El punto de vista de la biología molecular

Señalamos en su momento que el punto de vista de la paleoantropolo- gía tenía la ventaja sobre la biología molecular de presentar evidencias di- rectas a través de los fósiles que se van encontrando. Pero estos descubri- mientos están sometidos a la buena suerte, además de que tales hallazgos son parciales y difíciles a veces de datar e interpretar. La biología molecu- lar tiene la ventaja de que no necesita esperar a la suerte de los hallazgos fósiles, sino que le basta analizar la estructura molecular de nuestras célu- las y las de las demás especies animales para deducir de ahí la historia del proceso evolutivo. También es cierto que su desventaja o sus problemas se hallan en la dificultad de determinar el ritmo de transformación de esa estructura molecular, con la que va configurando lo que los expertos de- nominan el reloj molecular.

Los avances de esta rama moderna de la ciencia le están permitiendo competir y colaborar con la paleoantropología en el empeño por desentra- ñar las preguntas referidas al origen y tiempo aproximado del primer ser

humano, y al origen y fechas de la aparición del hombre moderno. Las aportaciones de la biología molecular a la resolución de estas cuestiones van siendo tan importante que está dando origen a la conformación de una nueva rama en el campo de la antropología, la Antropología molecular102_.

a) A la búsqueda del «reloj molecular»

Los orígenes de esta disciplina se remontarían a 1962, cuando Emile Zuckerkandl acuñó este título en un simposio científico celebrado en Burg Wartenstein (Austria). Allí lanzó la idea de utilizar la biología molecular para el estudio de la evolución, produciendo un fuerte debate entre los es- tudiosos de la Antropología física. Ahora bien, quien practicó de forma concreta y exitosa este procedimiento fue Morris Goodman, biólogo de la Wayne State University of Detroit103_{, comparando «la reactividad de las}

proteínas de suero de monos y hombres (conocidos bajo el nombre común de hominoides), utilizando una técnica inmunológica para poner de mani- fiesto sus afinidades genéticas»104_.

Goodman entendía que cuanto más antigua es la separación entre dos especies en el proceso evolutivo, más diferencias genéticas y moleculares habrá entre ellas, por lo que las reacciones que cada una de ellas desarro- llará ante un reactivo serán específicas y diferentes. Como consecuencia de sus investigaciones, Goodman concluyó que el hombre es más cercano y parecido genéticamente al chimpancé que lo que éste pueda ser respec- to al gorila y al orangután. Esto suponía dar por hecho que no siempre los parecidos y diferencias en el ámbito morfológico son conformes con las diferencias de tipo genético y molecular. Por tanto, los modelos clasifica- torios y taxonómicos de las diferentes especies evolutivas debían cambiar- se y trabajar conjuntamente el punto de vista morfológico y el molecular.

Pero nuevos y más importantes avances en el campo de la biología molecular se añadieron poco después de la mano de Allan Wilson y Vin- cent Sarich, bioquímicos de la Universidad de California, en Berkeley105_.

Analizando las transformaciones de la estructura molecular, que funciona- ría, según ellos, como un reloj molecular, dedujeron que el origen de los

102 _{Cfr. Lewin, Roger, «El nacimiento de la Antropología molecular», Mundo Científi-}

co, 1991, n.º 119, 1222-1231.

103 _{Cfr. ibídem, p. 1224.}

104 _{Lewin,R., o.c., 1224;. cfr. también el trabajo de M. Goodman, «Man’s place in the}

phylogeny of the primates as reflected in serum proteins», en S. L. Washburn, Classifica-

tion and Human Evolution, Metheun and Co., 1964.

105 _{Los resultados de su investigación los publicaron en Science, 158, 1200, 1967. Cfr.}

homínidos era más bien un fenómeno reciente, rebajando la fecha de su aparición hasta unos 7,5 millones de años. Por lo tanto, según Sarich, «ya no era posible seguir considerando un homínido a un fósil que se remon- tase a más de ocho millones de años, cualquiera que fuese su aspecto»106_.

Eso afectaba de lleno a la discusión, entonces de plena actualidad, sobre si el Ramapithecus era o no ascendiente directo de los humanos. Los mé- todos moleculares lo descartaban totalmente, y se necesitaron nuevos des- cubrimientos paleoantropológicos para resolver la cuestión. El descubri- miento del Sivapithecus mostró que ambos tipos de fósiles eran similares y antecesores del orangután107_.

