QUEM ERAM OS NEANDERTAIS? – A GENÉTICA NEANDERTAL E DENISOVANA.

As primeiras investigações genômicas feitas sobre o Neandertal concentraram-se no DNA mitocondrial (DNAmit), que devido à herança estritamente matrilinear e vulnerabilidade subsequente à deriva genética é limitada. Hoje temos um vislumbre importante sobre a natureza do Neandertal e de nossa própria espécie. Inicialmente as pesquisas não mostraram relacionamentos sexuais entre Homo sapiens e Neandertais, mas com novos estudos, as evidências vieram á tona.

Ramo da filogenia humana onde os humanos e Neandertais se juntam. Esta filogenia provavelmente sera superada pelas novas evidencias vinda dos Denisovanos e a presença do homo antecessor. Imagem: Scientific American

Ramo da filogenia humana onde o Homo sapiens e Neandertais se juntam em um ancestral comum (Homo heidelbergensis). Esta filogenia provavelmente sera superada pelas novas evidências vinda dos Denisovanos e a presença do Homo antecessor. Imagem: Scientific American

A comparação do DNA de Neandertais e Homo sapiens sugere que eles divergiram de um ancestral comum por volta de 400 mil anos atrás (alguns estudos sugerem mais tempo). Este ancestral foi provavelmente Homo heidelbergensis, o que faz do Neandertal uma espécie irmã a nossa; conectados entre si por um ancestral em comum.

O H. heidelbergensis originou-se entre 1.3 milhões e 800 mil anos e entrou em extinção a cerca de 200 mil anos atrás. Ele variou morfologicamente ao longo da África Oriental e do Sul, Europa e Ásia Ocidental. Entre 350 e 400 mil anos atrás, o ramo Africano é visto como tendo originado os seres humanos modernos e o ramo Eurasiano deu origem a Neandertais. Os cientistas não concordam quanto aos Neandertais serem primeiramente reconhecidos no registro fóssil, com datas que variam entre 200 e 300 mil anos (Papagianni & Morse, 2013), pois ás vezes a origem de Neandertais a partir de H. heidelbergensis não é tão clara, daí a origem do termo proto-neandertais entre 600 e 400 mil anos.

As primeiras investigações sobre este caso concentraram-se no DNAmit, que devido à herança estritamente matrilinear e vulnerabilidade subsequente à deriva genética, é de valor limitado na avaliação da possibilidade de cruzamento dos Neandertais com Homo sapiens da Europa (Cro-Magnon) a 50 mil anos.

Temperatura e umidade são algumas das condições que vão determinar a degradação (ou não) do material genético nuclear com mais de 100 mil anos. Em DNAmit, por ser maior número de copias por célula e serem de menor em tamanho tendem a ser preservados por mais tempo se as condições forem favoráveis (Neves et al, 2015).

Uma extração de DNA Neandertal em 1997 na Universidade de Monique (Alemanha) e Universidade da Pensilvânia (EUA) de um úmero de 40 mil anos de idade encontrado e 1856 no vale de Neander (Alemanha) reconstruiu 379 bases de DNAmit e comparou com 2.051 bases de DNAmit humano. Foram encontradas 28 diferenças, sugerindo que Neandertais não foram nossos ancestrais, e não contribuíram com DNA mitocondrial para humanos modernos. O estudo ainda apontou que o ancestral comum entre Neandertais e humanos deveria ter existido á 500 mil anos. Devemos notar que a contribuição analisada era somente do sexo feminino, tratando-se do DNAmit cuja prole é herdada da mãe (salvo raros casos). Sendo assim, o DNAmit só conta metade da história, e não poderia dizer que houve entrecruzamento entre Neandertais e humanos já que processos aleatórios poderiam fazer com que esses traços em comum desaparecessem (Neves et al, 2015 & Zollikofer et al, 2002). Uma análise de DNAmit de Neandertal foi feita de ossos da caverna Mezmaiskaya (no Cáucaso, na Russia) e caverna Vindija (Croácia), Engis e Scladina (Bélgica), Okladnikov (Sibéria) e La Chapelle-aux-Saints (França) cobrindo grande amplitude geográfica dos Neandertais entre 100 e 29 mil anos. O estudo apoiou a pesquisa de 1997 confirmando a distinção genética entre humanos e Neandertais (Neves et al, 2015).

A extração de DNAmit de um segundo espécime foi relatada em 2000, e não mostrou nenhum sinal de descendência humana moderna de Neandertais (Schmitz et al, 2002).

Em julho de 2006, o Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva e a 454-Life Sciences anunciaram que iriam sequenciar o genoma Neandertal ao longo dos próximos dois anos. Este genoma era esperado ser aproximadamente do tamanho do genoma humano, três bilhões de pares de bases e constatou-se que partilham a maior parte dos seus genes. O estudo aumentou nossa compreensão sobre nossa biologia (especialmente sobre o sistema nervoso) ao realizar a comparações com os Neandertais (Brown, 2008).

