Desde sua descoberta em 1990, La Sima de los Huesos, uma caverna subterrânea nas Montanhas Atapuerca, no norte da Espanha, produziu mais de 6.000 fósseis de 28 ancestrais humanos ancestrais, tornando-se o local mais importante da Europa para o estudo de humanos antigos. Mas, apesar de anos de análise, a idade exata e até mesmo as espécies a que esses indivíduos pertenciam tem sido questionada.
Agora, porém, um grupo internacional de cientistas extraiu e sequenciou o DNA do fêmur fossilizado de um desses indivíduos pela primeira vez. Os dados resultantes - que representam o mais antigo material genético já seqüenciado de um hominídeo, ou antigo ancestral humano - finalmente nos dão uma idéia da idade e da linhagem desses indivíduos misteriosos, e não é o que muitos cientistas esperavam.
O osso fossilizado testado, um fêmur, tem aproximadamente 400.000 anos de idade. Mas a grande surpresa é que, embora os cientistas acreditassem anteriormente que os fósseis pertenciam aos neandertais devido à sua aparência anatômica, a análise do DNA mostra que eles estão mais relacionados aos Denisovans, uma terceira linhagem recém-descoberta de ancestrais humanos conhecida apenas de DNA. Isolado de alguns fósseis encontrados na Sibéria em 2010. Os resultados, publicados hoje na Nature, forçarão os antropólogos a reconsiderarem como os Denisovans, os Neandertais e os ancestrais diretos dos humanos modernos se encaixam em uma árvore genealógica complicada.
O fêmur do qual o DNA foi extraído para análise. Foto de Javier Trueba, Madrid Scientific Films
A análise foi possibilitada pelos recentes avanços nos métodos de recuperação de antigos fragmentos de DNA desenvolvidos no Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva na Alemanha, anteriormente usado para analisar o DNA de um fóssil de ursos encontrados na mesma caverna. "Isso não seria possível há apenas dois anos", diz Juan Luis Arsuaga, paleontólogo da Universidade de Madri que liderou as escavações iniciais da caverna e colaborou no novo estudo. "E mesmo com esses novos métodos, ainda não esperávamos que esses ossos preservassem o DNA, porque são tão velhos - dez vezes mais velhos do que alguns dos mais antigos Neandertais de quem pegamos DNA."
Depois de extrair dois gramas de osso esmagado do fêmur, um grupo de cientistas liderados por Matthias Meyer isolou o DNA mitocondrial (mtDNA), um pool de material genético que é distinto do DNA nos cromossomos localizados nos núcleos de nossas células. Em vez disso, este mtDNA vive nas mitocôndrias das nossas células - organelas microscópicas responsáveis pela respiração celular - e é muito mais curto em comprimento que o DNA nuclear.
Há outra peculiaridade do mtDNA que o torna especialmente valioso como um meio de estudar a evolução de humanos antigos: Ao contrário do seu DNA nuclear, que é uma mistura de DNA de ambos os pais, o mtDNA vem exclusivamente da sua mãe, porque a maioria dos espermatozóides as mitocôndrias são encontradas em sua cauda, que é liberada após a fertilização. Como resultado, o mtDNA é quase idêntico de geração em geração, e um número limitado de seqüências distintas de mtDNA (chamadas haplogrupos) tem sido observado tanto em humanos modernos quanto em antepassados humanos antigos. Ao contrário das características anatômicas e do DNA nuclear, que podem variar dentro de um grupo e dificultam a distinção segura entre um e outro, o mtDNA é geralmente consistente, facilitando a ligação de um espécime particular com uma linhagem.
É por isso que, quando os pesquisadores compararam o mtDNA do fêmur a amostras previamente sequenciadas de Neanderthals, de um osso digital e dente de Denisovan encontrado na Sibéria e de muitos humanos modernos, eles acharam tão surpreendente que se assemelhava mais aos Denisovans. "Isso foi realmente inesperado", diz Arsuaga. "Tivemos que pensar muito para chegar a alguns cenários que poderiam potencialmente explicar isso."
Os antropólogos já sabiam que todas as três linhagens (humanos, neandertais e denisovanos) compartilhavam um ancestral comum, mas está longe de ser claro como os três grupos se encaixam, e o quadro ainda é obscurecido pelo fato de que cruzamentos podem ter ocorrido entre eles. divergiu. Para ajudar, comparar o mtDNA do fêmur com as amostras humanas de Neandertal, Denisovan e moderno permitiu que os pesquisadores estimassem sua idade - com base em taxas conhecidas de mutação mtDNA, as idades previamente estabelecidas das outras amostras e o grau de diferença entre elas - levando a o número de 400.000 anos.
Para explicar como um indivíduo de aparência neandertal poderia vir a ter o mtDNA de Denisovan durante este período de tempo, os cientistas apresentam vários cenários hipotéticos diferentes. É possível, por exemplo, que o fóssil em questão pertença a uma linhagem que serviu como ancestral tanto dos neandertais quanto dos denisovanos, ou mais provavelmente, que veio após a divisão entre os dois grupos (estimada em cerca de 1 milhão de anos atrás) e estava intimamente relacionado com este último, mas não o primeiro. É também uma possibilidade que o fêmur pertença a um terceiro grupo diferente, e que suas semelhanças com o mtDNA de Denisovan sejam explicadas pelo cruzamento com os Denisovans ou a existência de outra linhagem de homininismo que se uniu tanto a Denisovans quanto a La Sima de los Huesos. população e introduziu o mesmo mtDNA em ambos os grupos.
Se isso soa como uma árvore genealógica complicada para você, você não está sozinho. Esta análise, juntamente com o trabalho anterior, acrescenta mais mistério a uma situação já intrigante. Testes iniciais no osso do dedo de Denisovan encontrado na Sibéria, por exemplo, descobriram que ele compartilhava mtDNA com humanos modernos que viviam na Nova Guiné, mas em nenhum outro lugar. Enquanto isso, pensava-se anteriormente que os neandertais haviam se estabelecido na Europa e Denisovans mais a leste, do outro lado dos Montes Urais. A nova análise complica essa ideia.
Por enquanto, os pesquisadores acreditam que o cenário mais plausível (ilustrado abaixo) é que o fêmur pertence a uma linhagem que se separou dos Denisovanos algum tempo depois que eles divergiram do ancestral comum dos neandertais e dos humanos modernos. Mas talvez a conclusão mais empolgante deste trabalho seja a prova de que o material genético pode sobreviver por pelo menos 400.000 anos e pode ser analisado mesmo após essa quantidade de degradação. Munidos desse conhecimento e das novas técnicas, os antropólogos podem agora tentar pesquisar geneticamente muitos outros espécimes antigos na esperança de melhor entender nossa árvore genealógica.
Imagem via Nature / Meyer et. al.
