La ciencia de Eva

Hacernos preguntas es el motor principal de nuestro avance como especie, y desde tiempos inmemoriales todavía nos da vueltas en la cabeza. La pregunta: ¿De dónde venimos? Éste es sin duda el mayor misterio que alberga nuestra existencia, y pese a la magnificencia de la pregunta en su totalidad, últimamente parece que estamos un poquito más cerca de la verdad. Aunque responder de forma completa y detallada es todavía imposible, los estudios de antropología molecular han empezado a revelar desde los últimos 15 años dónde está el origen de la humanidad.

La verdad es que, irónicamente, la Biblia no iba desencaminada cuando en el libro del Génesis describió a dos seres humanos, un hombre y una mujer, como los primeros humanos de la Tierra de los cuales todos nosotros descendemos, pues en 1987 se descubrió gracias a un análisis del ADN mitocondrial de distintas personas procedentes de todas partes del mundo que existe un antepasado femenino común que comparte toda la población humana actual. A esa mujer ancestral se la llamó la Eva africana o Eva mitocondrial, puesto que las investigaciones estimaron que vivió en el sur de África hace aproximadamente 200000 años.

Antes de explicar cuál es la base de ese impresionante descubrimiento y cómo se realizó el estudio que lo sustenta, empecemos poniéndonos en situación: existen dos hipótesis principales acerca de la evolución del ser humano:

  1. Evolución multiregional: Sostiene que nuestra especie ancestral, Homo erectus, cuyo cerebro era considerablemente más pequeño que el de Homo sapiens, emigró de África y se dispersó alrededor del mundo hace más de 1 millón de años y  evolucionó gradualmente a H.sapiens en todo el mundo de la misma forma.

Esta hipótesis está apoyada únicamente por la evidencia física, particularmente ciertos caracteres morfológicos que se han mantenido invariables desde la época de H. erectus, y debido a los avances en antropología molecular actualmente solo una minoría sigue apoyándola.

  1. Origen en África: Propone que H.sapiens se originó en África hace entre 100000-200000 años. Sugiere que toda la población humana actual fuera de la región subsahariana son descendientes primarios de una población que emigró de África hace cerca de 100000 años y que colonizó el resto del mundo reemplazando el resto de homínidos existentes por aquel entonces.

La mayoría de estudios genéticos realizados apoyan esta teoría. Es por eso que actualmente es considerada una verdad y no una mera hipótesis.

Las mitocondrias contienen información genética en su interior. El DNA mitocondrial es una doble cadena de molécula circular, y es ideal para el estudio de las relaciones evolutivas por diferentes motivos:

Estructura del adn mitocondrial, señalando las regiones que codifican proteínas y las que codifican rna de transferencia, el lazo D y algunos genes que intervienen en la respiración celular.

Estructura del adn mitocondrial, señalando las regiones que codifican proteínas y las que codifican rna de transferencia, el lazo D y algunos genes que intervienen en la respiración celular.

  • Es un ADN abundante ya que cada mitocondria posee numerosas copias y además hay varias mitocondrias dentro de una sola célula, con lo cual al haber más abundancia, es más fácil de aislar y estudiar que el ADN nuclear.
  • Tiende a evolucionar más rápidamente que el ADN nuclear debido a su alta tasa de mutación, por eso resulta útil para comparar y observar relaciones entre organismos estrechamente emparentados.
  • Quizás la característica más destacable es que el ADN mitocondrial se hereda únicamente por vía materna en el caso de los mamíferos: las mitocondrias del espermatozoide son eliminadas por el óvulo una vez éste es fecundado. Eso significa que, al contrario de lo que sucede con el ADN nuclear, no hay mezcla entre ADN materno y paterno, con lo cual es muy fácil establecer linajes directos.

Uno de los grandes descubrimientos de los últimos 25 años en evolución molecular ha revelado que la secuencia de nucleótidos actual de muchos genes se halla lo suficientemente conservada como para que entre especies que se separaron hace  tiempo se puedan reconocer genes homólogos, es decir, genes cuya función y secuencia es similar debido a que provienen de un ancestro común.

Para establecer relaciones evolutivas entre diferentes grupos de organismos se utiliza la filogenética, que tiene como base la comparación de moléculas de ADN y también de características morfológicas utilizando tablas (matrices) de información. A partir de ésas se construyen los árboles filogenéticos. De esa manera, podemos reconstruir el proceso de evolución comparando detalladamente los genomas de organismos contemporáneos.

