¡La asfixia ancestral temprana casi nos aniquila!

Se presenta la formulación básica de nuestro nuevo método de inferencia. La imagen muestra un panel de un acantilado, que muestra una población ancestral humana uniéndose para sobrevivir a un peligro desconocido en la oscuridad durante un antiguo cuello de botella extremo. Crédito: Instituto de Nutrición y Salud de Shanghai, CAS

Una nueva forma de inferir el tamaño de la población antigua ha revelado un grave cuello de botella en la población humana que casi ha eliminado la posibilidad de que exista la humanidad tal como la conocemos hoy.

La brecha inexplicable en el registro fósil de África y Eurasia ahora puede explicarse gracias al equipo Investigadores de China, Italia y Estados Unidos. Utilizando un nuevo método llamado FitCoal (coalescencia rápida en microtiempo), los investigadores pudieron determinar con precisión inferencias demográficas utilizando secuencias genómicas humanas modernas de 3.154 individuos. Estos resultados sugieren que los primeros ancestros de los homínidos atravesaron una fase de cuello de botella larga y severa, en la que aproximadamente 1.280 individuos pudieron mantener la población durante aproximadamente 117.000 años. Si bien esta investigación ha arrojado luz sobre algunos aspectos de los ancestros del Pleistoceno temprano y medio, quedan muchas preguntas por responder desde que se reveló esta información.

Metodología FitCoal

En este estudio se analizó una gran cantidad de secuencias genómicas. Sin embargo, “el hecho de que FitCoal pueda detectar un cuello de botella antiguo grave incluso con un pequeño número de secuencias representa un gran avance”, afirma el autor principal Yun-Xin Fu, genetista teórico de poblaciones del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston.

Los investigadores publicarán sus resultados en línea en Ciencias El 31 de agosto de 2023 (hora del este de EE. UU.). Los resultados determinados utilizando FitCoal para calcular la probabilidad de las secuencias del genoma actual encontraron que los primeros ancestros humanos experimentaron una pérdida masiva de vidas y, por lo tanto, una pérdida de diversidad genética.

A la derecha se muestra la brecha fósil de los homínidos africanos y el período de tiempo estimado para la fusión cromosómica. Crédito: Ciencia

Interpretando la brecha fósil

“La brecha en los registros fósiles de África y Eurasia puede explicarse por este cuello de botella en la Edad de Piedra Temprana, históricamente hablando. Coincide con este período de tiempo propuesto de pérdida significativa de evidencia fósil”, dice el autor principal Giorgio Manzi, antropólogo de la Universidad Sapienza de Roma La sugerencia de esta disminución en las poblaciones de homínidos es principalmente climática: los eventos de glaciación en esta época provocaron cambios de temperatura, sequías severas y pérdida de otros organismos. ClasificarProbablemente fue utilizado como fuente de alimento por los humanos ancestrales.

Diversidad genética y evolución humana.

Las ramificaciones de esta asfixia son asombrosas. Se estima que el 65,85% de la diversidad genética actual puede haberse perdido debido a este cuello de botella a principios y mediados del Pleistoceno, y un largo período de reducción de las poblaciones reproductivas amenazó a la humanidad tal como la conocemos hoy. Sin embargo, este cuello de botella parece haber contribuido a un evento de especiación en el que dos cromosomas ancestrales pueden converger para formar lo que actualmente se conoce como cromosoma 2 en los humanos modernos. Con esta información, probablemente se descubra el último ancestro común de los denisovanos, los neandertales y los humanos modernos.Homo sapiens).

Descubre nuevas preguntas

Todos sabemos que una vez que se responde una pregunta, surgen más preguntas.

“El nuevo descubrimiento abre un nuevo campo en la evolución humana porque plantea muchas preguntas, como dónde vivieron estos individuos, cómo superaron cambios climáticos catastróficos y si la selección natural durante un cuello de botella aceleró la evolución del cerebro humano”, dice el líder. autor: Yi Hsuan Pan, especialista en genómica evolutiva y funcional de la Universidad Normal del Este de China (ECNU).

Ahora que hay razones para creer que el conflicto ancestral ocurrió entre hace 930.000 y 813.000 años, los investigadores pueden continuar buscando respuestas a estas preguntas y descubrir cómo esta pequeña población persistió en condiciones difíciles y peligrosas. El control de incendios, combinado con un cambio en el clima para hacerlo más adecuado para la vida humana, puede haber contribuido al rápido aumento demográfico posterior hace unos 813.000 años.

“Estos hallazgos son sólo el comienzo. Los objetivos futuros con este conocimiento apuntan a pintar una imagen más completa de la evolución humana durante este período de transición desde el Pleistoceno temprano al Pleistoceno medio, lo que a su vez continuará desentrañando el misterio que es el origen y evolución de los primeros humanos”. Genetista de poblaciones teóricas y científico de Biología Computacional del Instituto de Nutrición y Salud de Shanghai, Academia China de Ciencias (SINH-CAS).

Referencia: “Inferencia genómica del grave cuello de botella humano durante la transición del Pleistoceno temprano al medio” por Wangji Hu, Ziqian Hao, Pingyuan Du, Fabio Di Vincenzo, Giorgio Manzi, Jialong Cui, Yun-Xin Fu, Yi-Hsuan Pan y Haiping Li, 31 de agosto de 2023, Ciencias.
doi: 10.1126/ciencia.abq7487

Esta investigación fue codirigida por Haipeng Li en SINH-CAS y Yi-Hsuan Pan en ECNU. Sus colaboradores, Fabio Di Vincenzo de la Universidad de Florencia, Giorgio Manzi de la Universidad Sapienza de Roma y Yun-Xin Fu del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, hicieron importantes contribuciones a los resultados. Los primeros autores del artículo son Wangjie Hu y Ziqian Hao, quienes solían ser estudiantes/pasantes en SINH-CAS y ECNU. Actualmente están afiliados a la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai, la Primera Universidad Médica de Shandong y la Universidad de Shandong. Academia de Ciencias Médicas, respectivamente. Pengyuan Du de SINH-CAS y Jialong Cui de ECNU también contribuyeron a esta investigación.