional, chamadas “efeitos Allee” na biologia populacional, podem levar a um maior sucesso em actividades como a exploração de recursos, defesa e selecção de parceiros, e podem ter sido suficientes para explicar os diferentes resultados do início da era moderna e populações humanas arcaicas. O comentário também salienta que, apesar deste sucesso, muita diversidade genómica também se perdeu ao longo do caminho, e estudos antigos de ADN identificaram várias populações humanas modernas distintas no passado que não deixaram descendentes entre os humanos actuais.
Dados genéticos antigos também ajudaram a descrever a origem da adaptação humana aos ambientes locais, como a variante EDAR que apareceu no norte da Ásia Oriental durante a última Idade do Gelo, ou a provável introgressão do alelo EPAS1 dos denisovanos, que ajuda na sobrevivência em altas temperaturas. altitudes. Adaptações semelhantes às dietas e patógenos locais foram documentadas, assim como adaptações às novas inovações, como a persistência da lactase após a domesticação do gado. A maior mobilidade e adaptabilidade das populações humanas modernas desde que deixaram África garantiu que muitos dados genómicos antigos ainda precisam de ser descobertos e estudados.
Ao integrar as últimas descobertas do DNA antigo com aquelas emergentes da paleoantropologia e da arqueologia, os comentários de Fu e Bennett expandiram e atualizaram a discussão sobre as origens humanas.
Referência: “Genomas antigos e o caminho evolutivo dos humanos modernos” por E. Andrew Bennett e Qiaomei Fu, 29 de fevereiro de 2024, Célula.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.01.047