Ahora bien, donde más se ha recrudecido la polémica por las aporta- ciones de la biología molecular se debe a los datos aportados sobre el ori- gen del hombre moderno108_{. En los últimos tiempos se han propuesto dos}

hipótesis. Todos los estudiosos de este tema tan interesante y complejo parecen estar de acuerdo en que fue el Homo erectus el primero que aban- donó el continente africano, hace aproximadamente un millón de años, ocupando de modo paulatino Asia y Europa. Posteriormente, hace unos 250.000 años, aparecieron los hombres modernos. Pero aquí ya no hay acuerdo respecto a dónde se originan. El modelo multirregional defiende que el hombre moderno es producto de mezclas genéticas entre diferen- tes grupos de hombre, desde el homo erectus y el hombre de Neanderthal, para dar lugar al Homo sapiens sapiens. Por tanto, no habría surgido en un solo lugar, sino que fue configurándose desde el intercambio y la con- fluencia de varios centros de fusión.

En contraposición a esa teoría, hay una segunda, que recibe varias de- nominaciones, como modelo del Arca de Noé, modelo Out of África, o

modelo de la Eva mitocondrial109_{, y que defiende que el origen del hom-}

bre moderno es el resultado de la evolución de una sola población de hu- manos que tuvo su origen en África110_{. De ahí se habrían extendido por}

toda Eurasia y resto del mundo, sustituyendo al resto de humanos situados allí en épocas anteriores, sin haberse mezclado genéticamente con ellos. Ya vimos al dar el punto de vista de la paleoantropología, que ésta era la opinión de la mayoría de los que trabajan esa disciplina. Pero donde las

106 _{Cita tomada de Lewin, R., «El nacimiento de la antropología molecular», o.c., 1225.} 107 _{Para la disputa sobre el Ramapithecus y el Sivapithecus, cfr. R. Lewin, «La interpre-}

tación de los fósiles», o.c., caps., 5 y 6, pp. 78 y ss.; Andrews, Peter, «Un antepasado para el orangután», Mundo Científico, 1982, n.º 20, pp. 1257-1260.

108 _{Cfr. Darlu, Pierre/Tassy, Pacal, «El ADN, África y el hombre», Mundo Científico,}

n.º 73, 1987, pp. 943-945.

109 _{Cfr. Lewin, R., «El nacimiento de la Antropología molecular», o.c., 1227.} 110 _{Cfr. Stringer, C. B. y Andrews, P., Science, 239, 1263, 1988.}

evidencias resultan más abrumadoras a favor de esta tesis es en el terreno de la antropología molecular111_.

Los datos que pretenden confirmar las tesis del modelo unirregional se presentaron en una publicación de Allan Wilson y sus colegas, en la que daban a conocer sus investigaciones sobre el ADN mitocondrial112_{. Las}

mitocondrias son unos pequeños orgánulos celulares, presentes en todas las células de los organismos superiores. Toda célula está compuesta de un núcleo, el citoplasma y la membrana que envuelve a la célula. Las mi- tocondrias se hallan en el citoplasma. Una mitocondria «tiene la forma de una pequeña bacteria, y probablemente lo sea: una bacteria que hace más de mil millones de años que se adaptó a la vida en simbiosis con la célula y pasó a ser una parte muy importante de ella, ya que desempeña la fun- ción de central energética»113_.

Pero lo específico de las mitocondrias, para el tema que nos ocupa, con- siste en que sigue poseyendo una cierta independencia respecto a la célula, puesto que tiene en su estructura un pequeño cromosoma con su correspon- diente ADN. «El pequeño cromosoma que se encuentra en la mitocondria humana está formado por unos 15.600 nucleótidos, por lo que es mucho más corto que cualquiera de los cromosomas del núcleo celular, que constan de decenas o centenares de millones»114_{. Pero el ADN mitocondrial, por no}

pertenecer al núcleo de la célula, no está sometido a las particiones (meio-

sis) y recombinaciones que experimenta el ADN nucleico, durante el pro-

ceso de la formación de las células sexuales (gametos) y su posterior fusión con el gameto del otro sexo para conformar la célula germinal en el proceso de la fecundación de óvulo por el espermatozoide.

