Recuperan ADN neandertal a partir del sedimento de un yacimiento de Atapuerca

José Mª Bermúdez de Castro, Adrián Pablos y Nohemi Sala, del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) forman parte del grupo de investigación español que ha participado en un artículo que se publica en la prestigiosa revista Science sobre la recuperación de ADN nuclear de varios individuos neandertales, a partir del sedimento de dos cuevas siberianas y de la Galería de las Estatuas, situada en la Cueva Mayor de la sierra de Atapuerca (Burgos).

Esta publicación, liderada por Benjamin Vernot, del equipo de Matthias Meyer, investigador senior del grupo de genética evolutiva del Instituto Max Planck de Antropología, en Alemania, puede sin lugar a dudas calificarse de histórica, porque abre de par en par la puerta a futuras investigaciones. “Ya no serán necesarios los fósiles humanos para identificar a los moradores de una cueva prehistórica”, afirman los autores.

En las excavaciones, lideradas por Juan Luis Arsuaga, director científico del Museo de la Evolución Humana (MEH), que se realizan desde 2008 en la Galería de las Estatuas se han recuperado restos de los animales consumidos por los neandertales y sus herramientas líticas, además de una falange de pie indiscutiblemente neandertal. Debido a su total aislamiento, los sedimentos de este yacimiento han mantenido constantes sus condiciones de humedad y de temperatura y no han sufrido ninguna alteración por agentes naturales o por intervenciones humanas modernas.

El equipo de investigación de Atapuerca, del que forman parte los investigadores de CENIEH, mantiene una larga colaboración con Matthias Meyer, que ha producido resultados espectaculares en el yacimiento de la Sima de los Huesos, que también se localiza en la Cueva Mayor, con la recuperación del ADN mitocondrial y ADN nuclear humanos más antiguos a partir de fósiles.

Recientemente, el equipo dirigido por Meyer ha explorado la posibilidad de obtener ADN directamente de los sedimentos, sin necesidad de tomar muestras en huesos humanos, ausentes en la mayoría de los yacimientos. En un artículo anterior se demostró que era posible recuperar ADN mitocondrial de los sedimentos, pero faltaba conseguirlo con el ADN nuclear.

La temperatura es un factor de primer orden en la conservación de la molécula de ADN: a mayor temperatura, mayor degradación de la molécula. Por eso, cuanto más al norte esté el yacimiento, mejor será la conservación. Siberia es el lugar ideal para recuperar ADN antiguo pero, por sus especiales características, la Galería de las Estatuas ofrecía una oportunidad única de obtener ADN procedente del sedimento en una región situada en latitudes templadas.

Los neandertales de Estatuas

En los sedimentos de la Galería de las Estatuas se ha recuperado tanto ADN nuclear como ADN mitocondrial de varios individuos. El ADN del individuo más antiguo perteneció a un varón neandertal de raigambre antigua. Está datado en aproximadamente 110.000 años, pero su estirpe se originó antes, hace unos 130.000 años.

La fecha que se ha calculado para esa “radiación”, es decir el conjunto de líneas que se separan de un antepasado común, coincide con el inicio del último periodo cálido entre dos glaciaciones. Puede que la radiación y la mejoría climática tengan algo que ver, porque los grandes cambios ambientales producen grandes cambios ecológicos, que afectan a la evolución de muchas especies.

Algunos miles de años después la población neandertal de la Galería de las Estatuas es genéticamente diferente, perteneciente a una segunda radiación. De estos neandertales nuevos que sustituyeron a los antiguos se han identificado a lo largo de la secuencia estratigráfica el ADN de al menos cuatro mujeres. Las más modernas se datan en unos 80.000 años. El clima había cambiado para entonces, porque ya ha empezado el último ciclo glaciar. De nuevo la relación entre clima y evolución humana es muy sugerente.

Los neandertales de la última glaciación se conocen informalmente como “clásicos”. Son los más estudiados y los que presentan los rasgos más exagerados. Además hay una característica de los neandertales “clásicos” que es muy importante: tuvieron los cerebros más grandes de toda la evolución humana, más grandes incluso que los nuestros.

ADN nuclear y mitocondrial

El ADN mitocondrial se encuentra en las mitocondrias, que son unos orgánulos que producen la energía de la célula. Es más fácil secuenciar completo el ADN mitocondrial que el ADN nuclear porque hay muchas mitocondrias en cada una de las células del cuerpo, y porque su longitud es de solo 16.000 pares de bases (las “letras” de la secuencia de ADN).

El ADN nuclear es el de los cromosomas. Solo se encuentra en el núcleo celular y es mucho más largo: 3.200 millones de pares de bases. El ADN mitocondrial se trasmite solo por vía materna, mientras que el ADN nuclear se trasmite por vía paterna y materna. Estas razones hacen que el ADN nuclear sea mucho más informativo que el mitocondrial, pero al mismo tiempo enormemente más difícil (y costoso) de secuenciar.

Galería de las Estatuas

La menos conocida de las galerías de la Cueva Mayor es la llamada Galería de las Estatuas. El nombre le viene de unas grandes estalagmitas que se formaron allí gota a gota hace más de un millón de años. A esas formaciones calcáreas se les atribuía la capacidad de hablar y aparecen en crónicas antiguas haciendo profecías. En la “Descripción de la Cueva llamada de Atapuerca” de los ingenieros Sampayo y Zuaznávar (1868) pueden verse grabados de las “estatuas”.

Esta galería se comunicaba con el exterior en la época de los neandertales, pero luego la boca se rellenó y la cavidad quedó aislada, de manera que cuando llegaron los Homo sapiens a Atapuerca ya no pudieron entrar y ver las viejas columnas. A este lugar se accede ahora por el interior de la Cueva Mayor. Finalmente, sobre el lugar donde habían vivido los neandertales se formó un suelo estalagmítico, es decir, una gruesa plancha de calcita, que selló para siempre el yacimiento.