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El origen de los humanos anatómicamente modernos se remonta al sur de África


Los primeros antepasados del Homo sapiens anatómicamente moderno surgieron en una región al sur del río Zambeze en Botsuana, África, según un nuevo análisis de los genomas mitocondriales humanos modernos del linaje L0, el linaje de genoma mitocondrial más antiguo conocido en la Tierra.

Genoma Mitocondrial
El genoma mitocondrial (ADN mitocondrial, ADNmt/ADNm) es el material genético de las mitocondrias, los orgánulos que generan energía para la célula. El ADN mitocondrial se reproduce por sí mismo semi-autónomamente cuando la célula eucariota se divide.

El ADN mitocondrial está en replicación constante, independientemente del ciclo y del tipo celular. Se piensa que tiene lugar de forma asíncrona, es decir, que tiene lugar en las dos cadenas en tiempos diferentes y con dos orígenes distintos hacia direcciones contrarias. El comienzo tendría lugar en el origen de la cadena pesada, situado en el bucle D, y replicaría esta tomando como molde la cadena ligera.

Cuando se alcanza el segundo origen, situado a dos tercios de distancia del primero, comienza la segunda ronda de replicación en sentido opuesto. Se ha propuesto un nuevo sistema de replicación que coexistiría con el primero. Sería bidireccional y comportaría una coordinación entre hebras directas y retrasadas. En la replicación en mamíferos estarían involucradas la polimerasa γ y la helicasa twinkle.

Haplogrupo L0 (ADNmt)
En genética humana, el Haplogrupo L0 es un haplogrupo de ADN mitocondrial de origen africano que se encuentra principalmente en África Austral especialmente en los pueblos khoisán; en menor grado se encuentra en África Oriental y resto del África Subsahariana.

Inicialmente se le denominó L1, pero se reclasificó sobre la base de sus marcadores genéticos 146, 263, 3516A, 5442, 9042, 9347, 10589, 10664, 10915, 12720, 13276, 16230.

L0 es el haplogrupo mitocondrial más antiguo, con 140.000 a 170.000 años de antigüedad, pues está relacionado con el ancestro común de todos los seres humanos por línea materna: la Eva mitocondrial y es la primera rama que se escindió del macrohaplogrupo L. Se estima que se originó en África Oriental, dada la mayor diversidad en esta región, produciéndose una separación importante en la población humana que emigró hace unos 120.0001​ a 144.0002​ años hacia el Sur de África y que constituye la actual población khoisán.

"El ADNmt actúa como una cápsula del tiempo de nuestras madres ancestrales, acumulando cambios lentamente durante generaciones", dijo la profesora Vanessa Hayes, investigadora del Instituto Garvan de Investigación Médica, la Universidad de Sydney y la Universidad de Pretoria.

"La comparación de ADNmt de diferentes individuos proporciona información sobre qué tan estrechamente están relacionados unos con otros".

El estudio
En el estudio, la profesora Hayes y sus colegas recolectaron muestras de sangre para establecer un catálogo completo de genomas mitocondriales del linaje L0.

"Fusionamos 198 genomas mitocondriales nuevos y raros con la base de datos actual de la población más antigua conocida de humanos modernos, el linaje L0", dijo la profesora Riana Bornman de la Universidad de Pretoria.

"Esto nos permitió refinar como nunca antes el árbol evolutivo de nuestras primeras ramas ancestrales", agregó la Dra. Eva Chan, del Instituto Garvan de Investigación Médica.

Al combinar la línea de tiempo del linaje L0 con las distribuciones lingüísticas, culturales y geográficas de diferentes sublinajes, los científicos revelaron que el primer linaje materno del Homo sapiens anatómicamente moderno surgió hace 200,000 años en una región al sur de la cuenca del Gran Río Zambeze, que incluye la extensión completa del norte de Botsuana, en Namibia al oeste y Zimbabue al este.

