Um novo estudo utiliza evidências de proteínas preservadas no esmalte dos dentes antigos para mostrar que as trocas genéticas entre as primeiras espécies humanas eram muito mais frequentes do que se pensava anteriormente. O Homo erectus, que viveu no Leste Asiático, pode ter passado indiretamente algum material genético para as populações atuais do Sudeste Asiático e da Oceania, através de cruzamentos com Denisovanos.
Durante grande parte do século XX, as origens humanas foram frequentemente comparadas a uma “árvore evolutiva” bem ramificada: cada um dos nossos parentes mais próximos era um ramo independente e, eventualmente, apenas o Homo sapiens, que apareceu em África, tornou-se a “espinha dorsal” que continua até hoje, substituindo todos os tipos humanos mais antigos depois de deixar a África. No passado, os humanos antigos, como os Neandertais e o Homo erectus, eram frequentemente considerados "becos sem saída evolutivos" e consideravam-se que não tinham deixado descendentes entre os humanos modernos. No entanto, nos trinta anos desde que o autor deixou a universidade, esta “teoria da substituição pura” foi completamente derrubada face a novas evidências da biologia molecular e da paleogenética.
Um artigo publicado na Nature esta semana pela equipe do paleogeneticista Fu Qiaomei, da Academia Chinesa de Ciências, desafia mais uma vez esta narrativa de evolução linear. A equipe de pesquisa extraiu proteínas antigas dos dentes fósseis do Homo erectus há cerca de 400 mil anos e obteve informações biológicas eficazes que ainda podem ser usadas quando o DNA estiver completamente degradado, o que era quase inimaginável há uma década. Essas amostras dentárias vêm de três locais na China - Zhoukoudian (o famoso local do "Homem de Pequim"), Hexian e Sunjiadong, e acredita-se que todas pertençam a indivíduos Homo erectus.
O Homo erectus é amplamente considerado o primeiro membro da família dos hominídeos a deixar a África. As evidências mostram que esta espécie migrou para a Eurásia há quase dois milhões de anos, tornando-a um dos ancestrais humanos mais distribuídos geograficamente até hoje. Uma nova investigação utiliza “impressões digitais” de proteínas para sugerir que a troca genética ocorreu entre o Homo erectus e os denisovanos na Ásia Oriental há cerca de 400 mil anos, provavelmente através de hibridização. Análises mais aprofundadas mostraram que alguns vestígios desta contribuição genética ainda podem ser detectados hoje nos genomas de populações nas Filipinas, Papua Nova Guiné e, de forma mais ampla, em todo o Sudeste Asiático.
O principal material no qual a pesquisa se baseia é a proteína do esmalte. O esmalte dentário é o tecido mais duro do corpo humano, e as proteínas nele contidas ainda podem ser parcialmente preservadas por um longo período de tempo, mesmo que o DNA tenha sido degradado há muito tempo a ponto de não poder ser extraído. A equipe encontrou a mesma variante de aminoácidos anteriormente desconhecida em seis amostras de dentes – um marcador molecular muito pequeno, mas estável, que muda apenas uma “letra” na sequência da proteína e nunca apareceu em nenhum outro ser humano antigo ou grupo vivo conhecido. Esta variante única agrega estes indivíduos Homo erectus no Leste Asiático num grupo claro e independente, e também fornece fortes evidências moleculares para o debate de longa data sobre se o Homo erectus é Homo erectus em Hexian.
Além dessa “assinatura única”, aparece uma segunda variante de aminoácido na proteína do esmalte que não é exclusiva do Homo erectus. O estudo descobriu que a mesma variante também existe no material Denisovan da Caverna Denisovan, na Sibéria. Este antigo grupo é considerado um “ramo misterioso dos humanos antigos” que é diferente do Homo sapiens. A distribuição das variantes genéticas correspondentes nas populações modernas mostra agora diferenças regionais óbvias: a frequência de detecção na população filipina é de cerca de 21%, enquanto na população indiana é de cerca de 1%, o que é altamente consistente com as expectativas dos investigadores com base na distribuição dos componentes genéticos denisovanos.
Com base nestes dados, a equipa de investigação acredita que a explicação mais razoável é que o grupo Homo erectus no Leste Asiático passou esta variante aos Denisovanos através de cruzamentos; então, os denisovanos portadores da variante tiveram trocas genéticas com os ancestrais dos humanos modernos em um período posterior e a "introduziram" no pool genético de populações relacionadas no Sudeste Asiático e na Oceania. Esta transmissão de material genético entre espécies é chamada de "introgressão" na biologia evolutiva, refletindo que as fronteiras entre as espécies não são absolutamente fechadas durante o longo processo de evolução. Outrora considerada um “beco sem saída”, a linhagem do Homo erectus parece agora ter deixado uma pequena mas fiavelmente identificável “pista” molecular no genoma humano moderno, ligando um dente do “Homem de Pequim” a populações asiáticas centenas de milhares de anos mais tarde.
