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martes, 29 de abril de 2014

Desvelado el epigenoma de dos homínidos prehistóricos: ¿por qué cambia nuestra especie a lo largo del tiempo?

EL ESTUDIO HA COMPROBADO QUE, AUNQUE LOS HOMÍNIDOS PRIMITIVOS Y NOSOTROS TENEMOS LOS MISMOS GENES, NUESTRO EPIGENOMA ES DISTINTO 

Un equipo internacional de investigadores ha reconstruido por primera vez los epigenomas de dos homínidos primitivos (un neandertal y un denisovano) y los ha comparado con los de los humanos modernos, un paso fundamental para entender cómo hemos evolucionado hasta convertirnos en lo que somos hoy en día.
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Un equipo internacional de investigadores, en el que participa el Instituto de Oncología de la Universidad de Oviedo, publica hoy en la revista Science un método novedoso que ha permitido desentrañar el patrón de metilación del ADN de dos especies extinguidas, un neandertal y un homínido de Denisova.

Comparando sus patrones epigenéticos con los de los humanos modernos, han podido identificar los genes cuya actividad difiere entre esas especies, y que marcan los cambios evolutivos que han configurado nuestra especie, es decir, que nos han hecho ser como somos actualmente.

Al desentrañar cómo se regulaban los genes en los neandertales y los denosivares, este estudio aporta por primera vez datos acerca de la evolución de la regulación de los genes en los humanos y abre una ventana a la exploración genética en especies que se extinguieron hace decenas de miles de años.

En el trabajo, coordinado por Liran Carmel, de la Universidad de Jerusalén, ha participado la Unidad de Epigenética del Cáncer del Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias Obra Social Cajastur (Universidad de Oviedo), dirigida por el doctor Mario Fernández Fraga, investigador del CSIC-CNB.

El profesor de la Universidad de Cantabria y del Instituto de Investigación Valdecilla (IDIVAL), José A. Riancho, ha colaborado también en los trabajos desarrollados por el equipo internacional.
“Algunas de las diferencias en los patrones epigenéticos afectan a genes relacionados con el desarrollo de los huesos y podrían explicar las diferencias entre el esqueleto de esas especies antiguas y los humanos actuales”, comenta Fernández Fraga.

Otras afectan a genes relacionados con el sistema cardiovascular y el sistema nervioso, los cuales se han asociado con enfermedades como el alzhéimer o la esquizofrenia.

Aunque se desconocen los factores que han dado lugar a esas diferencias, dado que los patrones epigenéticos están influidos tanto por las propias características genéticas como por las condiciones ambientales, como dice Riancho, “surge el interrogante de si esos trastornos, tan frecuentes en la sociedad actual, reflejan una predisposición inherente a nuestra especie o son, por el contrario, consecuencia de la forma de vida y el entorno en el que discurre nuestra existencia”.

La especie elegida

En el mundo actual convivimos humanos de una sola especie, pero eso no fue así en el pasado. Hasta hace algunas decenas de miles de años, nuestra especie, el Homo sapiens, compartió el territorio y probablemente ideas y parejas con otras especies, como los neandertales.

Sabemos poco acerca de cuáles fueron las características genéticas específicas que nos permitieron a los Homo sapiens sobrevivir en condiciones adversas, mientras las otras especies se extinguieron. Aún sabemos menos de las características epigenéticas que hicieron de nosotros ‘la especie elegida’. La genética tiene que ver con los cambios en la secuencia de ADN que representa la estructura básica de los genes.

La epigenética, sin embargo, representa las variaciones sutiles de los genes que, sin afectar al núcleo de su estructura, modulan su actividad y pueden transmitirse a través de las generaciones. Entre ellas se encuentran algunas modificaciones químicas, como la metilación del ADN, que controla cuándo y cómo son activados y desactivados los genes que controlan el desarrollo de nuestro organismo.

La determinación de los genomas y los epigenomas de nuestros antecesores es fundamental para entender los mecanismos moleculares responsables de que seamos como somos. Para abordar este reto, Svante Pääbo, científico del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, lleva coordinando desde varios años el proyecto de la secuenciación del genoma del neandertal.

