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Los híbridos de Neanderthal-humana 8 comentarios Publicado en línea: 2011/04/18 Descargar como PDF por: Paul H. Mason 1 *, Roger V. Corto 2 VOL.9 No.1 1 Autor de correspondencia. Departamento de Antropología, Universidad de Macquarie, Nueva Gales del Sur 2109, Australia. 2 de la oficina del Decano de la Facultad de Medicina, Odontología y Ciencias de la Salud, Universidad de Melbourne, Victoria 3010, Australia. E-mail: r. short@unimelb. edu. au Por favor citar este artículo como: Mason PH y RV corto. Neanderthal-humana híbridos. Hipótesis 2011, 9 (1): e1. La evidencia de los estudios de ADN nuclear y mitocondrial extraídos de fósiles de neandertales y los puntos de los seres humanos a las hipótesis fascinantes relativas a los tipos de cruzamiento que se produjeron entre estas dos especies. Los seres humanos y los neandertales comparten un pequeño porcentaje de ADN nuclear. Sin embargo, los seres humanos y los neandertales no poseen el mismo ADN mitocondrial. En los mamíferos, el ADN mitocondrial se exclusivamente de herencia materna. Teniendo en cuenta la comprensión de la hibridación interespecífica, los datos disponibles permite a la hipótesis de que sólo los neandertales masculinos fueron capaces de aparearse con hembras humanas. Si la ley de Haldane aplica a la progenie de los neandertales y los humanos, entonces los híbridos femeninos sobrevivirían, pero los híbridos machos estarían ausentes, raro o estéril. El cruce entre neandertales masculinos y femeninos humanos, como el único escenario posible, da cuenta de la presencia de ADN nuclear de Neandertal, la escasez de genes vinculados-Y de Neanderthal, y la falta de ADN mitocondrial en poblaciones humanas modernas. Introducción Desde el descubrimiento de la primera Neanderthal permanece reconocido en 1856, los científicos han debatido sobre la relación entre los neandertales y los humanos. Neandertales no eran tan altos como los humanos, tenía miembros más cortos, huesos más gruesos, una mitad de la cara que sobresale, arcadas de las cejas pronunciadas, un retroceso de la barbilla, un tracto vocal morfológicamente diferente, y una laringe elevada. Sin embargo, suficientes similitudes han llevado a los investigadores a preguntarse: "¿Son los neandertales una variante extinta de los seres humanos, o son una especie separada?" Un promedio de estimaciones indican que Neandertal y poblaciones ancestrales humanos se separaron hace aproximadamente 370.000 años (1). Con el tiempo, los neandertales genéticamente divergentes. Los análisis de ADN mitocondrial (ADNmt) secuencias extraídas de fósiles neandertales sugieren que su más reciente ancestro común se remonta a alrededor de 250.000 años atrás (2). Neandertales habitaron una extensa área geográfica que se extiende desde Portugal hasta el oeste de Siberia y del norte de Europa a Oriente Medio hasta hace aproximadamente 25.000 años (3). La evidencia reciente a partir de ADN extraído de los huesos fósiles de neandertales revela el flujo de genes entre los neandertales y los humanos anatómicamente modernos en Oriente Medio hace unos 80.000 a 50.000 años los humanos se extienden fuera de África y en Europa y Asia (4). A pesar de las diferencias morfológicas y ontogenéticos para los humanos (5-8), parece que los neandertales no se extinguieron sin antes aportar algo de su ADN nuclear para la reserva genética humana. De hecho, hubo una superposición cronológica y la convivencia entre neandertales y los humanos (9,10), y especímenes híbridos se han encontrado que recogen tanto el Neandertal y rasgos humanos modernos (11-15). Parece que muchos siglos de hibridación condujeron a los fósiles de mosaico con características craneales y dentales humanos mezclados con las proporciones del cuerpo de Neanderthal. Los estudios de ADN e híbridos fósiles nucleares ofrecen pruebas convincentes de cruce entre neandertales y los humanos, pero con un giro. Los estudios de ADN mitocondrial revelan que los neandertales llevaban un tipo de ADNmt distintos de los humanos modernos (16-21). Las mitocondrias son orgánulos diminutos regulación de la energía que reproduce asexualmente y viven dentro de cada célula de nuestro cuerpo. En los mamíferos, las mitocondrias se heredan por vía materna exclusiva (22). ¿Cómo es posible que los neandertales