Esa es la conclusión principal de un estudio realizado por ocho investigadores pertenecientes a las universidades de Vanderbilt, Pensilvania o California en San Francisco (Estados Unidos). El estudio aparece publicado en la revista Genome Biology and Evolution.
"Al combinar ADN antiguo, estudios genéticos a gran escala en humanos modernos e inteligencia artificial, descubrimos diferencias genéticas sustanciales en los sistemas circadianos de los neandertales y los humanos modernos", indica John A. Capra, de la Universidad de California en San Francisco.
Capra añade: «Al analizar los fragmentos de ADN neandertal que permanecen en los genomas humanos modernos, descubrimos una tendencia sorprendente: muchos de ellos tienen efectos sobre el control de los genes circadianos en los humanos modernos y estos efectos van predominantemente en una dirección constante de propensión creciente a ser una persona mañanera».
Todos los seres humanos anatómicamente modernos tienen su origen en África hace unos 300.000 años, donde los factores ambientales moldearon muchas de sus características biológicas.
Hace alrededor de 70.000 años, los antepasados de los humanos modernos comenzaron a migrar a Eurasia, donde encontraron diversos entornos nuevos en latitudes más altas con mayores variaciones estacionales en luz diurna y temperatura.
Pero otros homínidos, como los neandertales y los denisovanos, habían vivido en Eurasia durante más de 400.000 años. Ellos divergieron de los humanos modernos hace unos 700.000 años y, como resultado, los ancestros humanos y los homínidos arcaicos evolucionaron en diferentes condiciones ambientales.
Esa circunstancia se traduce en la acumulación de variaciones genéticas y fenotipos específicos del linaje. Cuando los humanos llegaron a Eurasia, se cruzaron con los homínidos arcaicos del continente y esto creó el potencial para que los humanos obtuvieran variantes genéticas ya adaptadas a nuevos entornos.
Variantes genéticas
Trabajos anteriores han demostrado que gran parte de la ascendencia de los homínidos antiguos en los humanos modernos no fue beneficiosa y fue eliminada por selección natural, pero algunas de las variantes de homínidos arcaicos que quedan en las poblaciones humanas muestran evidencia de adaptación.
Por ejemplo, las variantes genéticas arcaicas se han asociado con diferencias en los niveles de hemoglobina a mayor altitud en los tibetanos, la resistencia inmune a nuevos patógenos, los niveles de pigmentación de la piel y la composición de las grasas.
Los cambios en el patrón y el nivel de exposición a la luz tienen consecuencias biológicas y de comportamiento que pueden conducir a adaptaciones evolutivas. Los científicos han explorado ampliamente la evolución de la adaptación circadiana en insectos, plantas y peces, pero no está bien estudiada en humanos.
Los ambientes euroasiáticos donde vivieron los neandertales y los denisovanos durante varios cientos de miles de años están ubicados en latitudes más altas con horarios de luz más variables que el paisaje donde evolucionaron los humanos modernos antes de abandonar África. Así, los investigadores exploraron si existía evidencia genética de diferencias en los relojes circadianos de los neandertales y los humanos modernos.
Los investigadores definieron un conjunto de 246 genes circadianos con una combinación de búsqueda bibliográfica y conocimiento experto. Encontraron cientos de variantes genéticas específicas de cada linaje con el potencial de influir en los genes implicados en el reloj circadiano.
Utilizando métodos de inteligencia artificial, resaltaron 28 genes circadianos que contienen variantes con potencial para alterar el empalme genético en humanos arcaicos y 16 genes circadianos probablemente regulados de manera divergente entre los humanos actuales y los homínidos antiguos.
Esto indicó que probablemente existían diferencias funcionales entre los relojes circadianos de los homínidos arcaicos y los humanos modernos. Dado que los antepasados de los humanos modernos euroasiáticos y los neandertales se cruzaron, era posible que algunos humanos hubieran obtenido variantes circadianas de los neandertales.
Periodo circadiano
Para probar esto, los investigadores exploraron si las variantes genéticas introgresadas (que pasaron de los neandertales a los humanos modernos) tienen asociaciones con las preferencias del cuerpo por la vigilia y el sueño en varios cientos de miles de personas del Biobanco del Reino Unido.
Encontraron muchas variantes introgresadas con efectos sobre la preferencia de sueño y, lo más sorprendente, descubrieron que estas variantes aumentan constantemente la mañana, la propensión a despertarse temprano.
El aumento de la mañana en los seres humanos se asocia con un periodo más corto del reloj circadiano. Es probable que esto sea beneficioso en latitudes más altas porque se ha demostrado que permite una alineación más rápida del sueño y la vigilia con señales de sincronización externas.
Por lo tanto, el sesgo hacia la mañana en las variantes introgresadas puede indicar una selección hacia un periodo circadiano más corto en las poblaciones que viven en latitudes altas. La propensión a ser una persona mañanera podría haber sido evolutivamente beneficiosa para los antepasados humanos que vivían en latitudes más altas en Europa.
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