Como resultado de ello, el pasado mes de febrero la revista Nature publicó el primer genoma completo de un neardental. El ADN se obtuvo de un hueso del dedo del pie de un individuo adulto que vivió en las Cuevas de Altai (Sur de Siberia) hace unos 50.000 años. Unos meses antes, el mismo grupo había publicado otro artículo en el que describía el genoma del denisovan, un grupo de humanos arcaicos descubierto recientemente. 

domingo, 27 de abril de 2014

La otra salida del hombre desde África

UN NUEVO ESTUDIO CONCLUYE QUE EL HOMBRE SALIÓ DEL CONTINENTE AFRICANO HACE 130.000 AÑOS, 80.000 ANTES DE LO QUE SE CREÍA 

Un análisis de la diversidad genética y de las medidas craneales de 10 poblaciones africanas y asiáticas indica que los humanos se dispersaron fuera de África en dos tandas, y que la primera de ellas fue mucho antes de lo que se pensaba. La segunda migración, que dispersó a los humanos por el norte de Eurasia hace 50.000 años, viene a corresponder con lo que se conocía hasta ahora como la única salida fuera de África.Pero, según el estudio de la Universidad de Tubinga, fue precedida por una migración muy anterior, que empezó hace 130.000 años, y de la que proceden los actuales aborígenes australianos y pobladores de Papúa-Nueva Guinea y las islas de la Melanesia.


La idea simple de que la humanidad que vive fuera de África procede de una pequeña población que salió de ese continente hace 50.000 años está sufriendo notables revisiones. Primero como consecuencia de hallazgos arqueológicos que han revelado la presencia de humanos en Arabia y Oriente Próximo antes de esa fecha. Y segundo, por las comparaciones de los genomas de las poblaciones actuales de todo el mundo, que revelan un cuadro bastante más complicado de lo que se pensaba. Y no solo por los cruces de los humanos modernos con neandertales y denisovanos. 

El consenso actual es que nuestra especie, el Homo sapiens, se originó en África hace de 100.000 a 200.000 años —según datos paleontológicos y los genéticos—, pero su dispersión posterior por África y el resto del mundo es objeto de controversia. “Nuestros resultados apoyan una dispersión inicial hacia el este por el sur del continente asiático que empezó tan pronto como hace 130.000 años, y otra posterior hacia el norte de Eurasia hace 50.000 años”, dice la directora de la investigación, Katerina Harvati, del Centro Senckenberg de Evolución Humana de la Universidad de Tubinga. Presenta el estudio en PNAS junto a colegas de la Universidad de Ferrara y el Museo Nacional de Historia Natural de París. 

Harvati y sus colegas han estudiado múltiples individuos (entre 10 y 215) de 10 de las poblaciones esenciales para discriminar entre los posibles modelos de dispersión de los humanos modernos: habitantes nativos de Australia (aborígenes), Asia central, África oriental, Japón, Melanesia, negritos del norte de Filipinas (aeta/agta), Nueva Guinea, norte y sur de India y Sudáfrica. 

La hipótesis de esa doble migración se había propuesto hace años, pero en una forma muy distinta. Según la idea antigua, la primera dispersión habría ocurrido muy poco antes de la segunda, y habría dejado su marca genética en los actuales pobladores de Australia, Melanesia, Papúa-Nueva Guinea, los hablantes de lenguas dravídicas del sur de Asia y los aeta/agta (negritos) de Filipinas. 

Los nuevos resultados hablan de una primera migración antiquísima, y que solo ha dejado huellas genéticas y morfológicas en los aborígenes australianos y los melanésicos. Los “negritos”, o pobladores de corta estatura, piel oscura y pelo rizado del sureste asiático, como el resto de los habitantes nativos del sur de Asia, pertenecen a la segunda migración, o bien se mezclaron tanto con ella que han perdido sus marcadores genéticos ancestrales. 

“Nuestros resultados”, escriben Harvati y sus colegas, “son consistentes de forma general con el punto de vista de que los actuales aborígenes australianos descienden de un linaje que ha permanecido relativamente aislado desde el pleistoceno medio”, es decir desde hace unos 130.000 años. Eso no quiere decir que la colonización original de Australia ocurriera en esa época remota —todo apunta a que data de hace unos 50.000 o 60.000 años—, pero sí que la salida de África de ese linaje fue muy anterior. La interpretación directa de estos datos es que les llevó 80.000 años alcanzar el continente australiano. 