Em 16 de Novembro de 2006, o Lawrence Berkeley National Laboratory emitiu um comunicado sugerindo que Neandertais e os humanos antigos provavelmente não cruzaram (Science Daily, 2006). Edward M. Rubin, que é diretor deste departamento e do Joint Genome Institute (JGI) sequenciou uma fração do DNA nuclear de um fêmur Neandertal de Vindja (Croácia) datado em 38 mil anos e mostrou um ancestral comum com nossa espécie há cerca de 353 mil anos atrás, com uma separação completa ocorrida há 188 mil anos atrás. Seus resultados mostram os genomas de humanos modernos e Neandertais são pelo menos 99,5% a 99,9% idênticos, mas, apesar da similaridade genética e das duas espécies terem co-existido na mesma região geográfica por milhares de anos a equipe de pesquisa não encontrou evidências de qualquer cruzamento significativa entre os dois. O estudo usou mais de 1 milhão de pares de bases para estabelecer esta data e sugerir que a população Neandertal era descendente de um grupo de cerca de 3 mil indivíduos e que compartilhavam uma semelhança genética com humanos de 99,5% (Neves et al, 2015 e Pennisi, 2007). Por enquanto não se concluiu definitivamente que o cruzamento entre as duas espécies de seres humanos ocorreu, a análise do DNA nuclear do Neandertal sugeria uma baixa probabilidade de isso ter ocorrido em qualquer nível (Than, 2006).

(A) relação evolutiva do ser humano moderno, Neanderthal, e chimpanzé. datas de divergência mostrados são estimados a partir comparações de sequências de genoma. Um esquema das mudanças de nucleotídeo único detectados em comparações-Neanderthal-chimpanzé humana com mostrado à direita, ordenadas pela freqüência com que são susceptíveis de aparecer. aulas de substituição e os artefatos antigos de ADN particularmente problemático para cada loop são descritos na legenda. (B) Valor de sequência do genoma neandertalense para sexo substituições específicas de humanos funcionalmente relevantes, utilizando o intensificador HACNS1 como um exemplo. (Top) HACNS1 está localizado em um intron de GAP1 ea jusante da GBX2 no cromossomo humano segunda (inferior) Os 13 substituições específicas de humanos envolvidos no ganho específico do humano da função neste elemento. Os padrões de expressão potenciador conferidos pela HACNS1 e ort�logo chimpanzé em embriões de camundongos E11.5 são mostrados à direita. Em uma comparação do genoma humano-Neanderthal, Neanderthal seqüência única lê (setas vermelhas) será de azulejos em toda esta região. Uma leitura única abrangendo HACNS1 podem identificar que as substituições são exclusivos para os seres humanos modernos e que são compartilhados entre os seres humanos modernos e neandertais. Esta análise também fornecer informações sobre o padrão do ortólogo Neanderthal HACNS1 expressão potenciador

(A) relação evolutiva do ser humano moderno, Neanderthal, e chimpanzé. datas de divergência mostradas são estimados a partir comparações de sequências de genoma. (B) Valor de sequência do genoma neandertalense para sexo substituições específicas de humanos funcionalmente relevantes. Fonte: Genome Research. Clique para ampliar

Svante Pääbo testou mais de 70 espécimes de Neandertal e concluiu que o genoma neandertalense é quase do mesmo tamanho que o genoma humano, com semelhança de 99,7% em comparação a ordem exata das bases nitrogenadas da dupla cadeia de nucleotídeos (Moulson, 2006). A partir de estimativas de análise de DNAmit, as duas espécies compartilharam um ancestral comum há cerca de 500 mil anos atrás. Um artigo na revista Nature calculou que as espécies divergiram por volta de 516 mil anos atrás, enquanto que os registros fósseis mostram um tempo de cerca de 400 mil anos. Um estudo de 2007 empurra o ponto de divergência de volta para cerca de 800 mil anos (Wade, 2006).

Em 2008, Richard E. Green e seus colegas do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig, na Alemanha, publicaram a sequência completa do DNAmit do Neandertal e sugeriu que eles tinham uma dimensão real da população a longo prazo menor que o dos humanos modernos (Hayes, 2006).

Na mesma publicação, foi divulgada por Svante Pääbo no Instituto Max Planck a “Contamination was indeed an issue” na finalmente perceberam que 11% de sua amostra era de DNA humano moderno (Pennisi, 2009). Com 3 bilhões de nucleotídeos sequenciados, a análise de cerca de ⅓ não mostrou nenhum sinal de mistura entre os seres humanos modernos e Neandertais, de acordo com Pääbo, corroborando trabalhos anteriores.

