El enigma de Denny: la niña híbrida
Un fragmento óseo de menos de dos gramos de peso encontrado en la cueva de Denísova, en el sur de Siberia, ha bastado a los paleoantropólogos para averiguar que su dueña era una chica de unos trece años que murió hace alrededor de 90.000 años. La secuenciación del genoma de este humilde resto ha demostrado que la joven –a la que los investigadores han llamado Denny– era muy especial: su madre fue una neandertal, y su padre, un denisovano. Esta es la historia de un descubrimiento clave para saber más sobre las relaciones de estas dos antiguas especies de homininos, nuestros parientes conocidos más cercanos.
Neandertales y denisovanos se encontraban en pocas ocasiones, pero cuando lo hacían no sería infrecuente que se emparejaran
Denisovanos y neandertales, las dos especies de homininos que son nuestros parientes más cercanos, vivieron en Eurasia hasta hace cerca de 40.000 años, y divergieron a partir de un ancestro común más de 390.000 años atrás. Los neandertales habitaban la zona occidental de Eurasia, y los denisovanos, la oriental. No eran poblaciones estáticas: el estudio del ADN de sus fósiles acredita que se relacionaron y que en ocasiones tuvieron descendencia. Pero no se habían encontrado restos de un vástago mixto. Hasta ahora. El pasado agosto, la revista Nature publicó un trabajo de un equipo liderado por Viviane Slon y Svante Pääbo, del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig (Alemania). En él, se anunciaba la identificación de un individuo que constituía la primera prueba tangible de la mezcla entre neandertales (viejos conocidos de la ciencia) y denisovanos, unos enigmáticos homininos de los que solo hay noticia por un puñado de dientes y unos pocos huesos diminutos hallados en la cueva de Denísova (Siberia, Rusia).
Los investigadores han llamado Denny a esta evanescente chica que tuvo una breve existencia hace noventa milenios. El camino hacia su hallazgo e identificación se sigue como una trama científico-policiaca en la que unas huellas tenues llevan a un importante hallazgo gracias a una mezcla de azar, conocimiento y tecnología.
LA CUEVA DE DENÍSOVA DEL MACIZO DE ALTÁI ES UN PARAÍSO DESAFIANTE PARA LOS PALEOANTROPÓLOGOS, Y UN CAOS INDESCIFRABLE PARA LOS PRO
FANOS. En los sedimentos de su cámara principal y de las dos estrechas galerías en las que esta se ramifica (la este y la oeste) aparecen miles de huesos, la mayoría sin los rasgos necesarios para averiguar a qué animal pertenecen. Solo en la galería este, las excavaciones entre 2005 y 2013 recuperaron más de 135.000 fragmentos óseos, de los que unos 128.000 permanecen sin identificar. Se acumulan en bolsas de plástico metidas en cajas de cartón en el Instituto de Arqueología y Etnografía de Novosibirsk, capital de Siberia. La mayoría de los reconocidos son astillas óseas de mamíferos herbívoros; una gran parte presenta erosiones causadas por los potentes jugos digestivos de las hienas manchadas que los trituraron. Estos carnívoros frecuentaron la cueva durante largos periodos del Pleistoceno (época geológica que duró desde hace 2,6 millones de años hasta aproximadamente el 10000 a. C.).
Los investigadores de Denísova viven siempre inquietos: entre ese alud de fragmentos, lo normal es que pasen desapercibidos restos de homininos que podrían iluminar la evolución de nuestro linaje. En los sedimentos de la cueva aparecen muy de vez en cuando fósiles del género Homo, de un valor excepcional para comprender la evolución de las poblaciones arcaicas. De momento, han sido unos pocos dientes y fragmentos de falanges (huesos de los dedos de manos y pies), pero cargados de información, gracias a las condiciones climáticas y geológicas del yacimiento, ideales para conservar el ADN de los antiquísimos huesos. El hallazgo más célebre se dio en 2008: un pedacito de falange del dedo de una mano con el suficiente ADN bien preservado para secuenciar un genoma con una antigüedad de entre 50.000 y 120.000 años. El fragmento, al que se llamó Denisova 3, resultó ser de un tipo de especie de Homo desconocida hasta entonces: los denisovanos.
