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Durante 75 años, el Reloj del Juicio Final ha sido una poderosa metáfora que representa lo cerca que está la humanidad de la extinción debido a amenazas como las armas nucleares. Actualmente fijado a 90 segundos para la medianoche, el reloj sugiere que hoy estamos más cerca de la catástrofe que en cualquier otro momento desde su debut en 1947.
Pero si el mecanismo de advertencia del fin del mundo hubiera existido hace unos 900.000 años, se podría haber estimado que solo quedaba un segundo antes de que la medianoche señalara el fin de la humanidad. Un nuevo e intrigante estudio genético sugiere que nuestros antepasados se redujeron a sólo 1.280 individuos reproductores durante esa época, y casi desaparecieron de la tierra mucho antes de que los humanos modernos aparecieran en escena.
El estudio, publicado el jueves en Science , analizó los linajes genéticos de 3.154 humanos modernos para rastrear sus características hacia atrás en el tiempo y modelar los patrones de población que probablemente hayan producido sus genomas existentes. Wangjie Hu, de la Academia China de Ciencias, y sus colegas sugieren que hace entre 813.000 y 930.000 años la población de humanos antiguos que eventualmente daría origen a nuestra propia especie, el Homo sapiens , experimentó lo que los genetistas llaman un “cuello de botella”. Por razones desconocidas, tal vez por condiciones ambientales difíciles, su número se desplomó dramáticamente hasta un punto en el que nuestro linaje estuvo al borde de la extinción total. Según las estimaciones del estudio, alrededor del 98,7 por ciento de nuestros antepasados humanos fueron exterminados.
«El tamaño estimado de la población de nuestro linaje ancestral es pequeño, y el cuello de botella duró un tiempo notablemente largo, si se modela con precisión», dice el paleoantropólogo Chris Stringer , del Museo de Historia Natural de Londres, que no formó parte del estudio. «Si este cuello de botella se produjera, sin duda habría llevado a nuestros antepasados muy cerca de la extinción».
Los genetistas sugieren que el cuello de botella puede haber llevado a una mayor endogamia y una pérdida posterior de la diversidad genética humana que ha persistido hasta el día de hoy. También teorizan que el cuello de botella puede haber dado lugar a una nueva especie de homínido notable. La línea de tiempo del cuello de botella coincide con algunas estimaciones genéticas existentes que vinculan ese mismo período de tiempo con la aparición de un nuevo homínido que puede ser el último ancestro común de las tres especies de cerebro grande del Pleistoceno posterior: los neandertales, los denisovanos y nosotros mismos.
Aaron Ragsdale, genetista de poblaciones de la Universidad de Wisconsin-Madison, que no participó en la investigación, dice que el estudio plantea algunas preguntas muy intrigantes sobre la evolución humana durante un período en el que los datos genéticos y fósiles son relativamente escasos. «Estoy ansioso por ver si sus resultados se replican utilizando otros métodos», dice Ragsdale.
Las fluctuaciones demográficas, incluso las de hace cientos de miles de años, dejan huellas que pueden identificarse en las secuencias genómicas de los humanos modernos. Para analizarlos, un equipo de investigadores liderado por genetistas chinos desarrolló una nueva herramienta llamada FitCoal. Los investigadores utilizaron la herramienta en más de 3.000 personas vivas de 10 poblaciones africanas y 40 poblaciones no africanas. Los cálculos de FitCoal rastrearon las numerosas mutaciones genéticas de las poblaciones y sus probabilidades de ocurrir hacia atrás en el tiempo para llegar a estimaciones de los tamaños de población que existieron en varios momentos de la historia evolutiva.
«Nuestros hallazgos indican que el grave cuello de botella llevó a la población humana ancestral al borde de la extinción y reformó por completo la diversidad genética humana actual», escriben los autores en el estudio.