A variante de microcefalina (proteína produzida por um gene que é expresso durante o desenvolvimento do cérebro do feto. Certas mutações no MCPH1, quando homozigoto, causam microcefalia primária) comum fora da África, que foi sugerida ser de origem Neandertal e responsável para o crescimento rápido do cérebro em humanos. Esta variante não foi encontrada em Neandertais. Nem era a variante MAPT, muito antiga encontrada principalmente em europeus (Green, 2008). Até então, os dados apontavam para um claro relacionamento filogenético entre as duas espécies, mas nenhuma evidência de sexo entre eles havia sido encontrada.

Este estudo de 2008 analisou o DNAmit e acusou 38 mil anos de idade para o fóssil da  Vindija (Croácia). Usando banco de dados com 39 milhões de fragmentos de DNA fóssil do sítio o pesquisador Richard Green, Universidade da Califórnia, Santa cruz (EUA) identificou 8.341 sequencias de DNAmit, e uma media de 69 nucleotídeos de comprimento. Green reconstruiu o DNAmit completo com 16.565 nucleotídeos além de fortalecer o fato de serem duas espécies distintas e fornecer uma data de divergência das duas espécies em 600 mil anos (Neves et al, 2015).

Com o sequenciamento nuclear foi possível descobrir características cognitivas dos Neandertais. Um exemplo é o estudo feito com o gene FOXP2, relacionado á fala, embora ele estivesse presente não significa que os Neandertais tivessem uma linguagem articulada tal qual a nossa, pois tal gene é somente apenas um dentre tantos outros necessários para tal função em humanos. Mas a análise do gene MC1R (receptor de melanocortina-1) que esta ligada na determinação da cor da pele e cabelo em humanos tem uma menor funcionalidade para a origem de uma pele mais clara como adaptação a altas latitudes favorecendo a absorção de vitamina D. A comparação do MC1R de Neandertal com o de 3.700 humanos mostrou que a variante Neandertal sugere uma distribuição de cores de cabelo e pele semelhante a dos europeus modernos. Cerca de 1% da população Neandertal pode ter sido ruiva com pele branca e com sardas (Neves et al, 2015).

No entanto, a análise da primeira versão do genoma de Neandertal feita pela mesma equipe em maio de 2010 indicou que um cruzamento poderia ter ocorrido. O estudo indicou que humanos que viveram fora da África carregam um pouco de DNA Neandertal. A proporção de material genético Neandertal herdada é de cerca de 1 a 4 %. É pouco, mas muito real e de ancestralidade não-africana, como relatou o Dr. David Reich, da Harvard Medical School, que trabalhou no estudo. Esta pesquisa comparou o genoma de Neandertais e de cinco humanos modernos da China, França, África sub-saariana e Papua Nova Guiné. A conclusão é de que esta porcentagem (1 a 4%) foi obtida em comparação com a linha de base definida por dois africanos (Neves et al, 2015).

Este trabalho indicou (ainda que superficialmente) um fluxo de genes de Neandertais para os seres humanos modernos, ou seja, de cruzamento entre as duas populações. Uma vez que os três genomas não-africanos mostram uma proporção estatística consideravelmente forte em semelhanças de sequências com Neandertais, e o cruzamento deve ter ocorrido no início da migração de humanos modernos fora da África, talvez no Oriente Médio. Nenhuma evidência de fluxo gênico no sentido dos humanos modernos para Neandertais foi encontrada; somente de Neandertais para humanos. O fluxo de genes de humanos modernos para os Neandertais não seria de esperar se o contato ocorreu entre uma pequena população colonizadora dos humanos modernos e uma população residente muito maior de Neandertais. Uma quantidade muito limitada de cruzamentos poderia explicar os resultados, se ocorreu logo no início do processo de colonização (Ovchinnikov et al, 2000).

Enquanto miscigenação é vista como interpretação mais parcimoniosa das descobertas genéticas, os autores apontam que não pode se descartar conclusivamente um cenário alternativo, em que a população de origem dos humanos modernos não africanos já estava mais estreitamente relacionada com os Neandertais do que outros africanos, por causa de antigas divisões genéticas dentro de África (Ovchinnikov et al, 2000). Outros estudos realizados desde o sequenciamento do genoma do Neandertal têm dúvidas sobre o nível de mistura entre Neandertais e humanos modernos, ou mesmo se as espécies se cruzaram ao todo. Um estudo, por exemplo, tem afirmado que a presença neandertalense ou de outros marcadores genéticos humanos arcaicos pode ser atribuída às características ancestrais compartilhadas entre as espécies originárias há cerca de 500 mil anos, no ancestral comum o H heidelbergensis (Green et al, 2009). Entre os genes mostrados que diferem entre os seres humanos atuais e os Neandertais estavam os RPTN, SPAG17, CAN15, TTF1 e PCD16 (Ovchinnikov et al, 2000).

