Primeiros genomas da África Ocidental evidenciam complexidade da ancestralidade humana

O DNA antigo de quatro crianças que viveram há milhares de anos na região oeste de Camarões desenterrou muito mais perguntas do que respostas.segunda-feira, 27 de janeiro de 2020

Origem da Humanidade 101
Conheça esta história que começa aproximadamente 7 milhões de anos atrás e ainda é envolta em muitos mistérios.

DEZENAS DE MILHARES de anos atrás, um grupo de seres humanos buscou abrigo das intempéries em um buraco rochoso perto da curva costeira do oeste da África. Eles criaram ferramentas de pedra, comeram animais recém-caçados ou recolheram plantas e, eventualmente, enterravam seus mortos. Alguns podem também ter criado as primeiras palavras das línguas bantas, atualmente faladas por centenas de milhares de pessoas em todo o continente.

Contudo a identidade exata dos moradores de Shum Laka permanece um mistério. Enterrados em solos ácidos e sob um clima quente e úmido, a maioria dos restos mortais está fragmentado e em ruínas, e acreditava-se que o DNA deles havia deteriorado há muito tempo — até agora.

Pesquisadores anunciaram o sequenciamento dos primeiros genomas desse sítio, sinalizando a análise dos primeiros genomas inteiros primitivos da África Ocidental, de acordo com um estudo publicado na revista científica Nature. Os resultados oferecem novas pistas para a complexa jornada do hominini — mas desenterram mais perguntas do que respostas.

“Quando recebi o e-mail do laboratório informando que tínhamos inacreditáveis resultados de alta qualidade, fiquei de queixo caído. Não pude acreditar na preservação,” conta a autora do estudo Mary Prendergast, antropóloga da Universidade de Saint Louis, em Madri.

A análise se concentrou no DNA de quatro indivíduos desenterrados em Shum Laka, na região oeste de Camarões. Foi realizado o sequenciamento dos genomas completos de um garoto de oito anos enterrado há aproximadamente 3 mil anos e outro de 15 anos enterrado há 8 mil anos. Além disso, foi estudada a variação genética do DNA — conhecida como análise SNP — dos restos mortais de outras duas crianças de quatro anos, sendo uma de cada dos mesmos períodos.

A comparação do DNA antigo com grupos modernos de toda a África revelou algumas surpresas, incluindo que esses indivíduos de Shum Laka não tinham parentesco com grupos modernos situados no oeste de Camarões, nem com os atuais falantes de banto, que hoje representam cerca de um em cada três africanos e acredita-se que sua origem seja a região onde Shum Laka está situada.

Mas com apenas quatro amostras deste sítio, a história provavelmente ainda não está completa. Como Prendergast salienta, numerosas populações de várias ascendências podem ter usado o sítio de Shum Laka ao longo do tempo, talvez incluindo os ancestrais de todos os falantes de banto.

Carina Schlebusch, geneticista evolutiva da Universidade de Uppsala, na Suécia, está surpresa com o resultado e chama o DNA antigo recém-analisado de “uma adição bem-vinda” ao crescente banco de dados africano. Contudo, ela também adverte sobre tirar muitas conclusões do novo modelo de estudo que usa essas quatro amostras para explorar a complexa variedade de populações africanas e como elas se misturaram ao longo de centenas de milhares de anos.

“Acredito que ainda temos muito trabalho pela frente e que esse não deva ser um veredito final,” afirma ela.

Em geral, o trabalho aborda um tópico comum e frustrante na análise de DNA antigo, diz Prendergast: é sempre mais complicado do que se imagina. “Você pode começar com uma série de perguntas e sair com um conjunto muito diferente de respostas que levanta uma nova série de perguntas.”

Carga genética preciosa

Adicionar DNA antigo ao cenário da evolução pode revelar populações humanas que desapareceram e que apenas existem como traços de DNA em parentes distantes.

“Dá acesso a novas ramificações da árvore humana,” explica Mark Lipson, um dos autores do estudo e geneticista da Escola de Medicina Harvard, em Boston.

Para o novo estudo, Prendergast e seus colegas estavam interessados nas mudanças populacionais ocorridas na África quando, há cerca de 4 mil anos, a caça e a coleta deram lugar à agricultura e à criação de animais. Shum Laka parecia um local ideal para estudar essa transição. Apesar de o sítio não ter evidências diretas de agricultura, seu par de cemitérios demarca esse período no tempo. Um tem cerca de 8 mil anos, o outro tem aproximadamente 3 mil anos. Logo após o enterro mais recente, as línguas bantas provavelmente começaram a se espalhar pela região, atingindo populações ao sul do Saara.

Para otimizar a chance de sucesso, os pesquisadores escolheram o DNA armazenado no petroso, porção do superdenso osso temporal que envolve o ouvido interno. A tenacidade desse osso oferece proteção extra às delicadas hélices de DNA contra o calor nocivo e solos ácidos da região.

