Cómo el ADN antiguo, desde los neandertales hasta la peste negra, ha transformado la arqueología
Desde la identificación de nuevas especies humanas hasta el desciframiento de la evolución de las enfermedades, la capacidad de reconstruir genomas antiguos supone un cambio revolucionario para los investigadores que saben sortear los peligros éticos.
El ADN recuperado de dientes y huesos antiguos permite a los investigadores comprender los cambios demográficos a lo largo del tiempo.
En 2010, los genetistas de Dinamarca alcanzaron un hito notable. Al extraer fragmentos de ADN de mechones de cabello de Groenlandia de 4000 años de antigüedad que habían estado almacenados en un museo de Copenhague durante décadas, reconstruyeron el primer genoma humano antiguo completo.
El estudio fue la culminación de décadas de trabajo de investigadores de todo el mundo, que comenzó con intentos fallidos de obtener material genético de momias egipcias en la década de 1980. En 2013, el número de genomas humanos antiguos aún se podía contar con los dedos de las manos. En los últimos años, las cifras han aumentado exponencialmente: en abril de 2023 se publicó el genoma humano antiguo número 10 000, y hay miles más en camino.
El notable crecimiento de la investigación sobre el ADN antiguo, objeto de una disciplina totalmente nueva denominada paleogenómica, puede ser el mayor avance en arqueología desde el desarrollo de la datación por radiocarbono en la década de 1950.
En 2022, el investigador pionero Svante Pääbo, genetista del Instituto Max Planck de Evolución Humana de Leipzig (Alemania), ganó el Premio Nobel por su trabajo sobre los genes de los neandertales extintos. Ahora, el ADN antiguo se ha convertido en una herramienta para comprender mejor de dónde venimos y en una forma de vislumbrar hacia dónde vamos.
El perfeccionamiento del proceso de recuperar ADN antiguo
Para recuperar el ADN antiguo de muestras antiguas, los investigadores toman una pequeña muestra de hueso, diente o cabello de un esqueleto utilizando un taladro de dentista o una herramienta similar y extraen fragmentos de ADN de ellos. Al duplicar los fragmentos de ADN varias veces y luego utilizar computadoras para emparejar y reensamblar las diminutas cadenas, como si se tratara de un rompecabezas de mil millones de piezas, los genetistas pueden reconstruir genomas completos.
El proceso tardó décadas en perfeccionarse. Los primeros intentos de obtener ADN de huesos antiguos en la década de 1980 se vieron plagados de problemas. El mayor de ellos fue la contaminación: todos los organismos vivos tienen ADN, y las primeras investigaciones tuvieron dificultades para separar el material genético antiguo del ADN moderno.
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Las muestras podían contaminarse con cualquier cosa, desde bacterias del suelo que se infiltraban en los huesos enterrados hasta la caspa de un técnico de laboratorio. Las primeras afirmaciones de que se podía recuperar ADN de dinosaurios del ámbar de la era Cretácica resultaron ser demasiado optimistas, por ejemplo, y en su mayoría fueron el resultado de la contaminación, lo que puso en duda todo el campo.
Pääbo y otros persistieron, desarrollando formas de eliminar la contaminación y demostrar que el ADN que estaban estudiando pertenecía efectivamente a especímenes antiguos. Como resultado, hoy en día las muestras de ADN antiguo se toman en condiciones estrictamente controladas, en salas limpias inundadas de luz ultravioleta, capaz de destruir las bacterias y su ADN. Los resultados se comparan con bases de datos de ADN de especies modernas u otras muestras antiguas, lo que ayuda a clasificar y aislar el material genético de diferentes fuentes.
Al principio, los procedimientos también eran extremadamente caros, mucho más de lo que la mayoría de los arqueólogos y paleontólogos podían permitirse. Pero a medida que los costos han bajado y el número de muestras ha aumentado, el método se ha convertido en una poderosa herramienta para comprender el pasado.
Los estudios de ADN antiguo están pasando de ser casos aislados que acaparan los titulares a formar parte del conjunto de herramientas estándar de los arqueólogos. Esto ya ha permitido comprender mejor las migraciones antiguas y el funcionamiento de las sociedades en el pasado remoto.
Qué ha revelado el análisis del ADN antiguo
Al comparar el ADN de personas enterradas en diferentes períodos de tiempo pero en la misma región geográfica, por ejemplo, los genetistas y arqueólogos pueden identificar los cambios en las poblaciones. Docenas de estudios realizados en la última década en todo el mundo muestran que la migración y el movimiento siempre han formado parte de la historia de la humanidad.
Ahora sabemos que la población de Europa ha sido dinámica durante muchos milenios, con poblaciones muy diferentes que han entrado en el continente, mezclándose y entremezclándose múltiples veces desde que llegaron los primeros humanos modernos hace unos 50 000 años. Y el ADN antiguo ha ayudado a demostrar cuándo llegaron los primeros pobladores a América y a vincularlos con poblaciones ancestrales de Asia.
