22 feb. 2014

L'arbre dels humans

Dimecres, 19 de febrer, vaig estar satisfeta que vingués en Jaume Bertranpetit, de la Universitat Pompeu Fabra. Amb ell he compartit feina, va ser el meu director de tesi, vam escriure junts un llibre (Viatge als orígens) i durant un cert temps, mentre ell era vice-rector de recerca de la UPF, jo era l'editora del butlletí trimestral Notícies de Recerca UPF. A més, va ser el dia que vaig poder presentar per primera vegada la col·lecció dels cinc anys de cròniques dels cafès científics a la Casa Orlandai. Així que doble alegria.

Volíem que en Jaume ens parlés de les tècniques que es fan servir per a recompondre els nostres orígens; com vam passar de les tècniques paleontologies, és a dir, de l’estudi d’ossos, a les tècniques genètiques. Què ens explica cadascuna? Com vam arribar a la diversitat humana actual? Si es mantindrà aquesta diversitat en la nova situació tecnològica? Però, atès que Jaume és ara director d'ICREA, li vam demanar que ens fes cinc cèntims.

Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)
L'ICREA és un institut que vol destacar per captar per a Catalunya l'excel·lència en el coneixement. És a dir, que capta científics d'arreu del món, que siguin excepcionals en el seu camp, de qualsevol origen nacional, i els ofereix un contracte per venir a treballar a Catalunya. ICREA posa el sou, i l'institut de recerca que els demana, l'espai i la possibilitat de captar fons per a desenvolupar la recerca. Fins ara, s'ha contractat 245 investigadors, que no són funcionaris, sinó contractats; i que són sotmesos a avaluacions per la feina que desenvolupen.

La diversitat de la vida
Un cop exposada la visió general d'ICREA, per introduir l'assumpte pel qual l'hem convidat, l'arbre dels humans, en Jaume ens compara els naturalistes del segle XXI, amb els de fa dos segles. Tots busquen evidències científiques contrastades, materialistes, per trobar les causes físiques que expliquen la diversitat de la vida, l'explicació natural de l'evolució humana.

Ara, la diferència és que els naturalistes de la Il·lustració, com ara Buffon, a qui podríem considerar el primer naturalista científic, buscaven una classificació de la diversitat de la vida per la taxonomia, emprant els sentits, que no són objectius. Ara, des de finals del segle passat, el desenvolupament tecnològic aplicat als estudis científics ens obre noves possibilitats.

Tots som mutants
Quan un humà es forma per la fusió d'un òvul i un espermatozou, ja té en el DNA tota la informació que permetrà de fer-lo. No és com, com es compara sovint, el manual d'"instruccions"; n'és el manual de "fabricació". El DNA (o ADN) és una molècula molt llarga, fa 2,5 m i molt atapeïda que es troba dins de cada una de les nostres cèl·lules. Aquesta molècula és llegida, per a fer l'individu; i és copiada, per a fer individus nous en les cèl·lules germinals.

En fer-se les còpies, en una molècula tan llarga, és molt difícil que no hi hagi errors. Són diferències que s'acumulen en el procés evolutiu i que es transmeten de pares a fills. De fet, aquestes mutacions, són les que ofereixen variabilitat genètica, que l'entorn selecciona positivament (perquè el portador té algun avantatge), o negativa (quan el portador no pot sobreviure o passar els gens a la descendència).

Així, trobem diferències dins les espècies (intraespecífiques) i entre les espècies (interespecífiques). I aquestes diferències es poden mesurar numèricament. Comparant les variacions del genoma entre diversos individus, siguin de la mateixa espècie o no, s'obté de forma objectiva i numèrica la diversitat de la vida. I, sabent que tenim unes 30 diferències genètiques amb els nostres pares, podem saber el temps de separació entre els dos genomes que comparem, ja que segueix un rellotge molecular.

Les diferències cronològiques
El nostre genoma, el que tenim a cada una de les cèl·lules, té 3 mil milions d'unitats; és a dir, un tres seguit de nou zeros (3.000.000.000 nucleòtids). La comparació del genoma de dos humans, dóna una diferència d'un 1‰; és a dir, que dos humans presos a l'atzar, compartiran 3.000.000 nucleòtids idèntics i 1.000 seran diferents.

La comparació entre un humà i un ximpanzé dóna un 99% de similitud; un 1% de diferència. És a dir que, amb un ximpanzé (Pan troglodytes) o un bonobo (P. paniscus, que és el ximpanzé pigmeu), tenim 300.000 nucleòtids idèntics. Extrapolant les dades, ens podem remuntar a un origen comú de tots els éssers vius; és a dir, que la vida són tot variacions sobre el mateix tema.

