miércoles, 27 de julio de 2016

¿Influyeron las enfermedades infecciosas en la extinción de los Neandertales?

Los Neandertales habitaron Europa y Asia occidental desde hace aproximadamente 250.000 años hasta su extinción definitiva hace unos 28.000 años. Eran principalmente cazadores y solían vivir en pequeños grupos de unos 15-30 individuos. El registro fósil de los Neandertales está representado por unos 400 individuos. Convivieron con los Homo sapiens durante el Pleistoceno (ver nota más abajo). Hasta ahora se pensaba que debido a que se organizaban en pequeños grupos y a que su capacidad de intercambio y relación entre ellos era muy limitada, los Neandertales no pudieron actuar como reservorio de las principales enfermedades infecciosas.


En realidad, poco sabemos de los patógenos que pudieron infectar a los Neandertales en el Pleistoceno. Algunos autores sostienen que las enfermedades infecciosas sólo tuvieron un impacto importante entre los humanos después del desarrollo de la agricultura durante el Holoceno, y que el intercambio de patógenos entre Neandertales y otros homínidos era muy difícil. Se pensaba que la mayoría de los patógenos humanos se adquirieron de los animales domesticados y se originaron por tanto tras el desarrollo de la agricultura y ganadería. Según este modelo, las enfermedades infecciosas empezaron a tener impacto sobre la población humana cuando cambiaron su estilo de vida relacionado con las prácticas agrícolas, el aumento del sedentarismo y de la densidad de población. Esto ocurría ya miles de años después de la extinción de los Neandertales, a los que, según esta teoría, no les afectaron las enfermedades infecciosas. Sin embargo, cada vez hay más evidencia de que muchos patógenos ya estaban presenten en el Pleistoceno y pudieron afectar a los Neandertales, incluso siendo un factor importante en su colapso demográfico relacionado con su extinción.

Nuevos datos de los genomas de los homínidos y de los propios patógenos están cambiando nuestra idea sobre el papel de las enfermedades infecciosas sobre los Neandertales.

Hoy en día tenemos nuevas herramientas para estudiar las enfermedades infecciosas en el Pleistoceno. Hasta hace unos pocos años los investigadores solo podían obtener algunos datos sobre las enfermedades infecciosas antiguas estudiando las lesiones que éstas dejaban en los huesos fósiles. Pero ahora, la publicación de los genomas de Neandertales y Denisovanos abre una nueva oportunidad de estudiar las infecciones que ocurrieron en la antigüedad. Comparando esos genomas con los de humanos modernos se han encontrado secuencias con funciones relacionadas con el sistema inmune y la respuesta a la infección que han persistido a lo largo de la evolución probablemente por proporcionar una ventaja adaptativa en los humanos conforme se dispersaban a nuevos ambientes y se enfrentaban a nuevos patógenos. Se han encontrado secuencias en el genoma de Neandertales que evidencian que hubo interacción entre el huésped y el patógeno. Por ejemplo, el gen RNAsaL para degradar el RNA viral, genes asociados a la respuesta inmune como la interleucina 8 que protege frente a las infecciones, o genes de receptores  Toll-like que juegan un papel importante en la respuesta inmune adaptativa.

Estos datos demuestran que los Neandertales ya tenían inmunidad genética para ciertas enfermedades infecciosas.

Pero además, hoy tenemos también datos genómicos y filogenéticos de muchos patógenos que nos permiten adivinar desde cuándo están presentes entre nosotros. Muchos de estos microorganismos patógenos han co-evolucionado con los humanos y nuestros ancestros desde hace miles o millones de años. Antes se pensaba que muchos de estos patógenos eran zoonosis adquiridas de los animales (una zoonosis es una enfermedad infecciosa propia de los animales que accidentalmente pasa al hombre). Pero cada vez hay más datos de que en realidad su origen es el contrario: patógenos de humanos que pasaron a los animales, serían por tanto antroponosis, patógenos humanos que han pasado a los animales durante el desarrollo de las prácticas agrícolas. Por ejemplo, hace años se pensaba que los humanos habíamos adquirido el bacilo de la tuberculosis durante el Neolítico partir del ganado durante la domesticación de los animales, y que, por tanto, Mycobacterium tuberculosis provenía de Mycobacterium bovis. En realidad el origen es el contrario. Los análisis genómicos demuestran que Mycobacterium bovis ha perdido varios genes todavía presentes en Mycobacterium tuberculosis, y que por tanto las especies adaptadas al hombre son anteriores y más antiguas que Mycobacterium bovis y otras micobacterias animales, que surgieron posteriormente. Hoy también sabemos que Brucella divergió hace decenas  de miles de años antes de la aparición del pastoreo y que ha sido endémica de animales silvestres desde hace 80.000-300.000 años. Existen además evidencias de lesiones esqueléticas compatibles con la brucelosis en fósiles de Australopitecus africanus. La lista de patógenos que ya estaban presentes en el Pleistoceno antes de la introducción de las prácticas de agricultura y pastoreo y de la domesticación de los animales es cada vez mayor: Borrelia, Brucella, Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Tularemia, Adenovirus, Coronavirus, Hepatitis A, Herpesvirus, Papilomavirus, Rabdovirus, … Es muy probable que los Neandertales padecieran ya caries dental, infecciones de heridas, enfermedades infecciosas infantiles como la varicela, infecciones gastrointestinales y respiratorias, etc.