Em 2010 Instituto Max Planck sequenciou um DNA nuclear por completo de um Neandertal da Vindija (Croácia), datando-o entre 44 e 38 mil anos. O DNA de outros sítios (Espanha, Alemanha, Rússia) demonstrou que o ser humano e os Neandertais eram mais próximos do que se havia pensado, com semelhança genética de cerca de 99,84%. Eles ainda fizeram uma comparação do DNA Neandertal com o DNA humano da África, China, França e Nova Guiné. Os dados mostraram que muitas pessoas possuem genes de Neandertais, exceto os africanos, confirmando intercruzamento entre as duas espécies logo após a saída do Homo sapiens da África, mas antes da dispersão deste grupo no Oriente Médio ocorrida entre 80 e 50 mil anos (Neves et al, 2015).

O mais completo sequenciamento do genoma Neandertais foi realizado em 2010. Os resultados de uma extensa análise de 50 mil anos de idade óssea pertenciam a uma mulher de Neandertal, que foi descoberta em uma caverna em 2010. Os resultados foram publicados pela revista Nature, e eles não decepcionaram. Havia provas conclusivas de que os Neandertais procriaram com o Homo sapiens. Os chineses Han, nativas da Ásia Oriental, e as pessoas Dai do sul da China estão relacionados com ambos os Neandertais e Denisovanos.

Sul-americanos compartilham ancestrais com as populações Australásia Isso não é visto em Meso-americanos ou do Norte Americans.Heat mapa de Chromo pintor statistics.For não-americanos que exibir a estatística de simetria S (non-americano, Mixe, e Suru Karitiana) para doar como muitos Mixe haplótipos que, como Suru e Karitiana. Para as Américas marcamos S (Onge, Mixe, American) para receber o maior número de haplótipos do Onge e na mistura.

Sul-americanos compartilham ancestrais com as populações da Australásia. Isso não é visto em Meso-americanos ou do Norte Americanos. Fonte: Nature

Alguns povos indígenas do Brasil, tais como os Karitiana, não estão apenas relacionados com ambos, Neandertais e Denisovanos, mas eles mostram relativamente altas contribuições genéticas dos Denisovanos. Apenas 87 genes responsáveis pela produção de proteínas nas células são diferentes entre os seres humanos modernos e Neandertais. Curiosamente, algumas das diferenças gênicas estão envolvidas em respostas imunitárias e no desenvolvimento de células do cérebro em Homo sapiens. E claro, em algum lugar dentro desses 87 genes pode haver evidências sobre por que os Neandertais e Denisovanos tornaram-se extintos. O menos consequencial de tudo é que os pais da mulher Neandertais foram relacionados, possivelmente, meio-irmãos, ou um tio e sobrinha. Como o biólogo evolucionista Mattias Jakobsson destacou, os resultados a partir de um indivíduo não podem ser aplicados a uma espécie inteira, da mesma maneira que a recente descoberta de uma família incestogênica na Austrália não se aplica ao conjunto da espécie humana (Ancient origins, 2013).

As diferenças dos códigos genéticos entre Neandertais e humanos não contam totalmente a história porque muitos genes podem ser ligados ou desligados por elementos epigenéticos, como os promovidos pelo grupo metil. O próprio FOXP2 pode ter tido um padrão de expressão bastante distinto a dos Homo sapiens. Além disto, diferenças genéticas podem, ou não, determinar diferenças cognitivas e pistas importantes foram obtidas quando descobriu-se a miscigenação que ocorreu entre Neandertais e Homo sapiens (Wong, 2015).

Os efeitos de certas variantes associadas a doenças pode dar algum vislumbre sobre o assunto. O geneticista John Blanger do Texas Biomedical Research Institute (TBRI) usou genomas de Neandertais e dados de ressonância magnética para determinar a genética da miscigenação (poligenótipo). O resultado sugere que regiões importantes do cérebro de Neandertais eram menores que a de humanos, em especial a área superficial (substância cinzenta) onde o cérebro processa muitas informações, inclusive a área de broca (responsável pela expressão da linguagem, contém os programas motores da fala) e amígdala que controlam emoções e motivações. As análises indicam que Neandertais também tinham níveis menores de substância branca que resultaria em uma conectividade cerebral reduzida.

Estudos com funções celulares em Neandertais têm sido propostos através da indução de mudanças genéticas de células cerebrais em humanos para obter sequencias de DNA Neandertais, programando-as para se transformarem em neurônios “neandertalizados” em placas de Petri a fim de estudar padrões de impulsos elétricos e regiões e prolongamentos cerebrais. Isto tem esbarrado em questões éticas embora tenha um grande potencial em favorecer estudos de genes ligados a distúrbios cerebrais humanos e quais mudanças genéticas estão envolvidas no comprometimento de funções neurológicas (Wong, 2015). John Hawks da Universidade de Wisconsin-Madison observa que Neandertais eram donos de variantes gênicas que afetaram suas funções e que não tem equivalentes com as encontradas nos seres humanos modernos (Wong, 2015).