El rellotge molecular ens diu que de l'avantpassat del bonobo i el ximpanzé, ens vam separar fa uns sis milions d'anys. El bonobo i el ximpanzé es van separar fa un milió i mig d'anys. I, els primers humans moderns (Homo sapiens sapiens), vam aparèixer com espècie fa uns 60.000 anys, una dada molt recent en la història de la vida. Som una espècie molt jove.

Una història biològica de les poblacions humanes
Si, de tots els continents, busquem on hi ha més variació, trobem que és a l'Àfrica. És en aquest continent, doncs, on hi ha l'origen de l'espècie humana fa, el que hem dit, uns 100.000 anys.

Dirigint-se cap a l'est, van sortir d'Àfrica i, pel sud d'Àsia van arribar fins a Austràlia i Melanèsia, fa uns 60.000 anys; a Europa van arribar fa uns 40.000 anys; i, Amèrica, va ser colonitzada fa uns 12.000 anys, en començar el desglaç de la darrera glaciació.
L'origen africà desmunta les teories clàssiques de classificació de races humanes. Hi ha més probabilitat de trobar diferències genètiques entre un individu a l'atzar de Senegal i de Botswana o el Txad, posem per cas; que entre un europeu i un australià.

Els grups humans
Així, una nova classificació, si tingués sentit, no hauria d'agrupar blancs, negres, grocs i pèls roigs; sinó que hauria de contenir quatre o cinc grups d'africans (boiximans i hotentots, nilòtics, africans de l'est, africans de l'oest...) i un de sol per a tots els no-africans, entre els quals hi hauria persones de pell fosca, com els australians, i de pell clara, com els europeus.

És a dir, que una classificació per l'aparença, el que reflecteix és l'indret on han viscut els avantpassats. Així, una població de pell clara, indica que els avantpassats van anar a viure a regions més septentrionals i, per a sobreviure, van haver de perdre el color, ja que els primers humans eren foscos de pell. I, també, que són pocs els gens que regulen l'aspecte extern.

Què ens diu la genètica dels neandertals?
Fa 40.000 anys, quan els humans moderns van arribar a Europa, estava poblada per neandertals. Estudiar la genètica de restes òssies, és com fer una recerca forense. El DNA és una molècula estable, perdura. Quant de temps? És una preocupació dels científics, perquè en els darrers tres mesos, s'han publicat deu articles a la revista Nature que volen respondre justament la pregunta de fins quan es manté el DNA.

Doncs, aplicant les mateixes tècniques que els forenses, a Leipzig s'ha estudiat el genoma d'alguns neandertals trobats a Sibèria, que gràcies al permafrost, s'han mantingut millor. I les anàlisi realitzades posen de manifest que va existir una hibridació entre els humans moderns i els neandertals. I, les estimes indiquen que entre els europeus hi ha entorn un 5% de gens neandertals.

Aquest fet faria una nova classificació d'espècies? Depèn de les modes. En algun moment s'ha anomenat Homo sapiens i Homo neanderthalensis; però ha estat més comú referir-se a Homo sapiens sapiens i Homo sapiens neanderthalensis. Ara, el nom, fa la cosa?

El grup erectus
Darrerament, hi ha hagut modificacions en la classificació dels humans del grup erectus. Es reserva el nom Homo erectus, per als primers africans que van sortir d'Àfrica i van colonitzar Àsia. Els que van viure a Europa, s'anomenen H. heidelbergensis. Així que són aquests els que van arribar a Geòrgia i, més endavant, a Atapuerca. Se'ls hi digui com se'ls hi digui.

El que si s'ha fet, per la datació dels cranis trobats a Geòrgia, és avançar la sortida del grup erectus d'Àfrica. Si abans se situava en un milió d'anys enrere, ara s'ha de datar en fa entorn un milió i mig d'anys.

També va ser del grup erectus l'Homo floresiensis, el que es va nomenar, el hobbit, un habitant del sud-est asiàtic que va viure fins fa uns 12.000 anys. Un participant al cafè pregunta si es va creuar amb els humans moderns, com ho va fer el neandertal. Però, no es pot respondre, atès que no s'ha pogut trobar DNA en bones condicions per a ser seqüenciat.

Per què els humans hem sorgit d'Àfrica?
Segurament, per raons biogeogràfiques i climàtiques, els grans simis antropomorfs han sorgit al continent africà. Llevat dels orangutans, dels quals ens vam separar fa uns tretze milions d'anys, els altres són africans.

Tots som transgènics
Tots som transgènics, perquè en el nostre genoma hi ha gens que s'han incorporat i que s'han perdut. Per una banda, les seqüències de DNA que duen informació del nostre genoma, poden saltar i transposar-se. Per una altra, d'infeccions víriques, el nostre genoma ha incorporat seqüències; es pensa que són un 10% del nostre genoma.