Mapa esquemático del sur de África

El mapa esquemático del sur de África representa la región de Makgadikgadi-Okavango, que sostuvo la cuna de los humanos anatómicamente modernos, hace 200,000-130,000 años, respaldada por datos arqueológicos y datos genéticos de vida silvestre.

La migración humana fuera de su tierra natal hace 130,000-110,000 años resulto en la división del haplogrupo L0d con divergencia en L0a’g y L0f.

L0d3, L0a y L0f migraron en dirección noreste, L0d1’2 y L0g migran hacia el suroeste, mientras que el grupo L0k permaneció en su tierra natal.

Los recuadros muestran análisis de tamaños de población efectivos (EPS) de los principales haplogrupos L0 a lo largo del tiempo, prediciendo la permanencia de la población originaria L0k (naranja) en su tierra de origen, el crecimiento de la población de migrantes L0d1'2 al suroeste ampliamente dispersos (púrpura), mientras que el crecimiento de la población de migrantes L0a al noreste coincide con la migración fuera de África (agua).

Estudios geológico y arqueológicos
Los autores del estudio también analizaron evidencia geológica, arqueológica y fósil y descubrieron que esta región alguna vez tuvo el sistema de lagos más grande de África, el Lago Makgadikgadi.

"Antes de la aparición de los humanos modernos, el lago había comenzado a drenarse debido a los cambios en las placas tectónicas subyacentes", dijo el Dr. Andy Moore, geólogo de la Universidad de Rhodes.

"Esto habría creado un vasto humedal, que se sabe que es uno de los ecosistemas más productivos para mantener la vida".

El antiguo ecosistema de humedal proporcionó un ambiente ecológico estable para que los primeros antepasados ​​de los humanos modernos prosperen durante 70,000 años.

"Observamos una divergencia genética significativa en los sublinajes maternos más tempranos de los humanos modernos, lo que indica que nuestros antepasados ​​emigraron de su región de origen entre 130,000 y 110,000 años atrás", dijo la profesora Hayes.

Los primeros migrantes se aventuraron hacia el noreste, seguidos por una segunda ola de migrantes que viajaron hacia el suroeste. Una tercera población permaneció en su región de origen hasta hoy.

En contraste con los migrantes del noreste, los exploradores del sudoeste parece que pudieron prosperar, experimentando un crecimiento demográfico constante".

El éxito de esta migración fue probablemente el resultado de la adaptación a la alimentación marina, que está respaldada por una amplia evidencia arqueológica a lo largo del extremo sur de África.

Reconstrucción Climática
Para investigar qué pudo haber impulsado estas primeras migraciones humanas, el equipo reconstruyó la historia climática del sur de África durante los últimos 250,000 años.

"Nuestras simulaciones sugieren que la lenta oscilación del eje de la Tierra cambia la radiación solar durante el verano en el hemisferio sur, lo que lleva a cambios periódicos en las precipitaciones en el sur de África", dijo el profesor Axel Timmermann, director de ICCP (IBS Center for Climate Physics) en la Universidad Nacional de Pusan.

"Estos cambios en el clima habrían abierto corredores verdes y con mucha vegetación, primero hace 130,000 años al noreste, y luego hace unos 110,000 años al suroeste, permitiendo a nuestros primeros antepasados ​​emigrar de su tierra natal por primera vez".

Estos primeros migrantes dejaron atrás una población nacional. Finalmente, adaptándose a las tierras secas, hoy se pueden encontrar descendientes maternos de la población originaria de la tierra natal en la región del gran Kalahari, una región desértica del sur de África que cuenta con 930 000 km² y se extiende por Botsuana, Namibia y Sudáfrica.

 Crédito de imagen del mapa esquemático del sur de África: Chan et al.

Referencia del documento científico:
Eva K.F. Chan et al. Orígenes humanos en un paleohumedal del sur de África y las primeras migraciones. Nature, volumen 575, páginas 185–189 (2019), publicado en línea el 28 de octubre de 2019; doi: 10.1038 / s41586-019-1714-1

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