Además, otra característica del ADN mitocondrial consiste en que su transmisión se da exclusivamente por vía femenina115_{, ya que se sitúa en el} 111 _{Cfr. Ayala, F. J., «¿Desde África? Una perspectiva de los elementos poblacionales en}

la aparición de los seres humanos modernos», Ludus Vitalis, VIII (2000), n.º 13, 135-156; Id., «El mito de Eva y la evolución humana», en Forum Deusto, Innovación y cambio. Ha-

cia una nueva sociedad, Vol. II, Bilbao, Universidad de Deusto, 1997, 121-137; Moya, A.,

«La genética de poblaciones y la trazabilidad genética de la historia de la vida: el poder de los marcadores moleculares», Ludus Vitalis, VIII (2000), n.º 13, 157-161; Mestres, F., «Procedimientos utilizados por la evolución molecular para entender el origen del hombre moderno», Ludus Vitalis, VIII (2000), n.º 13, 163-170.

112 _{Cfr. Cann, R. et al., Nature, 325, 31, enero de 1987.}

113 _{Cavalli-Sforza, Luca y Francesco, ¿Quiénes somos?, o.c., 77; cfr Ayala, Fco. J.,}

La teoría de la evolución, Madrid, Temas de Hoy, 1999, cap. 12, «Evolución molecular»,

pp. 179 y ss.

114 _{Cfr. Cavalli-Sforza, L. y Fr., o.c., 80.}

115 _{Investigaciones recientes parece que ponen en entredicho esta afirmación, puesto que}

se han dado muestras en algunos casos de transmisión también por vía masculina. Cfr. Strauss, Evelyn, «El tiempo variable de los relojes de DNA», Mundo Científico, 1999, n.º 204, 20-23.

citoplasma, y la aportación masculina se centra sólo en la mitad del ADN nucleico. El ADN mitocondrial tiene de vez en cuando cambios, mutacio- nes, al igual que lo tienen otras partes de la estructura celular, molecular. Se trata de unas mutaciones que al parecer mantienen un ritmo constante en el proceso de mutación y transformación, constituyéndose en un reloj

molecular.

Esa es la tesis de Alan Wilson y sus colegas en el trabajo que hicie- ron público en 1987 y que tan fuerte impacto produjo no sólo en el ámbito científico sino también en toda la opinión pública, al hacerse referencia a la Eva mitocondrial. El trabajo publicado hacía referencia al estudio del ADN mitocondrial, analizando el 9% de nucleótidos de una muestra de individuos humanos pertenecientes a Asia, Australia, Europa, Nueva Gui- nea y África, comparándola con un grupo de muestra africana, compuesto en su mayor parte por negros americanos116_{. Los datos obtenidos permitía}

situar a todos los seres humanos actualmente existentes en una relación genética configurada por un árbol genealógico constituido por dos ramas, «una sólo contiene tipos de ADN mitocondrial africano y la segunda una mezcla de todos los tipos. En otras palabras, el árbol evolutivo parece “enraizado” en África, con ramas que se han desarrollado ulteriormente en el resto del “Antiguo Mundo”»117_{. Eso supone que, si se da por hecho}

que el ritmo de las mutaciones es constante, el grupo africano es el más antiguo y los que primero han ido evolucionando.

Intentando calcular el momento a partir del cual se comenzó este pro- ceso evolutivo, los investigadores consideran que habría habido un antepa- sado común, una mujer, que habría vivido entre 140.000 y 290.000 años. Ante esto, los artículos periodísticos empezaron a hablar de una Eva afri-

cana, interpretándose incluso en la línea de dar la razón a una interpreta-

ción literal y fundamentalista de la Biblia118_{. De ahí que A. Wilson, pre-}

maturamente fallecido en el verano de 1991, ha tenido que salir al paso de estas inexactas y tendenciosas interpretaciones, puesto que decir que el análisis de ADN mitocondrial apunte a una mujer, situada en África hace unos 200.000 años, de la que todos los seres humanos actuales poseería- mos al menos un fragmento de su ADN mitocondrial, no implica afirmar que esa mujer sea la representante femenina de una primera pareja de hu- manos de la que descenderíamos todos, como el punto de origen del hom- bre moderno, el llamado homo sapiens sapiens.