Según algunos, este es el aspecto que tendría un Neandertal, vestido con traje. Referencia: Museo Neandertal.

No tenemos una evidencia total de la transmisión de enfermedades infecciosas entre Neandertales y homínidos modernos, pero teniendo en cuenta que coincidieron geográfica y temporalmente, esta hipótesis cada vez es más factible. Hay evidencia de que los humanos adquirimos el virus herpes simple 2 de los chimpancés hace unos 1,6 millones de años, a través de un homínido intermedio. Otro ejemplo es Helicobacter pylori que se estima que las primeras infecciones humanas ocurrieron en África hace 88-116.000 años y que llegaron a Europa hace 52.000 años. Los chimpancés no tienen Helicobacter pylori y algunas tribus africanas, como los pigmeos Baka, no adquirieron este patógeno hasta hace unos pocos cientos de años tras el contacto con otros grupos. Lo mismo podemos pensar que ocurrió entre Neandertales y los homínidos modernos. Hoy sabemos que algunos importantes patógenos humanos, como el HIV y la malaria tienen su origen en primates no humanos. Esto demuestra la habilidad de algunas enfermedades infecciosas de extenderse entre especies distintas de homínidos. Para la población de Neandertales la exposición a estos nuevos patógenos humanos pudo tener un efecto catastrófico. 

La exposición a patógenos africanos a los que los humanos modernos estaban mejor adaptados, pudo influir, al menos en parte, a la  extinción neandertal.

En conclusión: combinando los análisis esqueléticos, arqueológicos y genéticos de humanos modernos y homínidos extinguidos y datos del genoma de patógenos se sugiere que muchas infecciones fueron anteriores al Neolítico. Muchas enfermedades parasitarias, respiratorias y diarreicas eran ya importantes en el Pleistoceno y bien pudieran afectar a los Neandertales. La transferencia de patógenos entre la población de homínidos, incluyendo la expansión de patógenos desde África, ha podido jugar un papel relevante en la extinción de los Neandertales y ofrece un mecanismo importante para entender la interacción entre homínidos, más allá de los límites de la extracción del DNA de los fósiles. El aumento de la densidad de la población, el sedentarismo y el aumento de las prácticas agrícolas y de pastoreo, pudo cambiar la dinámica epidemiológica de estas enfermedades, que pasaron de los humanos a los animales. Esto facilitaría a su vez la transmisión y aumentaría las tasas de mortalidad.

El Pleistoceno es la primera y más larga época del período del Cuaternario, el último de los períodos geológicos. El Cuaternario se desarrolla desde hace 2,59 millones de años hasta el presente. Es el período cuando apareció el Homo sapiens sobre la Tierra y se extinguieron grandes especies animales y vegetales. Se divide a su vez en dos épocas: el Pleistoceno que se caracteriza por ciclos de glaciaciones y el Holoceno, segunda época del Cuaternario que comenzó hace unos 12.000 años y continúa en la actualidad. Los últimos Australopitecus vivieron durante la primera mitad del Pleistoceno, y el género Homo apareció al comienzo del Pleistoceno hace unos 2,4 millones de años.

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Referencia:

Neanderthal genomics suggests a Pleistocene timeframe for the first epidemiologic transition. 2016. Houldcroft, C. J., y col. American Journal of Physical Antrophology. 160 (3):379-388.


2 comentarios:

  1. Fascinante, y teniendo en cuenta que nuestro genoma demuestra que hubo contacto sexual entre sapiens neanderthalensis y sapiens sapiens es natural.

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  2. Me encantó, y no es extraño que así como evolucionó la especie humana,las bacterias también lo hicieron y actualmente nos encontramos con la pandemia del siglo XXI,resistencia antimicrobiana.

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