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terça-feira, 16 de julho de 2024

 

O genoma humano mais antigo já foi sequenciado — e é um denisovano

DNA de 200.000 anos de caverna siberiana mostra que nossos primos esquivos e extintos acasalaram repetidamente com neandertais

  • 11 DE JULHO DE 2024
  • 16H15 HORÁRIO DO LESTE DOS EUA
  • POR ANN GIBBONS
Arqueólogos realizam trabalho em galeria na Caverna Denisova
Arqueólogos russos mergulharam fundo na caverna Denisova e encontraram um molar que produziu um novo genoma. ALEXANDR KRYAZHEV/SPUTNIK VIA AP

Quando o geneticista populacional Stéphane Peyrégne deu sua palestra na tarde de terça-feira em uma reunião em Puerto Vallarta, México, rumores já tinham circulado e o auditório estava lotado. Ele não decepcionou: "Estou feliz em contar a vocês sobre um novo genoma denisovano de um macho de 200.000 anos", disse Peyrégne, um pós-doutorado no Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária.

A sequência genética que ele revelou é o genoma humano de alta qualidade mais antigo até agora — 80.000 anos mais velho que o recordista anterior: um neandertal que viveu há cerca de 120.000 anos. Os novos resultados vêm depois de mais de uma década de esforço para encontrar ossos fossilizados e um segundo genoma de um denisovano, o misterioso humano arcaico descoberto por meio de seu DNA há 14 anos. O primeiro genoma denisovano veio do osso do dedo mindinho de uma menina datado entre 60.000 e 80.000 anos atrás. Os genomas dos denisovanos e do antigo neandertal vieram todos do mesmo sítio frio e rico em fósseis: a caverna Denisova nas montanhas Altai da Sibéria.

De acordo com a análise de Peyrégne e colegas, o macho recém-sequenciado vem de uma população distinta de denisovanos primitivos que cruzaram várias vezes com um grupo de neandertais cuja população não havia sido detectada no DNA antes.

“Como alguém que tem pensado sobre os Denisovanos na última década, a notícia de um novo genoma Denisovano foi incrivelmente emocionante”, diz a geneticista populacional Emilia Huerta-Sanchez da Brown University, que coorganizou a sessão na reunião anual da Society for Molecular Biology and Evolution . “Não é apenas mais um genoma antigo”, acrescenta a geneticista populacional Priya Moorjani da University of California, Berkeley, que também estava na palestra. “Ele diz muito mais sobre esses ancestrais elusivos.”

Os denisovanos são conhecidos principalmente por seu DNA. Os pesquisadores têm o genoma da menina, bem como pedaços de DNA nuclear e mitocondrial de fósseis fragmentários — dentes, um osso do pé — de sete indivíduos adicionais, todos também da Caverna Denisova. Os cientistas também identificaram algum DNA denisovano em humanos vivos, incluindo em papuas e chineses han, adquiridos de cruzamentos anteriores. O DNA em sedimentos mostrou que os denisovanos estiveram pela primeira vez na caverna há 300.000 anos , e mais tarde viveram em uma caverna no Planalto Tibetano . Os escassos fósseis revelam que este humano arcaico tinha molares maiores do que os neandertais e uma face inferior robusta, conhecida de um maxilar na China . Mas ninguém sabe realmente como eram os denisovanos.

As escavações na Caverna Denisova continuaram, e o arqueólogo Maxim Kozlikin da Academia Russa de Ciências (RAS) encontrou um molar em uma camada profunda datada de 200.000 anos atrás, Peyrégne relatou em sua palestra. A equipe da RAS enviou o molar para Max Planck, onde geneticistas evolucionistas extraíram DNA suficiente para fornecer cobertura de 24 vezes do genoma, considerado excepcional para um DNA tão antigo. Trabalhando no laboratório da bióloga computacional Janet Kelso, Peyrégne e colegas compararam a nova sequência de DNA com a dos neandertais, outros denisovanos e pessoas modernas.

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A análise de DNA revelou que o Denisovano macho herdou 5% de seu genoma de uma população antiga e até então desconhecida de Neandertais. O macho, rotulado Denisova 25, veio de uma população separada de Denisovanos da menina, conhecida como Denisova 3, e dos outros Denisovanos na caverna. O DNA da menina está mais intimamente relacionado às sequências Denisovanas em humanos modernos vivos, que as obtiveram de pelo menos duas populações Denisovanas.

Tudo isso sugere que a população do macho mais velho foi substituída na caverna por Denisovanos posteriores, disse Peyrégne em sua palestra. Os dados também sugerem que os ancestrais do macho Denisovano cruzaram várias vezes com Neandertais. Os Denisovanos foram aparentemente substituídos na caverna por Neandertais por um período, com base no fóssil Neandertal datado de cerca de 120.000 anos atrás. Por volta de 60.000 anos atrás, porém, os Denisovanos haviam retornado. Os dois grupos podem até ter se encontrado na caverna — o DNA de um fragmento ósseo de uma fêmea com mais de 50.000 anos mostra que sua mãe era uma Neandertal e seu pai um Denisovano. Mais tarde, tanto o DNA quanto os fósseis indicam que humanos modernos ocuparam a caverna e Denisovanos e Neandertais desaparecem. A região era claramente uma encruzilhada para vários tipos de humanos, disse Peyrégne na palestra.

