Ancient boy’s DNA pushes back date of earliest humans

Homo sapiens may have emerged as a genetically distinct species as early as 350,000 years ago

DEEP PAST  Uma nova comparação do DNA humano antigo e moderno conclui que o Homo sapiens surgiu mais cedo do que se pensava, talvez cerca de 350.000 anos atrás. Os povos san-africanos, como esses, pertencem a uma linha genética que se originou cerca de 260.000 anos atrás, estimam os pesquisadores.

romitasromala/iStockphoto

By Bruce Bower

September 28, 2017 at 2:00 pm

Um garoto que viveu no que é hoje a África do Sul há quase 2.000 anos atrás emprestou um genoma útil para a ciência. Usando o livro de instruções genéticas do jovem, os cientistas estimaram que os humanos emergiram como uma população distinta mais cedo do que se pensava, entre 350.000 e 260.000 anos atrás.

O truque era recuperar uma versão completa do DNA do menino antigo do esqueleto para comparar com o DNA das pessoas hoje e dos neandertais e denisovanos da Idade da Pedra. As migrações anteriormente documentadas de agricultores da África Ocidental para a África Oriental há cerca de 2.000 anos e, depois, para a África Austral há cerca de 1.500 anos, remodelaram a genética dos africanos - e obscureceram os padrões ancestrais de ancestralidade - mais do que se sabe, informaram os pesquisadores em 28 de setembro na Science .

The ancient boy’s DNA was not affected by those migrations. As a result, it provides the best benchmark so far for gauging when Homo sapiens originated in Africa, evolutionary geneticist Carina Schlebusch of Uppsala University in Sweden and her colleagues conclude.

In line with the new genetically derived age estimate for human origins, another team has proposed that approximately 300,000-year-old fossils found in northwestern Africa belonged to H. sapiens (SN: 7/8/17, p. 6). Some researchers suspect a skull from South Africa’s Florisbad site, dated to around 260,000 years ago, qualifies as H. sapiens. But investigators often place our species’ origins close to 200,000 years ago (SN: 2/26/05, p. 141). There is broad consensus that several fossils from that time represent H. sapiens.

O debate sobre o momento das origens humanas continuará, apesar das novas evidências da criança, cujos restos vieram de escavações anteriores na costa perto da cidade de Ballito Bay, diz o geneticista evolucionista da Universidade de Uppsala e coautor do estudo Mattias Jakobsson. "Não sabemos se os fósseis iniciais do Homo sapiens ou o indivíduo de Florisbad eram geneticamente relacionados ao garoto da Baía de Ballito", diz ele.

  Portanto, o momento exato do surgimento da humanidade e os padrões exatos de divergência entre as populações humanas posteriores permanecem obscuros. Os pesquisadores ainda precisam recuperar o DNA de fósseis que datam de 200.000 a 300.000 anos que pertencem com segurança ou possivelmente ao H. sapiens.

A história continua após o gráfico

Ancient splits

Neste diagrama baseado em um novo estudo de DNA, o Homo sapiens se origina como uma espécie geneticamente distinta entre 350.000 e 260.000 anos atrás.

As populações africanas se ramificam em duas direções e depois se subdividem cerca de 200.000 anos atrás. As populações não africanas, no canto inferior esquerdo, apareceram pouco depois de 100.000 anos atrás.

C. Schlebusch et al/Science 2017

However early human evolution played out, later mixing and mingling of populations had a big genetic impact. DNA evidence from more recent fossils, including those studied by Schlebusch’s group, increasingly suggests that Stone Age human groups migrated from one part of Africa to another and mated with each other along the way (SN: 10/20/12, p. 9), says Harvard Medical School evolutionary geneticist Pontus Skoglund. In the Sept. 21 Cell, he and his colleagues report that DNA from 16 Africans, whose remains date to between 8,100 and 400 years ago, reveals a shared ancestry among hunter-gatherers from East Africa to South Africa that existed before West African farmers first arrived 2,000 years ago.

Esse conjunto antigo de genes comuns ainda compreende uma grande e variada porção do DNA dos atuais povos Khoisan na África Austral, segundo o grupo de Skoglund. Estudos anteriores descobriram que os Khoisan - constituídos por grupos de caçadores-coletores de San e Khoikhoi relacionados - exibem mais diversidade genética do que qualquer outra população humana.

  A equipe de Schlebusch estima que uma divisão genética entre os Khoisan e outros africanos ocorreu cerca de 260.000 anos atrás, logo após as origens da humanidade e na época do indivíduo de Florisbad. 