Los nuevos resultados pueden explicar algunas paradojas que resultaban desconcertantes con el esquema previo. Por ejemplo, si solo hubo una migración fuera de África, ¿cómo se explican las evidencias arqueológicas de ocupación por humanos modernos en la península arábiga, que datan de hace 125.000 años? Es cierto que esas evidencias no incluyen por el momento ningún fósil humano, pero sí artefactos de piedra muy parecidos a otros hallados en Etiopía, que se clasifican como modernos y datan de unos 150.000 años atrás. Una migración original de humanos modernos fuera de África, en cambio, cuadra excepcionalmente bien con esos datos descolocados. De modo similar, cuadra bien con las últimas interpretaciones sobre el clima primitivo en el continente, que nos hablan de unas devastadoras sequías que empezaron a asolar el este de África hace justo 135.000 años, de nuevo en una correspondencia temporal casi perfecta con los nuevos datos de Harvati y sus colaboradores. 

Y, por supuesto, la existencia de una migración hace 130.000 años hace innecesario encontrar una explicación para otra paradoja: los larguísimos milenios que se suponía que habían transcurrido entre el origen de la especie humana moderna y su salida de África. Por todo lo que sabemos ahora, es perfectamente posible que nuestros ancestros emigraran del continente madre un día después de su creación por los siempre asombrosos y a menudo enigmáticos mecanismos de la evolución, los verdaderos hacedores de todo cuanto existe en la biología del planeta Tierra. 

jueves, 10 de abril de 2014

Homo Habilis, un enigma 50 años después

FUE UNO DE ESOS GRANDES DESCUBRIMIENTOS QUE HAN MARCADO LA HISTORIA DE LA PALEOANTROPOLOGÍA Y DE LA HUMANIDAD

El anuncio del hallazgo de unos extraños restos en abril de 1964 revolucionó el campo de la evolución humana y generó preguntas que se mantienen hoy en día





Era abril de 1964 cuando el paleontólogo británico Louis Leakey y su equipo, en el que se encontraba su esposa, Mary Leakey, encontraron una serie de fósiles en el Gran Valle del Rift, en Tanzania, que catalogaron como una nueva especie dentro de nuestro propio género. 

Se llamó Homo habilis. Según explica el paleontólogo Bernad Wood, de la Universidad George Washington, en un comentario en la revista Nature, el descubrimiento cambió la búsqueda de los primeros seres humanos desde Asia a África e inició una polémica que perdura hasta nuestros días. Según explica, incluso con toda la evidencia fósil y las técnicas de análisis de los últimos 50 años, una hipótesis convincente para el origen del Homo sigue siendo difícil de alcanzar.

En 1960, la rama del árbol de la vida que contiene a los homínidos -los seres humanos modernos, sus antepasados y primates como los chimpancés y los bonobos- parecía sencilla. En su base estaba el Australopithecus, el hombre-mono que los paleoantropólogos han recuperado en el África austral desde 1920. Después llegó de Asia el Homo erectus, que se extendió a Europa y evolucionó en los neandertales y el Homo sapiens. Pero no quedaba claro qué había entre los australopitecos y el Homo erectus, el primer humano conocido.

Hasta la década de los 60, restos del erectus solo habían aparecido en Asia. Pero cuando Leakey encontró unas primitivas herramientas de piedra en la Garganta de Olduvai, en Tanzania, pensó que tal vez los primeros humanos se originaron en África.

Wood explica que hallar al Homo habilis fue toda una odisea. Las excavaciones en Olduvai empezaron 33 años antes del anuncio del hallazgo, en 1931, y el equipo tuvo que enfrentarse a todo tipo de dificultades naturales, incluidos los leones. Primero encontraron dos dientes de homínidos, pero eran de leche y difíciles de clasificar. Pero en el 59,Mary Leakey recuperó el cráneo de un adulto joven. El espécimen era muy extraño: cerebro pequeño, cara grande , dientes diminutos… Aparentemente, nada que ver con el H. erectus. Los Leakey erigieron un nuevo género y especie, el Zinjanthropus boisei (ahora llamado Paranthropus boisei), para darle cabida.