Embora os denisovanos e os neandertais aparentemente tenham cruzado repetidamente, suas linhagens são distintas: eles divergiram de um ancestral comum há pelo menos 400.000 anos . Os ancestrais dos neandertais se estabeleceram na Europa e no Oriente Médio, enquanto os denisovanos seguiram mais para o leste, para a Ásia, onde evoluíram separadamente, adquirindo cerca de 300.000 mudanças genéticas que os diferenciam dos neandertais, de acordo com o novo genoma. “Os neandertais e os denisovanos permanecem em grupos separados” e se misturaram nas bordas de suas áreas geográficas, disse Peyrégne em sua palestra.

No período de perguntas e respostas, um membro da plateia perguntou se o genoma do macho também tinha DNA de um tipo de humano ainda mais antigo e não identificado — talvez Homo erectus — cujo DNA foi localizado no genoma da garota Denisovana. “Se houver alguma ancestralidade superarchaica Denisova, ela também está presente neste genoma”, respondeu Peyrégne. “[Esse DNA] é compartilhado entre Denisova 3 e Denisova 25.”

Os pesquisadores do Max Planck planejam publicar o novo genoma em breve. “É realmente emocionante ter mais um genoma desse grupo misterioso”, diz Moorjani. “Ele nos diz muito mais sobre esses ancestrais elusivos... aprender como era esse grupo e como ele interagia com outros grupos.”

sábado, 21 de março de 2020

O crânio de 'Little Foot' revela como esse ancestral humano de mais de 3 milhões de anos viveu

O crânio de 'Little Foot' revela como esse ancestral humano de mais de 3 milhões de anos viveu



O crânio de 'Little Foot' revela como esse ancestral humano de mais de 3 milhões de anos viveu

A varredura por micro-TC de alta resolução do crânio do espécime fóssil conhecido como “Pézinho” revelou alguns aspectos de como essa espécie do Australopithecus costumava viver mais de 3 milhões de anos atrás.
A comparação da primeira vértebra cervical quase intacta de 'Little Foot' e outros dois Australopithecus de Sterkfontein na África do Sul e de Hadar na Etiópia mostrando como completar 'Little Foot' é comparada com o restante do registro fóssil.
A meticulosa escavação e limpeza do crânio do espécime fóssil de 3,67 milhões de anos mostrou a primeira vértebra cervical adulta Australopithecus mais completa já encontrada.
 
Uma descrição da vértebra pelos pesquisadores da Universidade Wits, Dra. Amélie Beaudet e a equipe Sterkfontein, foi publicada nos Relatórios Científicos.
O esqueleto de Little Foot foi revelado pela primeira vez em 2017.
O Centro de Excelência em Paleociências, o International Paleontological Trust, a National Research Foundation da Universidade de Witwatersrand e o Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica, através do Instituto Francês da África do Sul, apóiam este programa de pesquisa.
 
A primeira vértebra cervical (ou atlas) desempenha um papel crucial na biologia dos vertebrados. Além de atuar como a conexão entre a cabeça e o pescoço, o atlas também desempenha um papel na forma como o sangue é fornecido ao cérebro pelas artérias vertebrais.
 
Ao comparar o atlas de “Little Foot” com outros fósseis do sul e leste da África, bem como com seres humanos e chimpanzés vivos, a equipe da Universidade Wits mostra que o Australopithecus era capaz de movimentos da cabeça que diferiam dos humanos modernos.
 
"A morfologia da primeira vértebra cervical, ou atlas, reflete múltiplos aspectos da vida de um organismo", diz Beaudet, principal autora do estudo.
 
"Em particular, o atlas quase completo de 'Little Foot' tem o potencial de fornecer novas idéias sobre a evolução da mobilidade da cabeça e do suprimento arterial para o cérebro na linhagem humana".
A forma do atlas determina a gama de movimentos da cabeça, enquanto o tamanho das artérias que passam pelas vértebras até o crânio é útil para estimar o fluxo sanguíneo que abastece o cérebro.
“Nosso estudo mostra que o Australopithecus foi capaz de movimentos da cabeça que diferem de nós. Isso pode ser explicado pela maior capacidade do Australopithecus de subir e se mover nas árvores.
 
No entanto, um espécime Australopithecus do sul da África mais jovem que 'Little Foot' (provavelmente mais jovem em cerca de 1 milhão de anos) pode ter perdido parcialmente essa capacidade e passado mais tempo no terreno, como nós hoje. ”
 
As dimensões e a forma geral do atlas de “Little Foot” são semelhantes aos chimpanzés vivos. Mais especificamente, as inserções ligamentares (que podem ser inferidas a partir da presença e configuração dos tubérculos ósseos) e a morfologia das articulações das facetas que ligam a cabeça e o pescoço sugerem que “Pézinho” se movia regularmente nas árvores.
 
Como “Pézinho” é tão bem preservado, o suprimento de fluxo sanguíneo no cérebro também pode ser estimado pela primeira vez, usando evidências do crânio e das vértebras.
Essas estimativas demonstram que o fluxo sanguíneo e, portanto, a utilização de glicose pelo cérebro era cerca de três vezes menor do que em seres humanos vivos e mais próxima da dos chimpanzés vivos.
“O baixo investimento de energia no cérebro do Australopithecus poderia ser tentativamente explicado por um cérebro relativamente pequeno da amostra (em torno de 408cm3), uma dieta de baixa qualidade (baixa proporção de produtos de origem animal) ou altos custos de outros aspectos da biologia da Australopithecus (como caminhar na vertical). De qualquer forma, isso pode sugerir que o sistema vascular do cérebro humano emergiu muito mais tarde em nossa história. ”