Um modelo da história população que pode explicar o excesso de afinidade para oceânicos observados em populações amazônicas. e Eu encaixar um modelo gráfico mistura Quando uma população relacionado com a Andamanese Onge Contribuição uma fração e da ascendência de "População Y ', que mais tarde contribuiu com uma fração de c para a ascendência de grupos amazônicos hoje (o restante do que está relacionado com mesoamericana Mixe).

Um modelo da história população que pode explicar o excesso de afinidade observado em populações amazônicas.  Fonte: Nature

Hoje, os cientistas sabem quais variantes gênicas foram responsáveis pela produção de pele e sua cor em Neandertais, mas a barreira para entender aspectos cognitivos de Neandertais ainda é bem grande, até mesmo porque o homem moderno conhece pouco sobre aspectos cognitivos de sua própria espécie. Talvez um vislumbre possa vir a partir de estudos em genéticos e paleoneurológico de Neandertais (Wong, 2015).

Uma pesquisa mais recente sugere que o cruzamento entre Neandertal e Homo sapiens parece ter ocorrido de forma assimétrica entre os ancestrais dos humanos modernos, e que esta é uma possível razão para diferentes frequências de DNA específicas do Neandertal nos genomas de humanos modernos. Em 2015, os pesquisadores Benjamin Vernot e Josué akey da Universidade de Washington publicaram um artigo no American Journal of Human Genetics em que a maior quantidade relativa de DNA específica do Neandertal e nos genomas de indivíduos de ascendência asiática (do que os de ascendência europeia) não pode ser explicada por diferenças na seleção (Lowery et al, 2013). Eles ainda sugerem dois modelos demográficos adicionais, envolvendo tanto um segundo pulso de fluxo gênico Neandertal para os ancestrais dos asiáticos ou uma diluição de linhagens Neandertal em europeus pela mistura com uma população ancestral desconhecida. Estes dados também são parcimoniosos (Lowery et al, 2013) e conclusões semelhantes foram alcançadas em um artigo publicado pelos pesquisadores Bernard Kim e Kirk lohmueller na UCLA. Eles usaram simulações de uma ampla gama de modelos de seleção e demografia para demonstrar que esta hipótese (de que a maior proporção de ascendência Neandertal em asiáticos do que nos europeus é devido a seleção purificadora [que remove as mutações prejudiciais] ser menos eficaz na remoção de alelos Neandertal fracamente deletérios das populações da Ásia Oriental) não pode explicar a maior proporção de ascendência Neandertal em asiáticos do Oriente do que nos europeus. Em vez disso, cenários demográficos mais complexos, muito provavelmente envolvendo múltiplos pulsos de mistura Neandertal são necessários para explicar todos estes dados (BBC, 2012).

Em uma entrevista, o Dr. lohmueller (do artigo acima) destacou que estes resultados vão contra a percepção comumente aceita de que os Neandertais eram em sua maioria moderna e localizados na Europa e Ásia ocidental. Ele argumenta que é muito difícil colocar esses achados dentro do contexto espacial e que a explicação depende de alguns eventos de cruzamentos adicionais envolvendo asiáticos, mas não europeus. Estes eventos de acasalamento poderiam ter sido diretamente entre Neandertais e pessoas do Leste-asiático, talvez até, de alguma outra forma indireta (Vernot & Akey, 2015). Vernot também observou que humanos têm constantemente migrado ao longo da sua história, o que torna difícil dizer exatamente onde as interações com os Neandertais ocorreram. Por exemplo, todo cruzamento com Neandertais ocorreu no Oriente Médio, antes dos ancestrais dos modernos não-africanos se espalharem pela Eurasia. No modelo do paper os ancestrais de todos os não-africanos cruzaram com os Neandertais, e depois dividiram-se em vários grupos que mais tarde se tornariam os europeus, os asiáticos. Pouco depois eles se separaram, os ancestrais dos asiáticos orientais cruzaram com os Neandertais apenas um pouco mais (Vernot & Akey, 2015).

Modelo que demonstra a contribuição de DNA dos Neandertais as populações humanas européias a 80 mil anos e a contribuição de DNA dos Denisovanos a 40 mil anos para os melanésios

Modelo que demonstra a contribuição de DNA dos Neandertais as populações humanas européias a 80 mil anos e a contribuição de DNA dos Denisovanos a 40 mil anos para os melanésios. Fonte: Science MagazineClique para ampliar

Em abril de 2014, algumas evidências sobre mecanismos epigenéticos do Neandertal foram obtidas com a publicação da metilação do DNA completo do Neandertal e dos Denisovanos. Um mapa de metilação do DNA foi reconstruído permitindo aos pesquisadores avaliarem os níveis de atividade gênica em todo o genoma Neandertal e compará-los com os humanos modernos. Uma das principais conclusões foi obtida ao analisar a morfologia dos membros dos Neandertais. Gokhman et al (2015), descobriram que as mudanças nos níveis do cluster de genes HOX de atividade estavam atrás de muitas das diferenças morfológicas entre os Neandertais e os humanos modernos, incluindo membros mais curtos, ossos curvos e muito mais.