y los humanos no poseen el mismo ADN mitocondrial, pero que crean un pequeño porcentaje de ADN nuclear? Este intrigante mezcla de resultados nos lleva a contemplar los tipos de cruzamiento que se produjeron entre los neandertales y los humanos. La comprensión de hibridación interespecífica especiación es el proceso mediante el cual se forman nuevas especies. Si, por ejemplo, una especie se subdivide en dos subpoblaciones que se convierten en separadas geográficamente, entonces los dos grupos pueden acumular diferencias biológicas que reducen la fertilidad híbrido. Un evento de especiación clara entre los neandertales y los humanos no se ha documentado hasta la fecha, pero los neandertales parecen haber acumulado características distintivas y características a lo largo de la segunda mitad del Pleistoceno medio (23). Los investigadores se han preguntado si los neandertales eran una especie totalmente separadas. Las pruebas de ADN reciente (4) podría sugerir que no lo eran. Sin embargo, incluso si los neandertales eran una especie separada, la especiación sin pérdida de la fertilidad híbrido es posible. Tomemos el ejemplo de la camélidos que se originó en la Florida. Los más pequeños migrado a América del Sur y en los Andes para convertirse en la llama, alpaca, vicuña y Guanaco - fenotípicamente muy diferentes especies, pero todo lo cual producirá híbridos fértiles cuando se cruza. Los más grandes migran hasta las Montañas Rocosas, a través del estrecho de Bering, a través de Mongolia y el norte de China, donde se encuentra el camello bactriano de dos jorobas, y en la India y desde allí a Persia y Arabia Saudita, donde nos encontramos con el camello de una joroba del dromedario . La propagación de la Camélidos desde las Américas hasta el Medio Oriente es un ejemplo de diferenciación fenotípica en una especie de reproducción sexual como consecuencia del aislamiento geográfico. Los investigadores han sido capaces de producir Camas por inseminación con semen alpacas hembras Dromedario, aunque el cruce recíproco dio fetos, pero no es joven nacido vivo (24,25). Como Viejo Mundo y el Nuevo Mundo Los camélidos son unos 10 - 12 millones de años de diferencia, podemos estar bastante seguros, a través de la inferencia, que los neandertales eran capaces de hibridar con los seres humanos de los que se habían separado por sólo unos pocos cientos de miles de años. Dado que el ADNmt se hereda exclusivamente por vía materna en los mamíferos, la ausencia de Neandertal ADN mitocondrial en los humanos modernos sugiere que los neandertales tal vez sólo machos y hembras humanas eran capaces de producir descendencia fértil. Figura 1: Posibles resultados de cruzarse de Neanderthal-humano. Mamíferos contienen dos tipos diferentes de ADN: (i) ADN nuclear, que es de ambos padres y contribuye directamente al fenotipo, y (ii) de ADN mitocondrial, que está implicado en la regulación de energía y está exclusivamente herencia materna. El ADN nuclear de los neandertales se ha encontrado en el genoma humano. El ADN mitocondrial de los neandertales no se ha encontrado en los seres humanos. Aunque no es concluyente, estos resultados podrían indicar que los neandertales masculinos fueron capaces de reproducirse con hembras humanas, pero que el cruce recíproco estaba ausente, raras o estéril. Si la ley de Haldane se aplica a los neandertales y los humanos, las crías hembras fueron más comunes. La incorporación de la Ley de selección sexual de Haldane en los seres humanos y los grandes simios muestra que los hombres son físicamente más grandes y más fuertes que las hembras, por lo tanto, lo que les permite monopolizar la reproducción (26). Teniendo en cuenta que los neandertales eran robustos y los seres humanos eran en comparación grácil, macho Nean-derthals le pueden haber tenido derecho de pernada en cualquier apareamientos. Según la ley de Haldane, la descendencia heterogamético de híbridos interespecíficos son propensos a estar ausente, por raras o estéril (27). En los mamíferos, el sexo heterogamético es el sexo masculino con dos cromosomas sexuales diferentes, X e Y. En 1922, J. B.S. Haldane escribió un papel clave en "La proporción de sexos y la esterilidad unisexuales en animales híbridos", donde mostró que la progenie fértil XY es poco probable (28). La alta tasa de mutación de los genes