116 _{Cfr. Lewin, R., «El nacimiento de la Antropología molecular», o.c., 1227.} 117 _{Ibídem, 1228. El entrecomillado es del autor.}

118 _{Cfr. Ayala, F., «El mito de Eva y la evolución humana», o.c.; Berger, L. R./Hilton-}

Barber, B., Tras las huellas de Eva, Barcelona, Ediciones B, 2001; Sykes, Bryan, Las siete

Las críticas de los científicos se han dirigido a varios aspectos de las conclusiones de A. Wilson. La primera se orienta a negar que se pueda ha- blar con tanta seguridad de un reloj molecular. El grupo de Wilson calcu- laba que el ritmo de mutación de los nucleótidos era del 2 al 4% por mi- llón de años. Pero, a parte de considerar algunos que se trata de un ritmo demasiado rápido y que situaba el origen del hombre moderno en una fe- cha muy reciente, se dudaba que se tuvieran datos suficientes como para hablar de un ritmo constante en la mutación de los nucleótidos, con lo que el concepto de reloj molecular sería difícil mantenerlo119_{. Por tanto, se}

consideraba que aunque los datos aportados son de gran interés, todavía tiene que avanzarse mucho en precisión para que puedan ser considerados como datos totalmente seguros.

Por otro lado, aunque A. Wilson y sus colaboradores no pensaban, como hemos dicho, en una primera mujer de la que se habría originado el hombre moderno, sí que pensaban en un cierto estrangulamiento pobla- cional como paso de una especie o subespecie a otra. Así lo indican estas palabras de Wilson: «Es tentador establecer una relación entre la apari- ción del tipo de ADN mitocondrial ancestral y una reducción drástica del tamaño de la población (estrangulamiento)»120_{. Pero más tarde, el mismo}

Wilson reconoció que era desafortunado afirmar eso, puesto que todas las evidencias científicas posteriores se inclinan a pensar que no es necesario ningún tipo de estrangulamiento para dar origen a una nueva especie, y en el caso de los humanos modernos parece que los datos apuntan a que es altamente improbable tal estrangulamiento121_.

Igualmente, investigaciones más recientes indican que el ADN mito- condrial (ADNmt) no sólo se transmite por vía femenina, sino que a veces también puede ser transmitido por vía masculina122_{. A pesar de ello, otros}

investigadores están intentando encontrar relojes moleculares diferen- tes al ADNmt, que nos permitan llegar a saber algo similar en el engarce

119 _{Cfr. Darlu, Pierre y Tassy, Tassy, «El ADN, África y el hombre», Mundo Cien-}

tífico, 1987, n.º 73, 943-945; 945. Cfr. también R. J. Britten, Science, 231, 1393, 1986;

Strauss, E., «El tiempo variable de los relojes de DNA», o.c.

120 _{Cita tomada de Lewin, R., «El nacimiento de la Antropología molecular», o.c., 1229.} 121 _{Cfr. Klein, Jan/Takahata, N./Ayala, F. J., «Polimorfismo del MHC y origen del hom-}

bre», Investigación y Ciencia, 1994, n.º 215, 14-19. Cfr. Lewin, R., artíc. cit., p. 1229, nota 9, donde se hace referencia a las investigaciones de J. Klein y colegas del Max-Plank Institut für Biologie de Tubinga, sobre los genes del complejo principal de histocompatibilidad, llamado complejo HLA en los humanos, aspecto sobre el que trabajan también F. J. Ayala y colegas.