Ragsdale no está convencido de que la situación fuera tan grave. «Creo que es un poco exagerado concluir a partir de estos resultados que las poblaciones ancestrales humanas estaban al borde de la extinción», dice. Los tamaños reales de la población suelen ser mucho mayores que los métodos de «mejoramiento» que proporcionan los tamaños como FitCoal, señala. La sugerencia de una población pequeña durante tantas generaciones puede verse sesgada por períodos mucho más cortos de números reducidos, añade.
¿Qué pudo haber causado la caída de la población? Las respuestas no se encuentran en los datos genéticos, pero los científicos sí saben que en esa época se produjo un cambio dramático en el medio ambiente de la Tierra. La transición del Pleistoceno medio fue una época de cambios climáticos significativos , incluido un fuerte enfriamiento en todo el mundo hace unos 900.000 años que provocó el crecimiento de glaciares, mares más fríos, sequías prolongadas y monzones más fuertes. Las especies de vida silvestre de África y Eurasia sufrieron cambios significativos durante este período.
Muchas investigaciones han demostrado cómo el cambio climático y ambiental también han ayudado a impulsar cambios importantes en la evolución humana . Pero no parece que esa época haya producido una caída demográfica global entre las diversas especies de homínidos del planeta que no eran nuestros ancestros directos.
Nick Ashton, arqueólogo paleolítico del Museo Británico que no participó en el estudio, señala que numerosos sitios arqueológicos en África y Eurasia datan del período del cuello de botella propuesto. Eso sugiere que cualquier caída demográfica afectó sólo a un grupo limitado, tal vez en África, que pudieron haber sido los antepasados de los humanos modernos. “Sería fructífero buscar causas potenciales del cuello de botella propuesto, ya sea sequía regional, actividad volcánica u otros factores ambientales”, afirma.
Sorprendentemente, el estudio sugiere que nuestros antepasados lograron sobrevivir en cantidades precariamente pequeñas durante un tiempo extremadamente largo: aproximadamente 120.000 años. Pero cuando las condiciones volvieron a ser propicias para la habitación humana, ya sea a través de cambios climáticos beneficiosos o, como teorizan los autores, avances tecnológicos como el control humano del fuego, nuestros antepasados se recuperaron rápidamente. Hace unos 813.000 años, las diez poblaciones africanas del estudio parecen haber aumentado 20 veces.
Stringer del Museo de Historia Natural señala que, al igual que otros métodos de reconstrucción de poblaciones pasadas, FitCoal se basa en algunas suposiciones y simplificaciones de factores como las tasas de mutación. Dado que los autores han puesto FitCoal a disposición de los académicos, añade, su precisión se probará más a fondo y los investigadores podrán utilizarlo para investigar poblaciones a través de otros genomas como los de los neandertales y los denisovanos.
Los autores del estudio sugieren que este largo período durante el cual nuestros ancestros sobrevivieron en cantidades tan pequeñas puede haber llevado a la evolución de una especie completamente nueva que puede ser el último ancestro común de los humanos modernos y nuestros parientes cercanos, los neandertales y los denisovanos. Ashton dice que esta idea encaja bien con algunas evidencias genéticas que sugieren que el ancestro común de estas especies vivió hace tan solo 500.000 a 700.000 años . «Pero hay otras interpretaciones posibles», señala.
El período de cuello de botella estimado es demasiado antiguo para producir ADN antiguo, al menos con los métodos actuales. El ADN de homínido más antiguo recuperado hasta ahora tiene sólo 400.000 años. En África, la cuna de la humanidad, el clima hace que la preservación del ADN antiguo sea particularmente deficiente.
Los datos sobre el terreno, como herramientas de piedra y huesos, también son difíciles de encontrar, pero existen numerosos sitios de este período clave. Exámenes adicionales de cráneos y huesos encontrados en varios sitios del este y sur de África, China, Indonesia y España podrían ayudar a los científicos a determinar si los cambios evolutivos observados en nuestros huesos coinciden con los sugeridos por los modelos genéticos. «La teoría genética necesita ser contrastada exhaustivamente con la evidencia arqueológica y de fósiles humanos», dice Ashton. «Esto se logra mejor a través de una datación más refinada de los sitios actuales y nuevos que potencialmente datan del cuello de botella propuesto».