La fuente de divergencia entre los genomas de las especies son las mutaciones. Éstas pueden producir cambios en las funciones de las proteínas, y ello puede afectar directamente al individuo que las presenta. Si estas mutaciones resultan beneficiosas o simplemente no son perjudiciales (son neutrales), el individuo sobrevivirá y se reproducirá, transmitiéndolas a su descendencia, y así sucesivamente hasta que se ha originado una especie diferente.

Entonces, para diferenciar las secuencias de dos individuos primero debemos alinearlas, es decir colocarlas correctamente para que cada base se corresponda, y luego tenemos que fijarnos en las sustituciones de sus bases, que pueden derivarse en mutaciones.

mutaciones

Esa imagen nos muestra un árbol filogenético con las secuencias homólogas de un gen X. A la izquierda del todo tenemos la secuencia ancestral común. Si nos fijamos en la secuencia vemos que se han producido dos cambios, marcados en rojo: la tercera C de la secuencia ancestral se ha convertido en G, y la octava G se ha convertido en A; eso ha separado la especie original en dos: las que tienen la G mutada y las que mantienen la C original pero tienen la A mutada en la octava posición. En cada rama se ha producido un cambio más que ha separado la especie en dos, dando lugar de esa forma a 4 especies diferentes: en la rama de arriba la octava G, que se correspondía con la secuencia original, ha mutado a T. Y en la rama de abajo la cuarta T ha mutado a A.

 

El reloj molecular es una técnica que permite estimar el tiempo que hace que dos especies se separaron asumiendo que, para cada gen o proteína, la tasa de evolución molecular (que corresponde a la tasa de sustitución: número de cambios en una proteína o molécula de ADN por unidad de tiempo) es aproximadamente constante.

Reloj MolecularEl estudio consistió en el análisis del ADN mitocondrial de 147 personas procedentes de todo el mundo y de distintas etnias. Las secuencias obtenidas se almacenaron en una base de datos, y  comparándolas todas a la vez se pudo determinar la secuencia ancestral común, estableciendo también diferentes grupos de secuencias hijas repartidas por todo el mundo.

Gracias al análisis pudo hacerse un árbol filogenético y, mediante el reloj molecular, se pudieron derivar fechas para cada punto del árbol. Se estimó que esa mujer ancestral vivió hace unos 140000-160000 años aproximadamente. Ese dato coincide con la hipótesis del origen en África, confirmando los cálculos hechos acerca de la fecha de ése.

MIRGACION

Esta imagen muestra las migraciones humanas en todo el mundo según el análisis del ADN mitocondrial. Como se ve, la secuencia de Eva fue derivando a secuencias hijas repartidas geográficamente.

 

Es importante destacar que esta mujer Eva no era la única mujer viva en el momento de su existencia, ni tampoco la única que tuvo descendencia. Sin embargo, en las otras mujeres, en algún momento en todas sus líneas de descendencia hubo por lo menos una generación sin descendencia femenina pero sí masculina, por lo tanto no se mantuvo su ADN mitocondrial pero sí su ADN cromosómico.

Estudios más recientes sobre el cromosoma Y, presente únicamente en el sexo masculino, revelan también la existencia de un hombre como antepasado común de todos los humanos actuales que, además,  vivió aproximadamente en la misma época que Eva.

En conclusión, en cada uno de nosotros viaja la historia de la humanidad. Somos una acumulación de recuerdos genéticos, algo que no pensamos a menudo pero que sin embargo siempre está ahí, y lo estará mientras haya humanos en la Tierra.

Con ese estudio se observó que el ADN mitocondrial puede agruparse en distintos grupos; lo curioso del tema es que se vio que esos grupos de secuencias hijas, estaban formados por personas muy diferentes entre sí, personas de etnias distintas. Quizás partiendo de esa realidad debería replantearse el concepto de etnia que tenemos, ya que por muchas diferencias físicas que haya entre las personas, la genética nos dice que somos mucho más parecidos de lo que creemos.

 

Fuentes bibliográficas y más información:

http://www.nationalgeographic.com/xpeditions/lessons/09/g912/haplogroupA.pdf

http://www.nature.com/news/genetic-adam-and-eve-did-not-live-too-far-apart-in-time-1.13478

http://www.actionbioscience.org/esp/evolucion/ingman.html 

» Wilson, A.C. and Cann, R.L. “The recent African genesis of humans.” Scientific American 266 (4) 68-73 (1992).

 

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Claudia Riba

Considero que cada persona es aprendiz y maestro a la vez. Me encanta la ciencia y, desde mi humilde posición, trato de enseñar lo poco que sé de la mejor forma que sé, sin perder la pasión por seguir aprendiendo!

Sobre Claudia Riba

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