A importância desta pesquisa vai muito além de confirmar a origem de uma variante específica ou identificar fragmentos genéticos em determinadas populações. A sua revelação mais importante é que o cruzamento entre humanos antigos não é uma rara excepção, mas sim a norma. Estudos genômicos nos últimos anos mostraram evidências de mistura em quase todas as principais linhagens humanas antigas para as quais temos dados genômicos. Os humanos modernos fora da África geralmente carregam cerca de 2% de DNA neandertal, enquanto os papuas e os aborígenes australianos têm um conteúdo genético denisovano adicional de 2% a 5%.
Nos genomas das populações da África Ocidental, os cientistas também descobriram alguns sinais genéticos antigos que não podem ser classificados, que se acredita virem de "populações antigas desconhecidas" que não foram claramente correspondidas por fósseis. A mais recente investigação sobre proteínas reforça ainda outra inferência: os próprios denisovanos também receberam fluxo genético de linhagens mais antigas e mais "desviadas" do que eles próprios, muito provavelmente do Homo erectus ou de grupos estreitamente relacionados. Uma revisão publicada no "American Journal of Physical Anthropology" em 2019 descobriu que pelo menos três eventos diferentes de introgressão genética "semelhante a Denisovan" ocorreram nos ancestrais das populações do Sudeste Asiático e da Oceania, alguns dos quais ocorreram perto de 20.000 anos atrás, e o intervalo de tempo é muito mais longo do que se pensava anteriormente.
Esta evidência acumulada pinta um quadro muito diferente de uma árvore evolutiva “perfeitamente ramificada”, e mais como uma rede genética que tem sido continuamente entrelaçada ao longo do tempo. O nosso genoma hoje não é uma “linhagem pura” que se estende numa direcção a partir de África e nunca foi interrompida, mas um mosaico “emendado” por múltiplos grupos humanos antigos. Cada grupo formou adaptações únicas em seus respectivos ambientes regionais e então “contribuiu” com algumas variantes vantajosas para as gerações posteriores durante o processo de hibridização. Por exemplo, algumas variantes derivadas de Denisovan no genoma da Papua estão associadas à regulação da função imunológica e acredita-se que estejam potencialmente envolvidas na definição de como respondem a patógenos específicos.
Quanto à variante derivada do Homo erectus identificada desta vez, o seu significado funcional específico não é actualmente claro, e esta questão ainda precisa de ser respondida por pesquisas subsequentes. No entanto, a julgar pelas múltiplas variantes espalhadas através da introgressão genética no passado, elas estão frequentemente relacionadas à adaptação a novos ambientes, como tolerância a grandes altitudes, defesa imunológica e até características cutâneas e metabólicas. Portanto, a comunidade científica especula que a razão pela qual esta variante do Homo erectus foi preservada nas gerações posteriores provavelmente não é desprovida de um “papel” biológico, mas de alguma forma envolvida no processo de adaptação humana ao ambiente local.
Ainda mais fascinante é que este trabalho fornece novas pistas e ferramentas para aquelas “pessoas fantasmas” que ainda não conseguimos estudar diretamente. Evidências fósseis mostram que o Homo erectus pode ter sobrevivido na Indonésia até cerca de 100 mil anos atrás; os “hobbits” de Flores, Homo floresiensis, ainda existiam quando os humanos modernos chegaram; e o Homo Luzon na Ilha Luzon é outra linhagem humana independente. Até agora, nenhum destes grupos deixou qualquer ADN disponível para análise e, mesmo antes deste estudo, não estava disponível qualquer informação a nível molecular sobre eles.
Será que estas populações insulares também foram, em certa medida, “absorvidas” pelas populações humanas modernas que chegaram mais tarde, tornando-se componentes extremamente fracos ou mesmo não resolvidos dos genomas actuais? No passado, os cientistas tinham dificuldade em identificar estes pequenos sinais em contextos genéticos complexos devido a ferramentas analíticas relativamente rudimentares. Agora, o método “proteómico” de extrair proteínas antigas do esmalte dos dentes e de realizar comparações de alta precisão mostra que se for possível obter com sucesso informação fiável a partir de espécimes de Homo erectus há 400 mil anos, então a aplicação da mesma tecnologia aos materiais dentários do Homo Flores ou do Homo Luzon poderá no futuro revelar se eles deixaram mesmo um minúsculo “eco” genético para os humanos modernos.
Na literatura científica, a evolução humana há muito deixou de ser simplesmente comparada a “uma árvore”. Uma metáfora mais apropriada pode ser um “rio tecido”: muitos afluentes às vezes correm em paralelo, às vezes separados, dividindo-se constantemente e convergindo entre si ao longo de um longo tempo geológico, trocando “fluxos de água” entre si. O último estudo sobre a proteína do esmalte do Homo erectus prova mais uma vez que mesmo que algumas populações humanas antigas "desapareçam" repentinamente no registro fóssil, elas não estão completamente extintas no sentido biológico, mas continuam a existir nos genes dos humanos de hoje na forma de memórias genéticas fragmentadas.