LA HISTORIA DE DENNY COMIENZA CON LA BÚSQUEDA DE RESTOS DE UN HOMININO EN EL MAREMÁGNUM DE CAJAS ALMACENADAS EN NOVOSIBIRSK. Para hacerlo, se empleó una tecnología llamada ZooMS (siglas inglesas de zooarqueología por espectrometría de masas), que permite extraer de los fósiles el colágeno, un tipo de proteína fibrosa de los cartílagos y los huesos que luego puede descomponerse en péptidos, sus unidades constituyentes. Cada grupo de vertebrados posee en los tejidos mineralizados de sus huesos unos péptidos característicos, una especie de código de barras molecular que permite identificarlos. El ZooMS rastrea y analiza el colágeno de tipo 1 (COL1), que se distingue por su longevidad y resistencia a la degradación, especialmente en climas fríos como el de la cueva de Denísova, donde las temperaturas bajo cero son la norma durante meses, algo que la convierte en un fantástico conservador natural de proteínas y ADN.
Samantha Brown, del Laboratorio de Investigación de Arqueología e Historia del Arte, en la Universidad de Oxford, fue la encargada de analizar mediante ZooMS 2.315 fragmentos óseos de entre 3 y 5 centímetros de longitud procedentes de la galería este de la cueva siberiana. Debían tener ese tamaño para poder hacer pruebas adicionales (análisis de ADN y radiocarbono)
si la pieza resultaba de interés científico, lo que implicaría arrancar un trozo del hueso y pulverizarlo. Tras un trabajo minucioso y extenuante, la joven científica descubrió un fragmento óseo alargado y parduzco que encajaba con la firma característica de los péptidos de homininos. ¿Pero de qué especie era? ¿Denisovano, neandertal u otra?
La etiqueta de la bolsa que contenía el valioso resto indicaba que este había salido a la luz en 2012, en la excavación de la galería este. Los investigadores le asignaron al hueso la denominación de Denisova 11, pero pronto recibió el cariñoso apodo de Denny, que dieron también a su dueño, fuera quien fuese. Pesaba 1,68 gramos, tenía una longitud de 24,7 milímetros y su cara externa presentaba una erosión debida a los jugos gástricos de una hiena. Antes de continuar con la toma de muestras para los subsiguientes análisis de ADN y radiocarbono, se obtuvo una detallada réplica impresa en 3D.
LA PRIMERA DATACIÓN DE LA ANTIGÜEDAD DE DENNY LA HIZO TOM HIGHAM EN LA UNIVERSIDAD DE OXFORD MEDIANTE RADIOMETRÍA. La prueba señaló que tenía más de 50.000 años, pero pasada esa cifra, esta técnica no puede precisar hasta qué punto es vieja la pieza. Y la diferencia puede resultar enorme. El reciente análisis del genoma de Denisova 11 efectuado por Viviane Slon y sus colaboradores del Departamento de Genética Evolutiva del Max Planck indicó que tenía unos 90.000 años. El estudio radiométrico del equipo de Higham también midió la cantidad de isótopo nitrógeno-15 en Denisova 11, un valor que informa del origen terrestre o acuático de los principales alimentos proteínicos que ha consumido un sujeto durante sus últimos años de vida. Paradojas de la ciencia: no sabemos qué aspecto tenía Denny, pero sí que llevaba una dieta rica en peces de agua dulce.
Las sorpresas iban a llegar a raíz del análisis del ADN mitocondrial (ADNmt) de Denisova 11 a manos de Slon. Las mitocondrias, orgánulos que generan la energía de nuestras células, poseen su propio material genético, que es transmitido por vía materna. Su estudio aporta datos muy valiosos. Slon comparó la secuencia obtenida de Denny con las de antiguos humanos que sirven como referencia. Descubrió que el ADNmt del espécimen provenía de un neandertal, y no de un denisovano.
El resultado encajaba con lo ya sabido de la presencia neandertal en Denísova, constatada hace años por los genetistas del Max Planck, que analizaron restos de dos Homo neanderthalensis encontrados en la cueva, donde además hay vestigios de industria lítica musteriense, relacionada con esta especie humana extinta. Todos estos datos llevaron a pensar a los científicos que Denny era el tercer neandertal recuperado en el yacimiento, y no uno de esos escurridizos denisovanos.
