Hallan 200 genes que han evolucionado más rápido en humanos que en primates

Las mutaciones explicarían en parte la ventaja adquirida por los humanos. Si una mutación incrementa las posibilidades de supervivencia, se hará prevalente, explica una de las responsables.

Una investigación del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM) de Barcelona ha identificado cerca de 200 genes que han evolucionado más rápido en los humanos que en otros primates, unas mutaciones que explicarían en parte la ventaja adquirida por los humanos ante otros animales. Buscan las bases moleculares de las mutaciones sufridas en los últimos cinco millones de añosEl estudio, realizado por investigadores del Programa de Investigación en Informática Biomédica (GRIB) del IMIM y la Universidad Pompeu Fabra (UPF), ha utilizado nuevos datos genéticos humanos para conocer más sobre las mutaciones que podrían haber conferido una ventaja selectiva a los seres humanos, en los últimos cinco millones de años de evolución. Con el objetivo de buscar las bases moleculares de lo que nos hace humanos, los investigadores han asegurado que los resultados permiten obtener una nueva visión de la evolución humana.

La disponibilidad de las variantes genéticas de un gran número de personas, a través de iniciativas como el Proyecto 1000 Genomas, no sólo es útil para comprender la base genética de las enfermedades, sino también para investigar sobre la evolución humana. Han comparado los cambios en los aminoácidos de las proteínasSegún ha explicado Mar Albà, profesora ICREA y coordinadora del grupo de investigación en Genómica Evolutiva del IMIM, "esta variación nos da una medida de la proporción de cambios de aminoácidos que una proteína típicamente tiene mientras conserva su función". "Una vez que tenemos este valor, podemos contar las diferencias con la proteína ancestral de humanos y chimpancés y, si encontramos que ha habido más cambios de los esperados, es porque la función de la proteína posiblemente ha cambiado durante la evolución de los humanos", ha indicado la investigadora. Según Magdalena Gayà, que había colaborado con Albà y actualmente es investigadora del Instituto de Biotectonologia y de Biomedicina (IBB) de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), "si una mutación o cambio incrementa las posibilidades de supervivencia del individuo que la lleva, esta mutación tendrá tendencia a hacerse prevalente en la población.

La nueva proteína habrá cambiado su función respecto a la proteína ancestral". "Estos son los tipos de cambios que nos interesa identificar para entender cómo los humanos se han adaptado al entorno", ha comentado Gayà. Si una mutación incrementa las posibilidades de supervivencia, se hará prevalente El estudio, cuyo resultado se ha publicado en la revista científica BMC Genomics, ha usado secuencias codificantes de proteínas de humanos, chimpancés, macacos y ratones, lo que ha permitido a los investigadores identificar los cerca de 200 genes que habrían acumulado cambios adaptativos en los humanos. Según las investigadoras, este trabajo ha demostrado que los datos de variación genética son útiles para investigar el pasado remoto del hombre y ahora se plantean ver si otras especies de humanos, como los neardentales, tenían la misma versión de la proteína que los humanos modernos.

Tomado de: http://www.20minutos.es/noticia/2198778/0/evolucion-genes/humanos/primates/

El cáncer ha dejado su "huella" en la evolución humana

El cáncer ha dejado su "huella" en la evolución humana, según demuestra un estudio publicado en 'Plos Pathogens' que analizó cómo se conservan vestigios de antiguos virus en los genomas de 38 especies de mamíferos. Las reliquias virales evidencian las antiguas batallas de nuestros genes contra la infección.

De vez en cuando, los retrovirus que infectan a un animal se incorporan en el genoma de ese animal y, a veces, estas reliquias se pasan de generación en generación, los llamados retrovirus endógenos (ERV). Como los ERV pueden copiarse en otras partes del genoma, contribuyen al riesgo de mutaciones que causan cáncer.

Un equipo de expertos de las universidades de Oxford, Plymouth y Glasgow, en Reino Unido, ha identificado 27.711 ERV conservados en los genomas de 38 especies de mamíferos, incluidos los humanos, en los últimos diez millones de años. El equipo encontró que a medida que los animales aumentan de tamaño suprimen estas reliquias potencialmente causantes de cáncer de sus genomas de forma que los ratones tienen tres veces más ERV que los seres humanos.