122 _{Cfr. Strauss, Evelyn, «El tiempo variable de los relojes de DNA», o.c.; en pp. 20-23}

señala que «nuevos datos de la biología de las mitocondrias vuelven a cuestionar la preci- sió de los relojes moleculares. Estos relojes no van a la misma velocidad en todos los gru- pos de animales y en todos los períodos de la evolución. Además, es posible que no here- demos estos orgánulos sólo de la madre» (p. 20).

masculino de nuestra evolución123_{. De todos modos, todas estas críticas a}

los datos del trabajo de Wilson no son tan demoledoras como para invali- dar el camino emprendido por la antropología molecular, sino que indican que se trata de un camino de gran interés pero todavía incompleto y nece- sitado de maduración. De hecho, determinados aspectos de la antropolo- gía molecular coinciden con los datos aportados por la paleoantropología, y en la actualidad le sirven para caminar ambas ciencias de la mano en el empeño de conseguir más precisión en muchos aspectos todavía oscuros sobre el origen del hombre moderno124_.

b) Implicaciones respecto al origen del hombre moderno

Ya apuntamos un poco más arriba que en la actualidad existen dos modelos sobre el origen del hombre moderno, el modelo multirregional y el unirregional, denominado modelo del Arca de Noé, Out of África o de la Eva mitocondrial. Los defensores de la antropología molecular se incli- nan todos por este segundo modelo, en el que coinciden con muchos pa- leoantropólogos.

En realidad, cabría diferenciar en tres los modelos o teorías sobre el

origen del hombre moderno, siguiendo a Ch. B. Stringer125_{. El modelo}

123 _{En nov. de 1995 se produjo la noticia de que genetistas estadounidenses y británicos}

creían haber encontrado un Adán ancestral, que habría vivido hace unos 188.000 años, en África, constituyendo la pareja de la Eva mitocondrial de las investigaciones de A. Wilson y colegas. Estas conclusiones las basaban en el estudio de segmentos específicos de ADN del cromosoma Y (masculino). El estudio de los científicos estadounidenses, de la Univ. de Arizona, publicado en Nature, sitúa a este Adán en la fecha dada anteriormente. Pero los científicos ingleses, de la Univ. de Cambridge, también publicado en Nature, acercan la fe- cha hasta unos 49.000 años. Otro grupo de investigadores estadounidenses, esta vez de la Univ. de Yale, cuyas conclusiones han publicado en la rev. Science (nov. de 1995), sitúan la presencia de este Adán ancestral hacia unos 270.000 años. Pero el problema, como he- mos señalado antes, de estas investigaciones es que no se acaba de tener claro que el ritmo de la evolución de los nucleótidos del ADN se constante, y, por tanto, si se puede hablar o no de «reloj» molecular. Cfr. Ayala, Fco. J., «El mito de Eva y la evolución humana», en VV.AA, Innovación y cambio. Hacia una nueva sociedad, Bilbao, Universidad. de Deus- to, 1997, vol. II, 121-137, pp. 121(hace referencia a mayo de 1995, cuando hacen público el estudio los de Yale y Harvard) y 135 (el Adán ZFY). Cfr. también Ayala, F. J., «¿Desde África? Una perspectiva de los elementos poblacionales en la aparición de los seres huma- nos modernos», o.c., pp. 148-150.

124 _{Cfr. Sykes, Bryan, Las siete hijas de Eva, Madrid, Debate, 2001.}

125 _{Cfr. Stringer, Ch. B., «¿Está en África nuestro origen?», Investigación y Ciencia,}

1991, febrero. Después ha sido recopilado en Bertanpetit, Jaume (comp.), Orígenes del

hombre moderno, Barcelona, Prensa Científica, S.A., 1993, 12-19 (las citas las hago por

multirregional (también llamado por B. Vandermeersch como hipótesis

del candelabro126_{) defiende, como ya hemos indicado, que el origen del}

hombre moderno no se dio en un solo lugar, sino en varios, fruto de mez- clas genéticas con especies anteriores, desde el Homo erectus, primer es- pecie humana que sale de África. Según esta teoría, los caracteres racia- les, que son antiquísimos, evolucionaron, en largos períodos de tiempo, en las mismas regiones donde se encuentran en la actualidad. De modo que estas características raciales serían descendencia de los neanderta- les en Europa, y del homo erectus en Java y regiones limítrofes. Esta teoría fue propuesta por F. Widenreich, en 1945. Entre los paleoantro- pólogos que defienden este modelo se hallan, entre otros, Alan G. Thorne y Milford H. Wolpoff127_.

El segundo modelo es el de dispersión desde África (Out of África). Todos los hombres modernos, según este modo de pensar, procedemos de África, lugar desde el que se extendió por todo el mundo. Por tanto, los rasgos raciales se fueron adquiriendo como consecuencia del largo proce-