 

Os khoisanos então divergiram em duas populações geneticamente distintas cerca de 200.000 anos atrás, calculam os pesquisadores.

O DNA antigo no estudo de Schlebusch veio de sete indivíduos desenterrados em seis locais da África do Sul. Três caçadores-coletores, incluindo o garoto Ballito Bay, viveram cerca de 2.000 anos atrás. Quatro agricultores viveram entre 500 e 300 anos atrás.

Comparisons to DNA from modern populations in Africa and elsewhere indicated that between 9 percent and 30 percent of Khoisan DNA today comes from an East African population that had already interbred with Eurasian people. Those East Africans were likely the much-traveled farmers who started out in West Africa and reached southern Africa around 1,500 years ago, the researchers propose.

Cientistas acham que encontraram a primeira pátria da 'Eva mitocondrial'

Por Brandon Specktor - Escritor Sênior 2 days ago Natureza humana

 

Hoje é um deserto. Duzentos mil anos atrás, talvez estivesse em casa.

 

O povo San da África Austral carrega uma das mais antigas linhagens de DNA materno da Terra. Agora, os pesquisadores pensam que sabem o local exato que nosso ancestral materno mais antigo chamou de lar. (Imagem: © Shutterstock).

 

Duzentos mil anos atrás, os primeiros ancestrais compartilhados de todos os seres humanos vivos na Terra descansaram em um oásis verdejante no meio do deserto de Kalahari, na África.
 
Aqui, em uma colcha de retalhos de lagos, florestas e campos já extintos, conhecidos como a região de paleontologia Makgadikgadi, nossos maiores avós e avós caçavam, reuniam e criavam famílias por dezenas de milhares de anos.  

Eventualmente, com a mudança do clima da Terra, as mudanças nas chuvas abriram novos caminhos férteis pelo deserto. Pela primeira vez, nossos parentes distantes tiveram a chance de explorar o desconhecido, colocando para trás o que uma equipe de pesquisadores chama agora de "a pátria ancestral de todos os humanos vivos hoje".
 
De qualquer forma, essa é a história contada por um novo artigo publicado hoje (18 de outubro) na revista Nature .
 
Ao estudar o genoma de mais de 1.200 africanos indígenas que vivem hoje na parte sul do continente, a equipe reuniu uma história de uma das mais antigas linhagens de DNA da Terra: uma coleção de genes chamados L0, transmitida maternalmente pelas mitocôndrias e sobreviveu notavelmente inalterada em algumas populações por centenas de milhares de anos. Ao rastrear onde e quando a linhagem L0 se dividiu nas sub-linhagens ligeiramente diferentes ainda vistas hoje em algumas populações indígenas da África, os pesquisadores acreditam que identificaram exatamente onde os primeiros portadores de L0 viveram e prosperaram por milhares de anos.
 
"Sabemos há muito tempo que os humanos se originaram na África e cerca de 200.000 anos atrás ", disse a autora do estudo Vanessa Hayes, geneticista do Instituto Garvan de Pesquisa Médica e da Universidade de Sydney, ambas na Austrália, em entrevista coletiva. "Mas o que não sabíamos até este estudo era onde, exatamente essa pátria era".
 
Isso "exatamente" tem outros pesquisadores céticos. Chris Stringer, especialista em origens humanas no Museu de História Natural de Londres, disse à Live Science que é "cauteloso" sobre o uso de distribuições genéticas modernas para inferir onde as populações antigas viviam há 150.000 anos - principalmente em um continente tão grande quanto a África. (Estudos similares localizaram as primeiras populações humanas em várias partes do leste, oeste e sul da África.)
 
Além disso, ele acrescentou que, como o presente estudo segue apenas uma sequência de código genético herdado pela mãe, seus resultados podem não capturar o quadro completo das primeiras viagens da humanidade pela África. Em vez disso, as melhores evidências disponíveis sugerem que várias populações fundadoras geneticamente diferentes podem ter vivido em várias partes do continente, dando aos humanos modernos não apenas uma, mas várias pátrias.
 
"Como muitos estudos que se concentram em um pequeno pedaço do genoma, ou uma região, ou uma indústria de ferramentas de pedra ou um fóssil 'crítico', ele não pode capturar toda a complexidade de nossas origens em mosaico", disse Stringer.

Caça Eva genética

Hoje, Makgadikgadi é uma das maiores salinas do mundo. Os modelos climáticos sugerem que, 200.000 anos atrás, era um oásis fértil.