Muitas dúvidas existem quanto à forma como decorreu a co-existência dos Homo sapiens com os Neandertais em locais como no sul da Península Ibérica ou na Dalmácia. Há correntes que defendem que a baixa densidade populacional da época permitiu que os dois não tenham estabelecido contacto, existindo uma segregação a nível social que considera-se “tabu” qualquer aproximação e, claro, hibridização. Outros autores, baseando-se, por exemplo, na descoberta de um fóssil de um menino de quatro anos conhecido como o “Menino de Lapedo”, em Vale do Lapedo, Portugal (Brahic, 2014), crêem que já está estabelecida a ligação e cruzamento do homem moderno com o Neandertal (Science Daily, 2016). Outros autores, ainda, preferem uma abordagem de meio termo, propondo que ocorreram contatos pouco relevantes em nível cultural e mesmo genético, já que podiam, até, considerar-se como espécies assumidamente diferentes.

Esta discussão, complexa, tem gerado certa polêmica entre os autores que preferem uma abordagem genética e paleoantropológica e aqueles que dão maior importância ao contexto cultural da evolução humana. Propostas como a conhecida “Out of Africa” (ou hipótese da origem única), propõe que o homem moderno teve origem em África e se disseminou por todo o planeta num processo de “colonização” de cerca de 80 mil anos, não admite a miscigenação entre os dois grupos. Outras teses, contudo, de caráter “regionalista”, defendem que vários tipos humanos evoluíram simultaneamente e gradualmente, estabelecendo contatos que permitiram a emergência do homem moderno (tese atualmente descartada). Sendo assim, estes teóricos são favoráveis à hipótese do cruzamento entre estes dois tipos humanos.

De fato, estudos pareciam demonstrar que pouco ou nada subsistiria do patrimônio genético dos Neandertais no DNA do homem atual. Em 2010 um estudo do Projeto do Genoma do Neandertal foi publicado na revista Science. Nesta publicação constatou-se que ocorreu cruzamento entre as duas espécies (Zimmer, 2013). Um estudo, em 2016, utilizando os registros médicos eletrônicos e dados de DNA associados de mais de 28 mil indivíduos, mostra que o DNA Neandertal produziu efeitos pequenos, mas significativos, sobre os riscos de desenvolvimento depressão, lesões de pele, e coagulação sanguínea excessiva (Prüfer et al, 2014).

Neandertais e Denisovanos

Durante as Eras Glaciais os níveis mais baixos do mar expunham planícies costeiras frente a cavernas onde era sustentável certa diversidade de plantas e animais. Neandertais caçavam focas e cabritos-monteses (Íbex), coelhos, pombos, pescavam, coletavam mexilhões e pequenos moluscos, mamutes e rinocerontes em locais mais distantes do litoral colhiam pinhões corvos e águias para coletar suas plumas (Wong, 2015).

Recentemente cientistas do Centro Senckenberg de Evolução Humana e Paleoambiente em Tübingen (Alemanha) estudaram a dieta dos Neandertais com base na composição isotópica do colágeno de seus ossos e de ossos humanos pré-históricos. Eles demonstraram que a dieta dos Neandertais consistia principalmente de grandes comedores de plantas, tais como mamutes e rinocerontes, mas também vegetais. Os estudos associados foram recentemente publicados nas revistas científicas Journal of Human Evolution e Quaternary International. Mas uma porcentagem razoável era proveniente de plantas. A composição isotópica de aminoácidos individuais do colágeno mostrou que grande parte da matéria que compunha seus corpos vinha de plantas; aproximadamente 20% de sua dieta. Uma porcentagem maior do que se esperava. Resultados semelhantes foram encontrados em seres humanos recentes, da Idade da Pedra (10 mil anos).

Em dois locais de escavação em que o estudo foi feito estão na Bélgica onde também estudou-se os ossos de mamutes, rinocerontes lanudos, cavalos selvagens, renas, bisontes europeus, hienas das cavernas, ursos e leões, bem como os restos de lobos datados entre 45-40 mil anos. As imediações também revelaram ossos de vários Neandertais. Com base em estudos de isótopos do colágeno nos ossos, os pesquisadores foram capazes de demonstrar que a dieta dos Neandertais difere marcadamente daquela de outros animais predadores. O colágeno é um componente orgânico essencial do tecido conjuntivo em ossos, dentes, cartilagem, tendões, ligamentos e da pele (Wong, 2015).

Anteriormente, pensava-se que os Neandertais utilizavam as mesmas fontes alimentares que os predadores de sua época, mas os novos resultados mostram que todos os predadores ocupam um nicho muito específico, preferindo presas menores como regra, tais como renas, cavalos selvagens ou bisontes da estepe. Neandertais eram especializados nos grandes herbívoros, como mamutes e rinocerontes peludos.