Los resultados ofrecen una idea de por qué los animales más grandes tienen una menor incidencia de cáncer de lo esperado en comparación con los más pequeños y podrían ayudar a buscar nuevas terapias antivirales. "Trabajamos para encontrar el mayor número de estas reliquias virales como pudimos en todo, desde las musarañas y los seres humanos a los elefantes y las ballenas", relata el doctor Aris Katzourakis, del Departamento de Zoología de Oxford, y uno de los autores.

"Las reliquias virales se conservan en todas las células de un animal: como los animales más grandes tienen muchas más células deberían tener más de estos retrovirus endógenos y, así, mayor riesgo de mutaciones inducidas por el ERV, pero hemos encontrado que esto no es así. De hecho, los animales más grandes tienen muchos menos ERV, por lo que deben haber encontrado la forma de eliminarlos", explica.

"El cáncer es causado por errores que ocurren en las células cuando se dividen, por lo que los animales más grandes, con más células, deberían sufrir más de cáncer. En pocas palabras, la ballena azul no debería existir. No obstante, los animales más grandes no son más propensos al cáncer que los más pequeños, lo que se conoce como la Paradoja de Peto (el nombre de Sir Richard Peto, el primer científico que acreditó esto)", añade el doctor Robert Belshaw, de la Escuela de Medicina y Odontología de la Universidad de Plymouth y la Facultad de Biomedicina y Ciencias de la Salud.

Un equipo de científicos de las universidades dd Oxford, Plymouth y Glasgow había estado estudiando los retrovirus endógenos, como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que se han convertido en parte del genoma de su anfitrión y que en otros animales pueden causar cáncer y encontraron que los mamíferos más grandes tienen menos de estos virus en su genoma. Según Belshaw, esto sugiere que un mecanismo similar podría estar implicado en la lucha contra el cáncer y la propagación de estos virus y que éstos son mejores en los animales más grandes (como los humanos) que los más pequeños (como los ratones de laboratorio).

Una combinación de modelos matemáticos y la investigación del genoma reveló algunas diferencias notables entre los genomas de los mamíferos: los ratones (19 gramos) tienen 3.331 retrovirus endógenos, los seres humanos (59 kilogramos) poseen 1.085 ERV y las ballenas (281 kilogramos) presentan sólo 55 ERV.

"Ésta es la primera vez que alguien demuestra que tener un gran número de ERV en su genoma debe ser perjudicial, si no, los animales más grandes no habrían evolucionado hacia formas para limitar su número", apunta Katzourakis. "Lógicamente, pensamos que esto está relacionado con el aumento del riesgo de mutaciones causantes del cáncer basadas ??en ERV y cómo los mamíferos han evolucionado para combatir este riesgo. Así que cuando nos fijamos en el patrón de distribución de ERV en los mamíferos fue como mirar hacia la 'huella' que ha dejado el cáncer en nuestra evolución", añade.

Los ERV que son inmediatamente dañinos en un animal no suelen ser transmitidos, de forma que lo que los hace problemáticos es que después de haber llegado a un lugar en el genoma el proceso de replicación significa que pueden ser copiados "saltando" a otro lugar. ERV puede, por ejemplo, "saltar" hacia el centro de la maquinaria de los genes responsables de la supresión de tumores, dañarla o incrementar el riesgo de mutaciones que se convierten en cáncer.

"Sabemos que algunos tipos de cáncer, como la leucemia de células T, están directamente vinculados a los retrovirus, pero una gran parte del tiempo los ERV contribuyen a la cantidad de cosas que deben ir mal para que surjan las células cancerígenas", afirma Katzourakis. "A medida que los animales se hacen más grandes, el número de células aumenta y hay más oportunidades para que las cosas salgan mal, así que hay una presión evolutiva en los animales más grandes para reducir el número de ERV", apostilla.

"Sabemos que las personas más altas tienen mayor riesgo de algunos tipos de cáncer, lo que encaja con nuestro estudio sobre que ERV ejerce presión evolutiva a través de cáncer. Sin embargo, todavía no tenemos ninguna evidencia de que ERV pueda tener vínculos causales con el cáncer en los seres humanos, a pesar de que claramente provocan cánceres en otros animales, como los ratones", matiza Gkikas Magiorkinis, otro de los autores del informa y miembro del Departamento de Zoología de la Universidad de Oxford.

A su juicio, el equipo debe buscar una manera más sistemática de ver si ERV pro
voca cáncer en los seres humanos. "Nuestro estudio sugiere que los mecanismos patógenos virales en animales más grandes, como los seres humanos, serían más complejos que los observados en los animales más pequeños", sentencia.