En 1960, apareció la mandíbula inferior y la parte superior de la cabeza infantil de un homínido que definitivamente no pertenecía a la misma especie que «Zinj», y los Leakey comenzaron a sospechar que era un verdadero fabricante de herramientas. Tres años más tarde apareció un cráneo con la mandíbula superior e inferior y otro muy fragmentado, con dientes bien conservados.

Todavía una incógnita

Los investigadores que analizaron los restos llegaron a la conclusión de que se trataba de un nuevo homo, el Homo habilis. Y era un homo porque cumplía con los requisitos de una postura erguida, una marcha bípeda y la destreza con herramientas primitivas. Aunque su cerebro, ciertamente, era más pequeño (alrededor de 600 centímetros cúbicos).

Como recuerda Bernard Wood, la propuesta no fue recibida con los brazos abiertos por todo el mundo. Algunos pensaban que los fósiles eran demasiado similares al Australopithecus africanus para justificar una nueva especie. Otros investigadores admitieron que la especie era nueva. Hallazgos posteriores de Etiopía a Sudáfrica han añadido nuevos restos a la colección.

A juicio del investigador, el Homo habilis reúne unas características que no le sitúan ni en la familia de los australopitecinos ni en la de los humanos, y debe tener su propio género.

«El debate en curso acerca de los orígenes de nuestro género es parte del legado del Homo habilis. Desde mi punto de vista, la especie es demasiado diferente al Homo erectus como para ser su antecesor inmediato, por lo que un modelo simple y lineal que explica esta etapa de la evolución humana se ve cada vez menos probable. Nuestros ancestros probablemente evolucionaron en África, pero el lugar de nacimiento de nuestro género podría estar muy lejos del Gran Valle del Rift, donde se ha encontrado la mayor parte de la evidencia fósil. Los descubrimientos icónicos de los Leakey en Olduvai deberían recordarnos lo mucho que desconocemos en lugar de todo lo que sabemos», concluye el investigador.

jueves, 5 de septiembre de 2013

Descubierta una antigua criatura de Gondwana

Se ha descubierto en sudáfrica los restos fosilizados de un escorpión de hace 350 millones de años de edad, es el animal terrestre más antiguo conocido que vivió en Gondwana, esa parte desgajada del antiguo supercontinente de la Tierra.

La nueva especie, denominada Gondwanascorpio emzantsiensis, proporciona tentadoras pistas sobre el desarrollo de la vida antes de que los continentes de la Tierra se separasen, para formar el mundo que hoy en día nos es tan familiar, señalaron los científicos.

Es la evidencia más antigua hasta ahora de animales terrestres en Gondwana, un territorio que incluía la actual África, América del Sur y Australia, y formaba la parte sur de un supercontinente llamado Pangea.

Hasta ahora, la evidencia de la vida terrestre sólo se había encontrado en la parte norte de Pangea"Laurasia", lo que hoy es América del Norte y Asia.

"No existían evidencias de que las tierras de Gondwana estuviesen habitadas por los animales invertebrados que vivían en aquella época remota", dijo Robert Gess, que se basa en el Instituto de estudios evolutivos de la Universidad de Wits.

Gess descubrió los fragmentos del escorpión, una pinza y un aguijón se muestran claramente en la roca, cerca de Grahamstown en Eastern Cape de Sudáfrica.

Al final del período Silúrico, hace unos 416 millones años, los invertebrados depredadores, como los escorpiones y las arañas, se alimentaban de invertebrados como insectos primitivos, que fueron los primeros colonizadores de aquellas tierras.

De Laurasia se sabe que habían invertebrados del Silúrico tardío y durante el período Devónico, cuando el lo separó de Gondwana.

"Por primera vez tenemos la certeza de que no sólo los escorpiones, sino también sus presas ya estaban presentes en el Devónico", añadió Gess.

"Ahora sabemos que al final del período Devónico, tanto Gondwana como Laurasia, tuvieron un ecosistema terrestre complejo, que comprende invertebrados y plantas, y que tenían todos los elementos para sostener la vida de los vertebrados terrestres que surgieron en esa época o poco después", declaró Gess.