Algunos descubrimientos se remontan aún más atrás. Al comparar el ADN neandertal con el de los humanos modernos, por ejemplo, Pääbo y su equipo pudieron demostrar que los europeos y asiáticos modernos tienen una pequeña parte (hasta un 5 %) de su ascendencia neandertal, lo que sugiere que nuestros antepasados lejanos se encontraron y se aparearon con neandertales en algún momento del pasado remoto.
El ADN incluso permite averiguar cuándo: los genes de las personas que viven hoy en día en el África subsahariana no contienen ADN neandertal. Esto sugiere que los humanos modernos se encontraron con nuestros primos neandertales después de emigrar de África hace 50 000 años.
El ADN antiguo ha revelado incluso la existencia de especies completamente nuevas de antepasados humanos. En 2008, los arqueólogos recuperaron un fragmento de hueso de nudillo en una cueva del oeste de Siberia. Estimaron que tenía más de 50 000 años, pero el fragmento era demasiado pequeño para poder decir mucho más utilizando los métodos arqueológicos tradicionales.
Gracias a las condiciones frescas de la cueva siberiana, los investigadores pudieron extraer ADN del hueso, revelando que no se trataba ni de un neandertal ni de un humano moderno, sino de algo completamente diferente: una especie humana ancestral hasta entonces desconocida, ahora conocida como denisovanos, por la cueva en la que se descubrieron inicialmente sus restos.
El ADN humano es solo la punta del iceberg. Las mismas técnicas utilizadas para investigar a los humanos desaparecidos hace mucho tiempo también han permitido a los investigadores secuenciar el ADN de especies extintas. Los genes de los mamuts lanudos, los osos cavernarios y los pájaros dodo han ofrecido una visión sin precedentes del pasado y una mejor comprensión de la biología de sus parientes vivos.
Por otra parte, el ADN bacteriano milenario permite rastrear los orígenes y la evolución de enfermedades como la tuberculosis y la Yersinia pestis, más conocida como la peste negra. Además, los científicos han aislado e identificado bacterias atrapadas en la placa dental de esqueletos antiguos, lo que revela qué comían las personas, qué enfermedades padecían y en qué se diferencia el microbioma moderno del de nuestros antepasados.
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Nuevas fronteras y cuestiones éticas
¿La próxima frontera? Extraer ADN de la tierra. En un estudio reciente, los científicos lograron reconstruir el entorno de Groenlandia antes de que quedara cubierta por el hielo, identificando el ADN de mamuts, renos y gansos que vagaban por la isla hace más de dos millones de años.
Los investigadores esperan que la tierra pronto pueda proporcionar también información sobre las personas. El suelo de las cuevas ocupadas en el pasado, por ejemplo, podría contener suficiente ADN para identificar a sus ocupantes desaparecidos hace mucho tiempo.
En lo que respecta al ADN humano, la investigación se concentra especialmente en Europa y Rusia, que representan dos tercios de las muestras publicadas hasta ahora. Esto se debe en parte a que los primeros estudios se centraron en lugares donde las condiciones frías conservaban bien el ADN. Hace una década, muchos investigadores dudaban de que se pudiera recuperar ADN antiguo de África, o incluso de las costas del Mediterráneo. Pero a medida que las técnicas mejoran, los investigadores recurren cada vez más a yacimientos de África y Asia para responder a importantes preguntas sobre los orígenes y la historia de la humanidad.
Estos avances en el conocimiento genético y arqueológico también han planteado nuevas cuestiones éticas y rechazo. Mientras que las personas vivas pueden ofrecer voluntariamente una muestra de saliva o sangre que contenga su ADN, el análisis de los genes de los fallecidos requiere unas pocas centésimas de onza de hueso o diente en polvo. Este análisis “destructivo” de los restos humanos viola las creencias religiosas de algunos grupos. También destruye parte de un esqueleto antiguo, el recurso no renovable por excelencia.
Los genetistas, los arqueólogos y las comunidades descendientes no siempre están de acuerdo a la hora de decidir quién puede dar permiso para estudiar dichos restos.
Durante la última década, los críticos han presionado a los genetistas para que se involucren más con las comunidades de las que proceden sus muestras. Argumentan que para tomar muestras y publicar los genes de personas fallecidas hace mucho tiempo se debería obtener el permiso de sus descendientes antes de comenzar la investigación. Mientras tanto, muchos esqueletos de las colecciones de los museos se adquirieron en circunstancias que hoy en día no se considerarían éticas.
Los arqueólogos afirman que basarse en el ADN antiguo conlleva el riesgo de simplificar en exceso la prehistoria: los genes no pueden decirnos qué idioma hablaba la gente, a qué dioses adoraba o cómo se veía a sí misma, solo quiénes eran sus padres, abuelos y antepasados más lejanos. Sin embargo, combinado con técnicas arqueológicas más tradicionales, el ADN de los esqueletos antiguos es una forma poderosa de estudiar el pasado.
