Les molècules i l'evolució humana

Els fòssils han estat l’eina tradicional per a estudiar la vida en el passat i en ells s’ha basat gran part del nostre coneixement per a reconstruir quins han estat els processos evolutius i quan s’han produït. La comparació de diferents fòssils entre ells i amb les formes actuals de vida ha permès, en efecte, fer un arbre evolutiu en el qual els fòssils se situen com a avantpassats de formes actuals i estableixen lligams entre elles. I en cas de conèixer-se l’edat del fòssil, aquest es pot emmarcar dins de coordendades de temps.

Aquesta reconstrucció resulta sovint molt poc acurada, però tant per les escasses restes fòssils i el seu estat de conservació com per les diverses interpretacions possibles. D’altra banda, la coordenada temporal moltes vegades no és tan acurada com es voldria. Per això en els darrers anys hi ha hagut una gran expansió de l’anomenada sistemàtica molecular, que tracta de fer comparacions entre la composició bioquímica d’espècies vivents i inferir-ne la història evolutiva: com més temps fa que dues espècies s’han separat, més diferents són en termes bioquímics.

El primer pas important de la sistemàtica bioquímica fou mesurar la reacció immunològica creuada entre pòngids i homínids. El mètode consisteix a extreure una proteïna d’una espècie, per exemple albúmina humana, i injectar-la en un altre mamífer, usualment el conill, a fi que produeixi anticossos específics que reaccionin contra l’albúmina humana, però que també ho faran, encara en menor mesura, contra la d’altres espècies properes. La contundència d’aquesta reacció serà un indicatiu del parentiu entre les dues espècies testades. Per aquest sistema, Vincent Sarich i Allan Wilson demostraren, el 1967, que el ximpanzé i el goril·la eren més pròxims a l’espècie humana que no a altres simis, com ara els cercopitècids. Un dels inconvenients que es pot plantejar a aquest mètode és el fet que no mesura directament la diferència entre dues proteïnes (que són productes gènics primaris). Per això es va obrir la possibilitat d’analitzar directament les seqüències d’aminoàcids de les proteïnes, la qual cosa ha donat molts resultats interessants però, per finalitats evolutives, ha quedat parcialment superada per la comparació directa dels portadors de la informació genètica: els àcids nucleics. Per aquest camí, contínuament s’estan seqüenciant més i més gens, de manera que la informació augmenta constantment.

A diferència de l’evolució morfològica, que pot presentar velocitats molt diverses segons la pressió de selecció, l’evolució molecular, en determinades ocasions i sota certes condicions, pot funcionar com un rellotge evolutiu. Això vol dir que la quantitat de canvi és proporcional al temps de separació. Perquè això sigui cert cal que el resultat dels canvis analitzats no tingui un impacte important en els éssers vius que en són portadors. És a dir, que no hi actuï la selecció natural. Això s’aconsegueix o bé triant zones del genoma on se sap que no actua, o bé fent comparacions globals que produeixin resultats estadísticament acceptables. En aquests casos es pot establir un rellotge evolutiu que ha donat resultats sorprenents. Ja en els primers treballs sobre semblança en l’àmbit immunològic, Sarich i Wilson proposaren que la separació de la línia que portaria a l’espècie humana respecte a la que portari al ximpanzé es produí fa poc més de 5 milions d’anys. I el treball fou publicat en un moment que estava acceptat que els homínids havien estat una branca independent almenys durant 15 milions d’anys, i que el primer representant n’era el Ramapithecus. Actualment està totalment descartat que el Ramapithecus estigui entre els nostres avantpassats i s’accepta una divergència molt més moderna, tot i que la proposta inicial sembla un xic massa curta.

Altres tipus d’anàlisi en l’àmbit molecular, com la hibridació del DNA, han mostrat també com a més tardana la separació que hi hagué des d’un tronc comú dels humans i dels ximpanzés fa entre 5 i 8 milions d’anys, cosa que mostra cap on cal encaminar l’esforç de buscar fòssils. Globalment, i amb la informació exclusivament molecular, podem dir que el patró evolutiu de l’espècie humana respon a la seqüència: humans - ximpanzé - goril·la - orangutan - gibons - mones. L’anàlisi molecular, ara per ara, resulta una eina molt clarificadora per a reconstruir l’evolució a molts nivells i el cas de l’evolució de l’espècie humana n’és exemplar. Tot i això, cal considerar-la com una eina més, complementària, en l’estudi i la comprensió global del procés evolutiu dels éssers vius en general i dels humans en particular.