Aquellos primeros vertebrados, de los cuales evolucionaron los humanos con el tiempo, aparecieron hace unos 350 millones de años.

Estos hallazgos han sido publicados en el journal de revisión por pares African Invertebrate. 

- Imagen 1) Las pinzas fosilizados del escorpión. Crédito: Universidad de Witwatersrand. 
- Imagen 2) Una interpretación de la fase temprana de separación de Laurasia y Gondwana. Wikipedia.
- Imagen 3) El paleontólogo preparaba y montaba los fósiles en Los Angeles el 27 de marzo de 2008, del escorpión fosilizado descubierto en Sudáfrica, de hace 350 millones de años de edad.

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viernes, 19 de julio de 2013

Pangea: el antiguo Supercontinente

Hace unos 300 millones de años, la Tierra no tenía siete continentes, sino que había un gran supercontinente llamado Pangea, que estaba rodeado por un océano llamado Panthalassa.


Una de las piezas clave que evidencian la existencia de Pangea surge de los registros fósiles, donde se encuentran especies idénticas, como la semilla de helecho Glossopteris, descubiertas en continentes muy dispares. La orientación de los minerales magnéticos de los sedimentos geológicos revelan cómo los polos magnéticos de la Tierra migran a través del tiempo geológico. Y las cadenas montañosas que ahora se encuentran en distintos continentes, como los Apalaches en Estados Unidos y el sistema montañoso de Atlas en Marruecos, formaron parte de la cordillera central de Pangea, formado a su vez por la colisión de la supercontinentes Gondwana y Laurussia.

A lo largo de los 3,5 mil millones años de historia de la Tierra, los supercontinentes se han formado varias veces. Pangea se formó a través de un proceso gradual que abarca unos pocos cientos de millones de años. Se inició hace unos 480 millones años con un continente llamado Laurentia, que incluía partes de América del Norte, que se fusionó con otros micro-continentes para formar Euramerica. Euramerica finalmente chocó con Gondwana, otro supercontinente que incluía África, Australia, América del Sur y el subcontinente indio.

Vida vegetal y animal

Pangea existió hace 100 millones de años, y durante ese período de tiempo prosperaron de diversos animales, incluyendo el Traversodontidae, una clase de animales herbívoros que formaban parte de la clase que incluye a los antepasados ​​de los mamíferos.

Durante el período Pérmico, prosperaron insectos como los escarabajos, libélulas y moscas.

Pero la existencia de Pangea se superpone con la peor extinción masiva de la historia, la extinción K-T. 

La Gran Extinción ocurrió hace unos 250 millones de años y fue la causa de extinción de la mayoría de las especies de la Tierra. Tardó unos 10 millones de años que la diversidad de especies se recuperara.

El período Triásico temprano fue testigo del surgimiento de arcosaurios, un grupo de animales que con el tiempo dió lugar a los cocodrilos y las aves, además de una gran cantidad de reptiles. 

Y hace unos 230 millones de años, empezaron a surgir algunos de los primeros dinosaurios en Pangea, incluyendo a los terópodos y dinosaurios carnívoros que en su mayoría tenían huesos llenos de aire y plumas similares a las aves.

Ruptura

Sin embargo, hace unos 200 millones de años, el supercontinente empezó a resquebrajarse, y en su separación formó los dos continentes Gondwana y Laurasia. 

Más tarde, hace unos 150 millones de años, Gondwana se dividió además en cuatro continentes y la India. Y hace unos 60 millones de años, América del Norte se separó de Eurasia.

El ciclo de la historia

La configuración actual de los continentes es poco probable que sea la última. Los supercontinentes se han ido formando varias veces en la historia de la Tierra, sólo para escindirse en nuevos continentes en un proceso continuo. Ahora mismo, por ejemplo, Australia está avanzando lentamente hacia Asia, y la parte oriental de África se está desprendiendo poco a poco del resto del continente.

- Imagen 1) Pangea. Wikipedia.
- Imagen 2) Recreación de Exaeretodon frenguellii. Wikipedia.
- Imagen 3) Cocodrilos del Nilo. Wikipedia.
- Imagen 4) Compsognathus. Wikipedia.

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por Tia Ghose, 16 de julio 2013
Referencia: LiveScience.com .
Fuente: Bitnavegantes