Um novo artigo publicado pela Oxford University Press na revista Genome Biology and Evolution descobre que o material genético dos ancestrais neandertais pode ser responsável pela “tendência de acordar cedo” em algumas pessoas hoje, ou seja, o tipo de pessoas que preferem acordar cedo e ir para a cama cedo.
Anatomicamente, todos os humanos modernos datam de há cerca de 300.000 anos, em África, onde os factores ambientais moldaram muitas das suas características biológicas. Há cerca de 70 mil anos, os ancestrais dos humanos eurasianos modernos começaram a migrar para a Eurásia, onde encontraram uma variedade de novos ambientes, incluindo latitudes mais altas com maiores variações sazonais de luz solar e temperatura.
Mas outros grandes símios, como os neandertais e os denisovanos, vivem na Eurásia há mais de 400 mil anos. Esses humanos antigos divergiram dos humanos modernos há cerca de 700 mil anos, então nossos ancestrais e os humanos antigos evoluíram sob diferentes condições ambientais. Como resultado, nossos ancestrais e hominídeos evoluíram sob diferentes condições ambientais, acumulando assim variações genéticas e fenótipos específicos de linhagens. Quando os humanos chegaram à Eurásia, eles cruzaram com humanos antigos no continente, o que criou a possibilidade de os humanos adquirirem mutações genéticas que se adaptaram a estes novos ambientes.
Genes humanos antigos e características humanas modernas
Pesquisas anteriores mostraram que a maioria dos ancestrais humanos dos humanos modernos foram improdutivos e eliminados pela seleção natural, mas algumas variantes humanas antigas que permanecem nas populações humanas mostram evidências de adaptação. Por exemplo, variantes genéticas antigas têm sido associadas a diferenças nos níveis de hemoglobina, resistência imunitária a novos agentes patogénicos, níveis de pigmentação da pele e composição de gordura entre tibetanos em grandes altitudes.
Mudanças nos padrões e níveis de luz podem ter efeitos biológicos e comportamentais que podem levar a adaptações evolutivas. Os cientistas já exploraram extensivamente a evolução das adaptações do ritmo circadiano em insetos, plantas e peixes, mas não em humanos. O ambiente eurasiano onde os neandertais e os denisovanos viveram durante centenas de milhares de anos situava-se em latitudes mais elevadas e tinha horas de luz do dia mais variáveis do que a paisagem em que os humanos modernos evoluíram antes de deixarem África. Assim, os investigadores exploraram se havia evidências genéticas de que os neandertais e os humanos modernos tinham relógios circadianos diferentes.
Métodos e resultados de pesquisa
Os pesquisadores combinaram pesquisas bibliográficas e conhecimento especializado para identificar um conjunto de 246 genes do ritmo circadiano. Eles encontraram centenas de variantes genéticas exclusivas de cada raça que podem afetar genes envolvidos no relógio circadiano. Usando métodos de inteligência artificial, eles destacaram 28 genes circadianos que contêm variantes que podem ter alterado o splicing em humanos antigos, e 16 genes circadianos que podem ser regulados diferencialmente entre os humanos atuais e os humanos antigos.
Isto sugere que pode haver diferenças funcionais entre os relógios circadianos dos humanos antigos e dos humanos modernos. Como os ancestrais dos humanos modernos na Eurásia cruzaram com os neandertais, é possível que alguns humanos tenham adquirido variantes do ritmo circadiano dos neandertais.
Para testar isto, os investigadores exploraram se as variantes genéticas introduzidas – aquelas que passaram dos Neandertais para os humanos modernos – estavam associadas à preferência do corpo pela vigília e pelo sono num grande grupo de várias centenas de milhares de pessoas do Biobank do Reino Unido. Eles encontraram uma série de variantes introduzidas que tiveram impacto na preferência de sono e, o mais surpreendente, descobriram que essas variantes aumentavam consistentemente a tendência de acordar cedo. Isto sugere que a característica tem um efeito direcional, consistente com as adaptações a altas latitudes observadas em outros animais.
A tendência crescente dos humanos de acordar cedo está associada ao encurtamento dos ritmos circadianos. Isto é provavelmente benéfico em altas latitudes, pois foi demonstrado que alinha o sono/vigília mais rapidamente com sinais de tempo externos. Drosophila requer um período circadiano encurtado para sincronizar com as longas horas de verão em altas latitudes, e a seleção para períodos circadianos mais curtos resulta em clones latitudinais de populações naturais de Drosophila que diminuem com o aumento da latitude.
Portanto, tendências de aumento precoce na variação introduzida podem indicar seleção para ritmos circadianos encurtados em populações que vivem em latitudes elevadas. A tendência de acordar cedo pode ter sido um benefício evolutivo para os nossos antepassados que viveram em latitudes elevadas na Europa e, portanto, foi uma característica genética que vale a pena preservar nos Neandertais.
John A. Capra, o primeiro autor do artigo, disse: "Ao combinar DNA antigo, estudos genéticos em grande escala de humanos modernos e inteligência artificial, descobrimos que existem diferenças genéticas substanciais entre os sistemas de ritmo circadiano dos neandertais e dos humanos modernos. Então, ao analisar os fragmentos de DNA dos neandertais que permanecem no genoma humano moderno, descobrimos que "Encontramos uma tendência surpreendente: muitos desses genes têm um impacto no controle dos genes circadianos em humanos modernos, e a direção principal desses efeitos é que os humanos modernos estão cada vez mais propensos a acordar mais cedo. Esta mudança é consistente com o impacto da vida em altas latitudes nos relógios circadianos dos animais, o que provavelmente fará com que os relógios circadianos se alinhem mais rapidamente com as mudanças nos padrões de luz sazonais.”
Os próximos passos incluem a aplicação destas análises a populações humanas modernas mais diversas, explorando o impacto das variantes neandertais encontradas em sistemas modelo nos relógios circadianos e aplicando análises semelhantes a outras características potencialmente adaptativas.
Fonte compilada: ScitechDaily