Así, la investigación plantea que las criaturas de mayor tamaño deben tener los genes antivirales más efectivos y más recursos que los más pequeños y, si se pueden identificar, en el futuro puede ser posible imitar estos mecanismos para producir nuevas terapias antivirales.

Tomado de: http://www.canarias7.es/articulo.cfm?id=344426

El sistema nervioso más antiguo

Sobre estas líneas aparece el sistema nervioso más antiguo que los científicos han conseguido reconstruir casi por completo hasta ahora. Tiene 520 millones de años y pertenece a un artrópodo del género Alalcomenaeus, cuyos restos fósiles (derecha) se descubrieron en un yacimiento del suroeste de China. Para hacer visibles las fibras nerviosas del animal, de apenas tres centímetros de largo, Nicholas Strausfeld, de la Universidad de Arizona en Tucson, y su equipo usaron diversas técnicas de neuroimagen. Con ayuda de un escáner de tomografía computarizada reconstruyeron primero las estructuras del interior del fósil (verde) en formato tridimensional. Además, determinaron la distribución del hierro que se había depositado de manera selectiva en el sistema nervioso (lila) durante el proceso de fosilización. En los lugares en los que los depósitos de hierro y las estructuras de la tomografía computarizada se cruzaban debían transcurrir, hace millones de años, las vías neurales del organismo.

La reconstrucción del sistema nervioso de Alalcomenaeus ha aportado nuevos datos sobre la evolución de los antrópodos: se ha visto que el plano de construcción neural de estos antiguos animales se asemeja al de los arácnidos actuales, grupo al que pertenecen las arañas, los escorpiones y los ácaros, entre otros.

Tomado de: Mente y cerebro

Cerebros diminutos, grandes ideas

Las abejas parecen comprender relaciones abstractas aunque carecen de las áreas cerebrales que se creían necesarias para ello.

La corteza prefrontal alberga en los primates humanos y no humanos la cognición superior, capacidad que, entre otras funciones, permite razonar sobre el entorno. El cerebro de los insectos es mucho más simple; tampoco presenta ninguna región que se asemeje a una corteza prefrontal. Aun así, en fecha reciente se ha observado que las abejas melíferas saben distinguir objetos basándose en relaciones mutuas («igualdad y diferencia» o «arriba y abajo»).

Investigadores de la Universidad de Toulouse, junto con otros colaboradores, entrenaron a abejas para que, en un laberinto bifurcado, recorriesen uno de los brazos a cambio de un premio. A la entrada del laberinto se les mostraba una figura sencilla (un círculo con franjas verticales blancas y negras). En la bifurcación, el inicio de cada recorrido aparecía ­marcado con una señal: un círculo con franjas verticales, en uno; un círculo con franjas horizontales, en el otro. Los investigadores recompensaban a las abejas si avanzaban por el ramal marcado con la señal que se les había mostrado a la entrada; otras fueron entrenadas para que se introdujeran por el brazo que estaba marcado con el segundo motivo.

Una vez hubieron aprendido si «el mismo» o «el otro» dibujo indicaba el camino correcto, se modificó la situación: en la entrada se presentó un manchón de color (en lugar de un motivo a franjas) a las abejas. En la bifurcación, uno de los recorridos aparecía marcado con ese mismo color; el otro, con uno distinto. Los insectos optaron de nuevo por el camino correcto. En otras palabras, las abejas aplicaban su comprensión sobre «igual o distinto» a estímulos novedosos. Otros experimentos similares constataron que también eran capaces de dominar los conceptos de «arriba o abajo» y «derecha o izquierda».

Tales hallazgos arrojan luz a la evolución de la inteligencia. Según Aurore Avarguès-Weber, coautora del estudio aparecido en octubre de 2013 en Proceedings of the Royal Society B, los éxitos de las abejas hacen presumir que este tipo de cognición abstracta es anterior a la evolución del cerebro de los mamíferos. Junto con Martin Giurfa, otro coautor, conjetura que las destrezas de orientación y sociabilidad pueden originar el aprendizaje de conceptos. Todo ello lleva a suponer que el pensamiento abstracto existe en especies cuyo sistema nervioso difiere por completo del nuestro.