O hominídeo de Denisova é uma possível espécie nova de hominídeo descoberta na caverna de Denisova, na Sibéria. Uma equipe de cientistas do Instituto Max Planck de Antropologia Evolutiva de Leipzig, Alemanha, liderada por Svante Pääbo, sequenciou DNAmit  extraído de um fragmento de osso proveniente do dedo de uma criança que foi encontrado na caverna de Denisova, nos montes Altai da Sibéria e publicou os dados na revista Nature.

Os Denisovanos foram datados em 50 mil anos e complicou a árvore demonstrando que a divergência entre humanos e Neandertais começou a ocorrer por volta de 500 mil anos a partir de uma grande migração para fora da África carregando consigo a tecnologia para ferramentas Acheulense. Esta sub-população europeia ganhou traços mais “neandertalizados” e a população africana mais humana, culminando em processos de encefalização paralelos, tomando rumos anatômicos e funcionais distintos (Wong, 2015).

 Em 2008, quando os Denisovanos foram descobertos na Sibéria, caverna de Denisova, a expectativa era que se trava de um fóssil de Neandertal, mas a análise de DNAmit demonstrou ser hominínio distinto. Sua divergência com humanos e Neandertais pode datar cerca de 1 milhão de anos, mais que o dobro da divergência entre humanos e Neandertais (entre 650-460 mil). O DNA nuclear mostrou Neandertais e Denisovanos como sendo espécies irmãs antes da origem do Homo sapiens.  O primeiro estudo com DNA mostrou que a maior parte das pessoas não tinha DNA deste hominídeo, somente os habitantes da Melanésia com 4,8% de seu genoma Denisovano. Novos estudos já mostraram outros resultados e datas (Neves et al, 2015).

Dois fósseis de Denisovanos encontrados no ano 2000 foram analisados em 2010. Correspondiam a terceiros molares (o dente do siso) de tamanhos grandes datados em 50 mil anos e não correspondiam a espécie humana, mas eram compatíveis como H. habilis ou Australopithecus sp. É possível que os Denisovanos se separaram dos Neandertais antes dos dentes de Neandertais terem o formato encontrado nos fósseis de 300 mil anos. Uma explicação alternativa é que esses os traços tenham se fixado pela deriva em uma subpopulação pequena (Neves et al, 2015).

Em 2010 uma falange do dedo de um pé foi encontrada em uma camada abaixo a do dedo e apresentou datas semelhantes mostrando ser de um Neandertal, comprovando pela extração de DNA. É possível que os três hominíneos (Denisovanos, Neandertais e Homo sapiens) tenham coexistido nesta área.

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Colonização do Homo sapiens após saída da África entre 50 e 60 mil anos, sua chegada a Europa e a localização da caverna de Denisova. Fonte: Nature

Em 2014, Matthias Meyer do Instituto Max Planck para Antropologia evolutiva em Leipzig (Alemanha) e amigos sequenciou o DNAmit, indicando o Denisova (com sequenciamento genômico mais antigo já feito) pode ser mais próximo de H. heidelbergensis de Sima de Los Huesos do que Neandertais (Neves et al, 2015).

Recentemente um DNA antigo encontrado em uma caverna na Espanha indicou a presença de Neandertais na Europa há 430 mil anos atrás. Essa é a evidência da presença Neandertal mais antiga da Europa, sendo pelo menos 30 mil anos mais velha do que muitos investigadores tinham assumido.

Fragmentos de DNA nuclear de um dente e osso e de uma perna parcialmente descoberta em Sima de Los Huesos, uma câmara de profundidade dentro da caverna se assemelham muito com o genoma Neandertal. O artigo foi publicado na revista científica Nature.

Segundo o paleogeneticista Matthias Meyer, do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig (Alemanha), e seus colegas do grupo há DNA suficiente para permitir comparações com o DNA de uma mulher Neandertal e uma mulher Denisovana.

A idade precoce para as novas descobertas genéticas desafia a ideia de que fósseis de Sima de Los Huesos vêm da espécie Homo heidelbergensis. Alguns pesquisadores já suspeitavam que a cerca de 400 mil nos atrás, o H. heidelbergensis deu origem aos precursores evolutivos de Neandertais e Homo sapiens e Denisovanos. Isto porque o DNAmit extraído anteriormente de um fóssil de Sima de los Huesos descreveu um segundo hominínio que são os Denisovanos.

