DNA do Neandertal Inicial Fornece Linha do Tempo para Nova Dispersão Moderna Relacionada ao Ser Humano a partir da África
DNA mitocondrial de indivíduo neandertal que morreu no Jura Suábio, no suoeste da Alemanha atual, sugere que os neandertais receberam contribuição genética da África por hominídeos intimamente relacionados aos humanos modernos há mais de 220.000 anos.
Mitocôndrias são a maquinaria produtora de energia das nossas células. Essas mitocôndrias possuem seu próprio DNA, que é separado do nosso DNA nuclear. As mitocondrias são herdadas da mãe para o filho e, assim, podem ser usadas para rastrear linhagens maternas e tempos de divisão populacional. Na verdade, mudanças devido a mutações no DNA mitocondrial ao longo do tempo podem ser usadas para distinguir grupos e também para estimar o tempo que se passou desde que dois indivíduos compartilharam um ancestral comum, já que essas mutações ocorrem em taxas previsíveis.
Relação complicada entre neandertais e humanos modernos
Pesquisas anteriores analisando DNA nuclear de neandertais e humanos modernos estimaram a separação dos dois grupos em aproximadamente 765.000 a 550.000 anos atrás. No entanto, estudos que analisaram o DNA mitocondrial mostraram uma divisão muito mais recente, de cerca de 400.000 anos atrás. Além disso, o DNA mitocondrial dos neandertais é mais semelhante ao dos humanos modernos e, portanto, indica um ancestral comum mais recente do que ao de seus parentes nucleares próximos, os Denisovianos. Houve debate sobre a causa dessas discrepâncias, e foi proposto que uma migração de hominídeos para fora da África poderia ter ocorrido antes da grande dispersão dos humanos modernos. Esse grupo humano, mais próximo dos humanos modernos do que dos neandertais, poderia ter introduzido seu DNA mitocondrial na população neandertal na Europa por meio de mistura genética, além de contribuir com uma pequena quantidade de DNA nuclear para os neandertais, mas não para os denisovanos, como foi detectado recentemente. No entanto, mais dados foram necessários para avaliar a viabilidade desse cenário e definir os limites temporais do evento proposto.
O fêmur de um Neandertal escavado na Caverna Hohlenstein-Stadel, no sudoeste da Alemanha, proporcionou exatamente essa oportunidade. "O osso, que mostra evidências de ter sido roído por um grande carnívoro, forneceu dados genéticos mitocondriais que mostram que pertence ao ramo Neandertal", explica Cosimo Posth, do Instituto Max Planck para a Ciência da História Humana, autor principal do estudo. A datação tradicional por radiocarbono não funcionou para avaliar a idade do fêmur, que foi estimada usando a taxa de mutação em aproximadamente 124.000 anos. Isso faz deste espécime de Neandertal, designado HST pelos pesquisadores, um dos mais antigos a ter seu DNA mitocondrial analisado até hoje. Curiosamente, representa uma linhagem mitocondrial diferente da estudada anteriormente pelos neandertais. A linhagem mitocondrial do HST e de todos os outros neandertais conhecidos se separou profundamente ao longo do tempo, pelo menos 220.000 anos atrás. As diferenças entre seus DNA mitocondrial indicam que havia mais diversidade genética mitocondrial na população neandertal do que se pensava anteriormente. Isso sugere que o tamanho da população de Neandertal já foi muito maior do que o estimado para a fase final de sua existência.
Linha do tempo para migração adicional de hominídeos para fora da África
O cenário proposto é que, após a divergência entre os neandertais e o DNA mitocondrial humano moderno (datado com um máximo de 470.000 anos atrás), mas antes da divergência do HST e dos outros neandertais (datados de no mínimo 220.000 anos atrás), um grupo de hominídeos se mudou da África para a Europa, introduzindo seu DNA mitocondrial na população neandertal. Assim, essa migração intermediária para fora da África teria ocorrido entre 470.000 e 220.000 anos atrás. "Apesar do longo intervalo, essas datas oferecem uma janela temporal para possível conectividade e interação de hominídeos entre os dois continentes no passado", diz Posth.
Esse influxo de hominídeos teria sido pequeno o suficiente para não causar um grande impacto no DNA nuclear dos neandertais. No entanto, teria sido grande o suficiente para substituir completamente a linhagem mitocondrial existente dos Neandertais, mais semelhante aos denisovanos, por um tipo mais parecido com os humanos modernos. "Esse cenário concilia a discrepância entre o DNA nuclear e as filogenias do DNA mitocondrial dos hominídeos arcaicos com a inconsistência do tempo dividido entre humanos e neandertais modernos estimados a partir do DNA nuclear e do DNA mitocondrial", explica Johannes Krause, também do Instituto Max Planck para a Ciência da História Humana, autor sênior do estudo.
Dados nucleares do fêmur do HST seriam fundamentais para avaliar suas relações genômicas com Neandertais, Denisovanos e humanos modernos, mas é extremamente desafiador recuperar DNA nuclear do HST devido à má preservação e altos níveis de contaminação humana moderna. Em qualquer caso, porém, dados de genoma nuclear de alta qualidade de mais de um indivíduo seriam necessários para investigar completamente essa proposta onda de migração humana para fora da África, sendo uma área intrigante para estudos futuros.
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