Tomado de: Mente y Cerebro

Revisan el "timeline" de los orígenes y la evolución del hombre

Una nueva investigación ofrece datos mucho más minuciosos sobre las especies tipo "homo" sobre el planeta; desde la evolución de las largas piernas hasta los grandes cerebros.

Las investigaciones, análisis y publicaciones sobre la evolución están lejos de terminar. Descubrir cada detalle del desarrollo de la vida en el planeta no es tarea fácil y requiere de distintas formas de estudio, desde el descubrimiento y análisis de fósiles hasta la aplicación fascinante de la decodificación genética, que ha ayudado inmensamente a demarcar las relaciones entre las distintas especies en el tiempo. La tecnología, por supuesto, nos ha avanzado a patadas en estos aspectos y el recogimiento de datos en diversas disciplinas hoy permite que se tenga un mapa mucho más pulido sobre los pasos de las especies en el planeta. Incluyendo la nuestra, por supuesto.

Precisamente, un nuevo y completo análisis de fósiles, experimentos y datos sobre el clima, ha cambiado algunos aspectos y ofrece una evolución más ramificada y, por supuesto, impulsada por la relación entre los organismos y sus medios.

La nueva investigación, que fue publicada en el diario Science el pasado 3 de julio, nos muestra otra vez como ha ido despareciendo la idea de una evolución lineal. De hecho, la evolución es cada vez más compleja, un denso arbusto repleto de pequeñas ramas que se desarrollan en diferentes caminos. La alimentación, el clima y la evolución anatómica y del cerebro son algunos de los elementos que se tomaron en cuenta durante esta investigación, los resultados indican que muchas características del Homo sapiens no se desarrollaron en un sólo paquete, como se ha pensado hasta el momento, sino que emergieron en distintos grupos y lugares.

Muchos rasgos únicos para el linaje humano, se pensaba surgieron entre 2.4 millones y 1.8 millones de años atrás en África. Aquí los más importantes estudiados por el momento:

• El cerebro grande
• El cuerpo y las piernas largas
• La reducción de las diferencias entre los sexos
• El aumento de consumo de carne
• Períodos de maduración prolongados
• Aumento de la cooperación social
• La fabricación de herramientas 

Sin embargo, el estudio sugiere que todos estos rasgos no surgieron juntos. Por ejemplo, los rasgos humanos fueron apareciendo por etapas, aquí y allá. Los últimos hallazgos sugieren que las piernas largas, una característica que antes se consideraba exclusiva de los humanos, emergieron en antepasados anteriores, específicamente en el género Australopithecus entre 3 y 4 millones de años atrás. Más aún, las herramientas de piedra pudieron hacer nacido antes de originarse el Homo.

El nuevo estudio, elaborado por las paleoantropólogas, Susan Antón, autora principal de la Universidad de Nueva York y Leslie Aiello de la Fundación Wenner-Gren en Nueva York, muestra lo dinámica que ha sido la evolución, y lo frondosa. El clima, por ejemplo, es otra de las variables que se tomó en cuenta. Se pensaba que el enfriamiento global tuvo mucho que ver con la forma en que se evolucionó, sin embargo, estudios recientes sugieren que el entorno del Homo temprano pudo haber sido mucho más diverso. Un clima inestable le hizo compañía a la cuna de la humanidad entre 2.5 a 1.5 millones de años atrás. El cambiante paisaje impulsó la versatilidad en el linaje homínino, con un aumento cerebral que a su vez mejoró el talento para el pensamiento y la vida social.

“Las condiciones climáticas inestables favorecieron la evolución de las raíces de la flexibilidad humana en nuestros ancestros”, expresó otro de los coautores del estudio, Richard Potts, paleoantropólogo y curador de antropología y director del Programa de Orígenes Humanos en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian. “La narrativa de la evolución humana que surge de nuestro análisis hace hincapié en la importancia de la capacidad de adaptación a entornos cambiantes, (en lugar de adaptarse a uno de los entornos) en el temprano éxito del género Homo”.

La alimentación fue otra variable importante. El análisis químico de fósiles sugiere que los primeros homíninos cambiaron a una dieta más diversa que incluía más carne y plantas resistentes. Esta diversidad y las calorías adicionales, junto con el uso de herramientas y la cooperación social, podrían ayudar a explicar el aumento en el tamaño corporal promedio observado en los primeros Homo.

“La evolución es un complicado arbusto, no una línea recta”, dijo Aiello.