(Crédito da imagem: Shutterstock)

A linhagem L0 é uma sequência de DNA codificado apenas nas mitocôndrias , uma pequena estrutura em suas células que transforma alimentos em energia celular.
 
O DNA mitocondrial é responsável por apenas uma fração do seu genoma, com a maior parte do seu DNA bloqueada nos núcleos celulares. No entanto, enquanto o DNA nuclear é herdado dos pais e se recombina a cada geração, o DNA mitocondrial é herdado apenas da sua mãe e pode permanecer inalterado por dezenas de milhares de anos. Como tal, o DNA mitocondrial (também conhecido como "mitogenoma") é uma ferramenta essencial para rastrear a história genética.
 
L0 é especialmente importante a esse respeito, pois acredita-se que todas as pessoas vivas descendem em sua linha materna da mulher que realizou a sequência, uma mulher hipotética chamada "Eva mitocondrial". Hoje, a linhagem L0 é encontrada mais comumente no povo Khoisan , dois grupos indígenas que vivem no sul da África. Muitos outros grupos de africanos indígenas carregam DNA mitocondrial que desce dessa linhagem, mas com variações sutis. Ao comparar essas variações de grupo para grupo, os geneticistas podem reunir uma linha do tempo geral de quando essas linhagens genéticas antigas divergem.
 
No novo estudo, os pesquisadores sequenciaram cerca de 200 L0 mitogenomes em povos indígenas que vivem no sul da África. Quando comparado a um banco de dados com mais de 1.000 seqüências L0 existentes, o conjunto de dados criou um dos instantâneos mais abrangentes já tirados de como a linhagem antiga e suas ramificações mais próximas estão hoje dispersas no sul da África. Esses dados de distribuição permitiram à equipe estimar onde e quando os descendentes de Eva mitocondrial se dividiram pela primeira vez em grupos separados, geneticamente distintos.
 
"Usando isso, poderíamos identificar o que acreditamos ser nossa pátria humana", disse Hayes.
Os pesquisadores sugeriram que esta terra natal é Makgadikgadi, um vasto pantanal com cerca de 120.000 quilômetros quadrados de área, ou aproximadamente o dobro da área do lago Victoria, o maior lago da África atualmente. A equipe descobriu que Eva mitocondrial e seus descendentes viviam nessa região por cerca de 30.000 anos (de 200.000 a 170.000 anos atrás) antes da linhagem L0 se dividir em seu primeiro subgrupo.
 
"Isso nos diz que esses primeiros seres humanos devem ter permanecido na região de origem e não deixado" durante esse período, disse Hayes.

O caminho verde

Então, por que nossos ancestrais finalmente deixaram sua terra natal, alterando seus destinos genéticos no processo? Segundo os autores do estudo, pode ter sido uma questão de mudança climática .
 
Usando modelos climáticos e amostras de núcleos de sedimentos da área, a equipe descobriu que, de aproximadamente 130.000 a 110.000 anos atrás, a mudança dos padrões de chuva abriu vários "corredores verdes" de terras habitáveis ​​no deserto ao redor de Makgadikgadi. Corredores ao noroeste e sudeste do pantanal poderiam ter atraído migrantes nessas direções, levando-os para as áreas onde diferentes grupos indígenas ainda vivem hoje, escreveram os pesquisadores. Este movimento poderia explicar adequadamente a distribuição dos subgrupos L0 na África Austral.
 
O que isso não explica, no entanto, é a outra metade da nossa linhagem genética (a metade masculina). Segundo Stringer, não há muitas evidências de que nossos ancestrais do sexo masculino tenham percorrido um caminho como o descrito aqui.
 
"Olhando para o cromossomo Y herdado por homens, as linhagens mais divergentes atualmente conhecidas em humanos existentes são encontradas no oeste da África, não na África do Sul, sugerindo que nossos ancestrais do cromossomo Y podem ter se originado a partir daí", disse Stringer.
 
Os autores do estudo reconhecem que os humanos modernos podem ter tido várias "pátrias", onde diferentes linhagens genéticas se enraizaram; L0 é simplesmente a linhagem mais bem preservada, graças à sua procedência estritamente materna. Portanto, embora os pesquisadores agora estejam mais perto de identificar o pequeno Éden onde a Eva mitocondrial iniciou sua família, ainda é muito cedo para dizer que todos encontramos nossa pátria.

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Publicado originalmente em Live Science .