A partir de l’anàlisi del DNA que hi ha als mitocondris s’ha demostrat (1987) que totes les poblacions humanes actuals provenen probablement d’un avantpassat ancestral que hauria viscuut a l’Àfrica fa uns 200 000 anys. Aquesta evidència dóna suport a la teoria d’un origen africà dels humans moderns (“out of Africa”) que s’haurien estès per tot el món i haurien substituït les poblacions existents anteriors. Aquesta idea ha estat confirmada posteriorment (1991) per un estudi basat en la seqüenciació i la comparació de la seqüència de nucleòtids d’una regió del DNA mitocondrial, anomenada “regió de control”, entre molts individus de diverses procedències, que inclouen diferents poblacions africanes, individus asiàtics i europeus. La regió de control és un fragment d’uns 1 000 nucleòtids que no són codificants, i presenta una alta taxa de mutació, fet pel qual hi ha una gran diversitat de mutacions entre els diferents individus i les poblacions. En primer lloc s’observa una gran variabilitat entre individus: hi ha pocs casos en què coincideixi tota la seqüència, i sempre que ho fa és entre individus de la mateixa població. Això implica que hi ha una gran especificitat geogràfica i, a més, que en el transcurs del temps la mobilitat geogràfica ha estat molt reduïda, especialment entre caçadors-recol·lectors. A través d’un programa d’ordinador capaç de reconstruir un arbre genealògic a partir d’un conjunt de seqüències, i comparant-lo amb la seqüència de nucleòtids de la mateixa regió del DNA mitocondrial del ximpanzé, s’ha obtingut una tipologia que suggererix clarament un origen africà de tota la variació observada: les primeres branques de l’arbre estan ocupades exclusivament per seqüències d’individus d’origen africà.

S’ha fet un pas més aplicant un rellotge molecular als canvis produïts entre els humans actuals. El DNA mitocondrial muta unes 10 vegades més que el DNA del nucli i per tant és un rellotge molt fi per a temps evolutivament curts, com és el proposat de l’origen dels humans moderns. Entre l’espècie humana i els ximpanzés les diferències són del 15,1% i, prenent com a referència un temps determinat d’evolució separada de les dues espècies, es pot saber la quantitat de mutacions que, de mitjana, es produirà per milió d’anys.

Considerant que la separació humans-ximpanzé es produí fa 6 milions d’anys, l’avantpassat de tota la variació humana hauria viscut fa uns 250 000 anys. Si es prenen altres referències, aquesta edad varia: per 4 milions d’anys se situa a 165 000 anys i per 9 milions, a 370 000. Tot i la imprecisió d’aquestes dates fins i tot el cas més antic dóna un origen relativament recent. El fet que es donés un origen únic a tota la variació mundial va fer parlar de l’“Eva mitocondrial” o l’“Eva africana”, en el sentit de representar l’avantpassat femení de tots els humans. El terme, però, és equívoc ja que els resultats no impliquen que tots siguem descendents d’un únic avantpassat femení (encara que sí que en descendiria el fragment de DNA mitocondrial estudiat), sinó que un determinat DNA mitocondrial existia en una població més o menys nombrosa d’individus africans i que s’expandiria per raons purament aleatòries als individus que migrarien fora de l’Àfrica. Per tant, altres dones podrien tenir la mateixa seqüència (i, és clar, homes, però aquests no transmetrien les mitocòndries) i també l’haurien tingut llurs avantpassats.

Les implicacions d’aquests resultats són evidents en la concepció dels últims estadis de l’evolució humana: donen suport de manera estricta al model d’origen africà dels humans moderns i a la seva expansió posterior, i posen especial èmfasi en el fet que no hi hauria aportació genètica de les formes anteriors que vivien a gran part d’Euràsia. Els humans moderns, en llur expansió, no s’haurien reproduït amb els antics habitants i ells serien els nostres únics avantpassats. Aquests resultats, tanmateix, han estat interpretats de manera escèptica pels que creuen en la continuïtat regional de les diferents poblacions, de manera que el debat resta obert.