Y distintas especies, como Homo erectus, homo habilis y homo rudolfensis, los que pudieron haber caminado juntos en lo que le llaman el amanecer de la especie homínina, adquirieron distintos rasgos en diferentes momentos y frente a paisajes inestables y cambiantes, indican estos nuevos resultados.

Tomado de: http://www.hechosdehoy.com/revisan-el-timeline-de-los-origenes-y-la-evolucion-del-hombre-36661.htm

Descubren un cráneo humano moderno con el oído interno de neandertal

Un nuevo examen de un cráneo humano de hace 100.000 años encontrado hace 35 años en el norte de China ha revelado una formación del oído interno exclusiva de los neandertales. Este hallazgo plantea que los seres humanos modernos surgieron de un complejo laberinto de la biolología y la mezcla de pueblos.

"El descubrimiento pone en tela de juicio toda una serie de escenarios  del Pleistoceno tardío de dispersiones de la población humana e interconexiones basadas en el rastreo de características anatómicas o genéticas aisladas en fósiles fragmentarios", explica el coautor del estudio, Erik Trinkaus, profesor de Antropología Física en la Universidad de Washington en St. Louis, Estados Unidos.

"Esto sugiere que las fases posteriores de la evolución humana eran más un laberinto de la biología y de los pueblos que las simples líneas que se sugieren en los mapas", agrega este experto.

El estudio, cuyos resultados se publican en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', se basa en recientes imágenes de microtomografía computerizada (micro-CT) que revelan la configuración interior de un hueso temporal en un cráneo humano fosilizado encontrado en 1970 en excavaciones en el sitio Xujiayao, en la Cuenca Nihewan de China.

"Estábamos completamente sorprendidos --reconoce Trinkaus--. Esperábamos que el análisis revelara un laberinto temporal que se pareciera mucho a un moderno humano, pero lo que vimos era claramente típico de un neandertal. Este descubrimiento pone en cuestión si esta disposición de los canales semicirculares es realmente única de los neandertales".

A menudo, en fósiles bien conservados del cráneo de mamíferos, los canales semicirculares son remanentes de un sistema de detección de líquido que ayuda a los humanos a mantener el equilibrio cuando cambian sus orientaciones espaciales, como al correr, agacharse o girar la cabeza de lado a lado.

Desde mediados de la década de 1990, cuando las primeras investigaciones con TAC confirmaron su existencia, la presencia de una disposición particular de los canales semicirculares en el laberinto temporal se considera suficiente para identificar de forma segura fragmentos de cráneos fosilizados como procedentes de un neandertal, pues este patrón está presente en casi todos los laberintos neandertales conocidos. Ha sido ampliamente utilizado como un marcador para diferenciar a los seres humanos de antes y los modernos.

El cráneo en el que se centró este estudio, conocido como 'Xujiayao 15', fue encontrado junto con una variedad de otros dientes humanos y fragmentos óseos, que parecían tener características típicas de una forma no neandertal temprana de humanos arcaicos finales. Trinkaus, que ha estudiado los fósiles de neandertales y los primeros humanos de todo el mundo, cree que este descubrimiento se suma a las confusas teorías que tratan de explicar los posibles orígenes del hombre, patrones de las migraciones y mestizajes.

DESORDEN EVOLUTIVO

Aunque es tentador utilizar el hallazgo de un laberinto en forma de neandertal en una muestra con otras cuestiones claramente "no neandertales", como evidencia de contacto de la población (el flujo de genes) entre neandertales de Eurasia central y occidental y los humanos arcaicos del este de China, Trinkaus y sus colegas argumentan que siguen sin estar claras implicaciones más amplias del descubrimiento en Xujiayao.

"El estudio de la evolución humana ha sido siempre desordenado y estos hallazgos simplemente hacen que todo esté más desordenado --señala Trinkaus--. Esto demuestra que las poblaciones humanas en el mundo real no actúan en bonitos patrones simples".

"Asia del Este y Europa Occidental son muy distantes y costó miles de años que se produjeran estos patrones de migración", afirma. "Este estudio muestra que no se puede confiar en una característica anatómica o una pieza de ADN como la base de supuestos sobre las migraciones de las especies de homínidos de un lugar a otro", concluye.

Tomado de: http://www.europapress.es/ciencia/ruinas-y-fosiles/noticia-descubren-restos-humanos-modernos-oido-interno-neandertales-20140708101748.html