Apesar dos Denisovanos terem vivido no leste da Ásia há pelo menos 44 mil anos atrás (o que é pouco tempo em termos geológicos/evolutivos), sua história evolutiva ainda é desconhecida. Se no início os Neandertais viviam no norte da Espanha há cerca de 430 mil anos atrás é preciso ir mais para trás no tempo para atingir o ancestral comum dos Neandertais e Denisovanos. Alguns novos dados genéticos de Sima de Los Huesos sugerem que Denisovanos separaram de Neandertais, talvez, há 450 mil anos atrás, diz o paleoantropólogo Chris Stringer, do Museu de História Natural de Londres.  A genética e fósseis pontuam evidências para os Neandertais e Homo sapiens divergindo de um ancestral comum há cerca de 650 mil anos atrás.

É difícil dizer se esse ancestral comum foi o provável H. heidelbergensis, segundo Stringer. Para isto, a investigação deve centrar agora em fósseis de 400 á 800 mil anos atrás para determinar quais linhagens ancestrais de Neandertais poderiam faltar entre Denisovanos e humanos modernos.

Hominídeos em toda a Eurásia durante esse tempo podem ter compartilhado um padrão de DNAmit de Neandertais observado em Sima de los Huesos e nos Denisovanos asiática. Se este for o caso, os Neandertais adquiriram uma nova forma de DNAmit pelo cruzamento com seres humanos modernos ou de seus ancestrais diretos da África em algum momento entre 430 e 100 mil anos. Outra possibilidade é que os Neandertais viajaram para a Europa a partir da Ásia há mais de 430 mil anos, transportando DNAmit de Denisovanos com eles, segundo propõe o paleogeneticista Carles Lalueza-Fox, do Instituto de Biologia Evolutiva, em Barcelona. É possível que os descendentes híbridos do início dos Neandertais e início dos Denisovanos possam ter vivido em Sima de los Huesos, transportando DNAmit de Denisovanos. Somente com novos fósseis e dados genéticos de Sima de los Huesos que algum desses cenários podem se confirmar.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Neandertal, DNA nuclear, DNAmit, Genética.

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Referências

Brahic, Catherine. “Humanity’s forgotten return to Africa revealed in DNA”, The New Scientist (February 3, 2014).
Brown, Cynthia Stokes. Big History. New York, NY: The New Press, 2008.
Green RE, Briggs AW, Krause J, Prüfer K, Burbano HA, Siebauer M, Lachmann M, Pääbo S. (2009). “The Neandertal genome and ancient DNA authenticity”. EMBO J. 28 (17): 2494–502.
Hayes, Jacqui (15 November 2006). “DNA find deepens Neanderthal mystery”. Cosmos.
Lowery, R. Gabriel Uribed, 1, , Eric B. Jimeneze, 1, , Mark A. Weissf, , Kristian J. Herrerag, , Maria Regueiroa, , Rene J. Herreraa. “Neanderthal and Denisova genetic affinities with contemporary humans: Introgression versus common ancestral polymorphisms”. Gene 530: 83–94. Nov 2013.
Moulson, Geir; Associated Press (20 July 2006). “Neanderthal genome project launches”. MSNBC.
Neves, W. A. Junior, M. J. R. Murrieta, R. S. S. Assim caminhou a Humanidade. Palas Athenas. 2015
Ovchinnikov, IV; Götherström, A; Romanova, GP; Kharitonov, VM; Lidén, K; Goodwin, W (2000). “Molecular analysis of Neanderthal DNA from the northern Caucasus”. Nature 404 (6777): 490–3.
Papagianni, Dmitra; Morse, Michael (2013). The Neanderthals Rediscovered. Thames & Hudson.
Pennisi, E. (May 2007). “Ancient DNA. No sex please, we’re Neandertals”. Science 316 (5827): 967.
Pennisi, E. (2009). “NEANDERTAL GENOMICS: Tales of a Prehistoric Human Genome”. Science 323 (5916): 866–871.
Prüfer, Kay; et al. (2014). “The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains”. Nature 505 (7481): 43–49.
Schmitz, Ralf W; et al. (2002). “The Neandertal type site revisited: Interdisciplinary investigations of skeletal remains from the Neander Valley, Germany”. Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (20): 13342–13347
Than, Ker; LiveScience (15 November 2006). “Scientists decode Neanderthal genes”. MSNBC.
Vernot, B.  Akey, J. M. Complex History of Admixture between Modern Humans and Neandertals. American Journal of Human Genetics, vol. 96, no. 3, pp. 454-61. 2015
Wade, Nicholas (15 November 2006). “New Machine Sheds Light on DNA of Neanderthals”. The New York Times. Retrieved 18 May 2009.
Wong, K. Mentes neandertaid. Scientific American. Março de 2015.ANo 13.
Zimmer, Carl (December 18, 2013). “Toe Fossil Provides Complete Neanderthal Genome”. New York Times.
Zollikofer, Christoph; Marcia, Ponce; Leon, De; Vandermeersch, Bernard; Leveque, Francois (2002). “Evidence for Interpersonal Violence in the St. Césaire Neanderthal”. PNAS 99 (9): 6444–448.

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