determinantes del sexo masculino en el cromosoma Y puede explicar por qué la naturaleza rara vez permite que la descendencia heterogamético de híbridos interespecíficos (27). La ley de Haldane se ha demostrado en un número de diferentes cruces híbridos de la camélidos, equinos, y Anatidae. Si la ley de Haldane se aplica a la descendencia de los neandertales y los humanos, esperaríamos encontrar mujeres híbridos con bastante frecuencia, pero los híbridos machos mucho más raramente. Cualquier machos híbridos que sobrevivieron, se habrían llevado a un cromosoma Y muy similar a la del macho de hibridación originales. La falta de Neandertal ADNmt en humanos sugiere que la hibridación inicial de un varón de Neandertal. Con un padre neandertal, no habría Neandertal ADNmt en los híbridos resultantes. Si se aplica la ley de Haldane, pocos cromosomas Y de Neanderthal habrían sobrevivido. No obstante, los autosomas neandertales habrían felizmente mezclados e intercambiados con autosomas humanos, el tiempo perdiendo su identidad en el proceso. En un escenario previamente no considerada por otros investigadores (29), si los neandertales se aparearon con machos hembras humanas, la ley de Haldane podría explicar la aparente ausencia de genes vinculados-Y de Neanderthal en la población humana. Neanderthal-humana El mestizaje Hipótesis Cualquier hipótesis sobre el potencial reproductivo de los neandertales y los humanos deben tener en cuenta los datos recogidos de la nuclear y ADN mitocondrial de las dos especies. Los seres humanos y los neandertales comparten un pequeño porcentaje de ADN nuclear, pero que no comparten el mismo tipo de ADNmt. El ADNmt recuperado de fósiles neandertales contiene secuencias que no se encuentran en los humanos actuales. ¿Cómo podemos reconciliar los datos de los estudios de ADN mitocondrial y nuclear extraídos de fósiles de neandertales y los humanos? Evidentemente, descendientes híbridos que contenían el ADN mitocondrial de los neandertales no produjeron un linaje que sobrevivió hasta hoy. Una posibilidad es que el ADNmt de los neandertales contenía mutaciones perjudiciales que llevaron a la eventual extinción de los transportistas. Otra posibilidad es que los niños de madres híbridas neandertales podrían haber sido criados en grupos de neandertales y, finalmente, se extinguieron junto con el resto de los neandertales. Un tercer escenario, lo cual es consistente con nuestro conocimiento de la hibridación interespecífica, es que los neandertales femeninos eran incapaces de producir descendencia fértil con los seres humanos masculinos. La sugerencia de que los neandertales practicaban el comportamiento de apareamiento patrilocal (30) se hace más matizada a la luz de los datos que indican que la contribución de ADN nuclear de los neandertales a los humanos llegó exclusiva de los neandertales masculinos. La idea de que los neandertales y los humanos fueron capaces de cruzarse no es nueva (31), pero los datos más recientes, junto con una comprensión de la hibridación interespecífica, nos permite conjeturar que sólo los neandertales masculinos fueron capaces de aparearse con hembras humanas. Si la ley de Haldane se aplica a la progenie de neandertales y los humanos luego híbridos femeninos habrían sido mucho más común que los híbridos masculinos. El cruce entre neandertales masculinos y femeninos humanos da cuenta de la presencia de ADN neandertal nuclear, la escasez de genes vinculados-Y de Neanderthal, y la falta de Neandertal ADNmt en las poblaciones humanas modernas. Por lo tanto, el flujo de genes de los neandertales a los humanos fue el producto de neandertales masculinos de apareamiento con hembras humanas para producir híbridos fértiles femeninos. Mason lleva a cabo la investigación sobre la diversidad biológica y cultural, y enseña la evolución humana y la diversidad en el Departamento de Antropología de la Universidad de Macquarie. Roger Short es un compañero De profesor de la Universidad de Melbourne, especializado en reproducción, evolución y salud de la población. 1. Noonan JP, Coop G, Kudaravalli S, Smith D, Krause J, Alessi J, et al. Secuenciación y análisis del ADN genómico neandertal. Ciencia. 1999; 314: 5802. 2. Lalueza-Fox C, J Krause, Caramelli D, Giulio C, Milani, L, Lourdes MS, et al. 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