Per treure ferro, Jaume ens recorda que també són transgènics molta part dels llevats dels vins i les cerveses que bevem. I, que tampoc no són naturals els animals cultivats, perquè la selecció humana els ha produït modificacions des de la seva modificació que ara, no faria possible que visquessin sense la mà humana.

La gallina, ens explica Jaume, és una monstruositat genètica. Un ocell salvatge pon un ou l'any, o dos o tres, però un cop l'any, i quan el mascle és a prop. La nostra gallina domèstica pon un ou (un òvul, de fet) diari i sense mascle. La quantitat d'energia esmerçada és enorme. És com si cadascú de nosaltres perdéssim i haguéssim de reconstruir una quantitat de matèria corresponent al cap, en proporció.

El DNA escombraries
Hem vist que el genoma té una gran quantitat de nucleòtids. De quina part se'n coneix la funció? S'ha vist que una part petita del DNA (entorn un 1,5%) és llegit i traduït a proteïna. Serien uns 40.000 gens, els que tenim.

També sabem que un 3,5% del nostre material genètic té un paper regulador i estructural. El material que es transcriu i el que regula i estructura, sumen un 5%. La resta es diu que és DNA escombraries. Tot i que durant un temps es va pensar que no ho seria, ja que era transcrit a RNA. Ara bé, s'ha vist que encara que sigui transcrit, també pot haver RNA escombraries.

El gen egoista
Què és una gallina? Segons Richard Dawkins en El gen egoista, de la mateixa manera que una gallina és el recurs que té un ou per a fer un altre ou; un individu és el recurs que té un gen per a fer un altre gen. És a dir, que dóna preponderància evolutiva al gen, més que a l'individu portador.

Podríem pensar també en els superorganismes, com ara un formiguer, on l'individu -la formiga- perd tot el sentit i el protagonista en pro del grup. La suma de les intel·ligències de les formigues queda molt lluny de la intel·ligència del superorganisme com a un tot.

Incorpora l'ambient informació en el material que genètic?
Els canvis ambientals que influeixen en l'expressió dels gens els estudia l'epigenètica. En alguns casos, i si afecten a la línia germinal, els canvis en el DNA -bàsicament metilacions- poden passar a la descendència. Però es perden en poques generacions.

Hi ha alguns canvis deguts a la cultura que poden transmetre's genèticament a les generacions següents. Per exemple, la tolerància a la lactosa. Els humans som els únics adults que encara prenem llet. I no totes les poblacions, només aquelles que van estar en contacte amb ramat lleter, com els europeus.

La selecció sexual i el tabú de l'incest
Encara abans de marxar, la conversa ens duu a parlar del poder de la selecció sexual, com s'ha pogut seleccionar un paó, amb una cua tan incòmoda, només perquè les femelles l'han seleccionada al llarg del temps, perquè era un signe de salut.

I també del tabú de l'incest, com es va veure als quibuts a Israel, on els petits creixien junts, que es va veure una tendència a evitar aparellar-se amb els qui un havia crescut de petit. O el desastre reproductiu que es donava en els matrimonis arreglats pels pares a la Xina, quan la nena, habitualment, de ben petita era traslladada a casa del que es concertava que havia de ser el seu marit; entrava en joc l'efecte d'evitar fer parella amb els qui has crescut. Així, s'evita aparellar-se amb els germans.

Fins i tot s'ha vist que en els grups de goril·les que, en principi, són harems; moltes vegades el mascle alfa (esquena platejada) no és el pare dels goril·les petits. Estudis genètics han revelat que les femelles s'escapen furtivament amb mascles més joves i potser perifèrics del grup per a fer-los pares de la seva descendència.

Jaume, com et vas fer biòleg i biòleg de poblacions humanes?
Sóc fill de forners de Camprodón. Vaig sortir del poble als 14 anys. I, alhora de triar carrera, em vaig posar a estudiar biologia. En principi vaig estudiar macromolècules, per a comprendre la demografia; i, més endavant, vaig estar fent antropologia física. Però pensava que no responíem cap pregunta important.

Per això, quan anava als congressos m'adreçava als científics que em semblaven més interessants i els hi preguntava: "què farem en el futur?". La major part em mirava estrany o em donava respostes que no em convencien. Fins que em vaig trobar amb Cavalli-Sforza, que volia estudiar la història biològica de les poblacions humanes.

Més informació
Cristina Junyent (2002): Entrevista a Carles Lalueza: els missatges del passat. Revista Mètode
Cristina Junyent (2004): Superorganismos. REDES TV2

Imatges: Wikimedia commons, excepte L'empaquetament del DNA, que és d'Albert Martínez Rius, per a Viatge als origens.

No hay comentarios:

Publicar un comentario