LA INVESTIGACIÓN DIO UN GIRO INESPERADO CON LA INTERVENCIÓN DE SVANTE PÄÄBO, DIRECTOR DEL DEPARTAMENTO DE ANTROPOLOGÍA EVOLUTIVA DEL MAX PLANCK, que pidió más exactitud a sus colegas. Con los datos recopilados, solo se podía afirmar que el ADNmt de Denisova 11 era similar al de un neandertal, no igual. Para precisar su ascendencia, había que analizar su genoma nuclear. Slon y su compañera Sarah Nagel se lanzaron a investigar si el ADN de Denny poseía más variantes genéticas de neandertal o más de denisovano. Resultó que tenía ambas en proporciones muy parejas. De hecho, sus cromosomas sexuales (el par de cromosomas que determina el sexo del individuo) escondían una bomba científica: el proveniente de la madre era neandertal, y el del padre, denisovano. Denny era la hija de dos seres de especies diferentes. Su ADNmt era solo neandertal porque este tipo de información genética se transmite únicamente por vía materna.
Basándose en el espesor cortical del fósil, Bence Viola, paleoantropólogo de la Universidad de Toronto (Canadá), estimó que pertenecía a un hueso largo. Tal vez se trataba de un fragmento de fé-
Para sobrevivir hasta los trece años, Denny tuvo que recibir la protección de un clan: ¿fue denisovano, neandertal o mixto?
mur, tibia o húmero. Calcular qué edad tenía Denny cuando murió es complicado, pero las comparaciones establecidas a partir de estudios sobre la robusticidad de los huesos largos durante el crecimiento en los niños y adolescentes actuales permitieron suponer que estaba entre los catorce y los dieciséis años. Para afinar el tiro, Viola empleó tomografías axiales computarizadas de restos de adolescentes de la Edad del Bronce (3000 a. C. – 1200 a. C.) y las cotejó con la astilla. Así, constató que Denny tenía al menos trece años cuando falleció. Su antigüedad se estimó mediante simulaciones estadísticas y estudios genéticos. Resultado: la niña híbrida vivió hace unos 90.000 años, en el entorno frío y hostil del Pleistoceno Superior.
LO BUENO DE ANALIZAR UN GENOMA DE ANCESTROS MIXTOS ES QUE PERMITE AVERIGUAR COSAS DE DOS ESPECIES. Otro investigador del Max Planck, Fabrizio Mafessoni, ideó un método para aislar la parte neandertal de la denisovana en el genoma de Denny, y comparó las muestras con el ADN de estos homininos secuenciado previamente. Puesto que Denny (Denisova 11) y la mujer neandertal conocida como Denisova 5 proceden del mismo yacimiento, se esperaba que estuvieran estrechamente emparentadas. Pero no era así: Denny posee una afinidad genética mucho mayor con una neandertal (denominada Vindija 33.19) que vivió unos 45.000 años más tarde que ella en lo que ahora es Croacia. Parece que estos primos de los humanos modernos fueron consumados nómadas que recorrían miles de kilómetros entre Eurasia oriental y occidental, en uno y otro sentido, decenas de miles de años antes de extinguirse.
La última novedad llegó cuando Benjamin Vernot, también del Max Planck, estudió las variantes genéticas neandertal y denisovana en el genoma de Denny. Descubrió que el padre de la chica, denisovano, tuvo al menos un antepasado neandertal. El hallazgo revela que, aunque las especies se cruzaron, mantuvieron una identidad genética distinta. Esto sugiere que no coincidían a menudo, y que mantenían cierto distanciamiento territorial, algo comprensible dado el enorme espacio por el que se movían y la escasez de individuos. En palabras de Pääbo, “no tenían muchas oportunidades de encontrarse, pero cuando lo hacían, debía de ser frecuente que se emparejaran, mucho más de lo que creíamos hasta ahora”.
Para el paleoantropólogo británico Christopher Stringer, uno de los mayores defensores de la teoría del origen africano de los seres humanos, la resurrección de Denny suscita preguntas apasionantes sobre la forma en que se cruzaban especies distintas de homininos. ¿Eran relaciones consensuadas? ¿Había uniones mixtas que sellaban pactos entre grupos? Dado que la protagonista de este relato llegó al menos a los trece años, debió de criarse en el seno de un clan que aseguró su supervivencia: ¿era denisovano, neandertal, mixto? Una futura descripción más detallada del flujo de genes entre neandertales y denisovanos aportará pistas sobre su conducta social. Aún queda casi todo por conocer de nuestra muchacha, pero lo que sabemos refuerza la idea de que la humanidad es fruto del mestizaje.