Para a satisfação deles, obtiveram material genético de alta qualidade a partir de quatro indivíduos de Shum Laka. Para fins comparativos, eles também analisaram o DNA de 63 indivíduos de grupos modernos próximos ao oeste de Camarões.

Relações inesperadas

Em geral, os resultados não foram exatamente o esperado. Embora os quatro indivíduos tivessem vivido com 5 mil anos de diferença, eles tinham uma genética notavelmente semelhante, diz Prendergast, sugerindo que a população visitou Shum Laka por bastante tempo.

Cada par também parecia compartilhar relações familiares durante os períodos de tempo em que estavam vivos. O par de 3 mil anos era parente de segundo grau, como tio e sobrinha ou meios-irmãos. A dupla de indivíduos com 8 mil anos de idade era parente de quarto grau, semelhante a primos em primeiro grau.

“Talvez esse fosse um tipo de cemitério familiar,” especula Prendergast. “Pode ser especial por razões que não podemos entender completamente.”

Além disso, os quatro indivíduos de Shum Laka não tinham nenhuma relação genética com os residentes modernos que vivem nas proximidades da região oeste de Camarões — nem com os primeiros aventureiros que espalharam as línguas bantas por toda a África. Em vez disso, eles parecem estar geneticamente mais próximos dos caçadores-coletores da África Central.

“Isso certamente esclarece um pouco sobre a história recente da população africana,” diz Sarah Tishkoff, geneticista evolucionista da Universidade da Pensilvânia. Porém ela acrescenta que o resultado não é totalmente surpreendente, uma vez que esses caçadores-coletores ainda vivem em Camarões nos dias atuais e é provável que o alcance deles tenha sido ainda maior no passado.

Com apenas quatro indivíduos analisados, os resultados não descartam a possibilidade de as línguas bantas serem originárias desta área. Talvez vários grupos diversos tenham morado simultaneamente na área, observam os autores do estudo.

Raízes profundas

Na segunda metade da análise, a equipe explorou profundamente a história africana, analisando como Shum Laka se encaixa na árvore genealógica dos hominini. As raízes deles estão fincadas firmemente na África, estendendo-se há, pelo menos, 2,8 milhões de anos até o fóssil mais antigo do nosso gênero, Homo, já encontrado. Nossa espécie, Homo sapiens, só aparece no tronco muito depois, ramificando cerca de 260 mil anos atrás. No entanto, ainda está em debate como diversos galhos brotam e se entrelaçam — e há uma noção crescente de que a origem de nossa espécie é muito mais complexa do que imaginávamos.

A equipe elaborou um modelo que incluía informações genéticas de várias dezenas de indivíduos modernos, previamente amostrados, da região da África subsaariana, um esqueleto de 4,5 mil anos da Etiópia, três sul-africanos antigos com aproximadamente 2 mil anos de idade, os quatro indivíduos de Shum Laka, assim como dois indivíduos franceses, um chimpanzé e um neandertal.

Estudos anteriores sugerem que a linha genética mais profundamente enraizada dos Homo sapiens pode ser encontrada nos caçadores-coletores sul-africanos modernos, remontando há mais de 200 mil anos. Esse novo modelo, porém, sugere que outros três ramos genéticos se dividiram na mesma época.

Um desses é a linha genética dos caçadores-coletores modernos da África Central, que inclui o ramo de amostras recém-analisadas de Shum Laka. Outro ramo representa uma população “fantasma” de humanos modernos cujas identidades permanecem desconhecidas. O último é aquele que, por fim, leva às populações da África Ocidental e Oriental, incluindo o grupo de humanos que eventualmente se espalhou pelo mundo.

Os diversos ramos profundos deste novo modelo parecem validar a complexa história da população africana, diz Serena Tucci, geneticista evolutiva de Princeton que em breve se juntará à Universidade de Yale, que não participou da pesquisa.

Mas Tucci e outros pesquisadores alertam que são necessárias mais análises para confirmar o resultado. “O problema com esses modelos é que provavelmente existam vários modelos que poderiam encaixar nos dados,” afirma Schlebusch. Antes de serem testados, cada um é configurado com base em um lote de hipóteses, o que pode limitar os possíveis resultados. “Na verdade, pode haver modelos ainda não imaginados que se encaixam melhor nos dados — inclusive contemplando grupos que não possuem representantes atualmente.”

São necessários mais dados — incluindo a análise do genoma inteiro — dos africanos modernos e antigos para trazer ao foco os detalhes nebulosos das origens humanas, refinando as relações entre as populações e o momento das divisões genéticas.

Também é provável que haja mais informações sobre os dois indivíduos encontrados em Shum Laka, observa Schlebusch. O estudo investiga poucos detalhes sobre o par dos genomas inteiros, diz ela. Como o tamanho da população mudou com o tempo? Quando essas várias divisões realmente aconteceram?

“É ótimo ver que isso pode ser feito,” Tishkoff fala sobre a análise do DNA antigo de Shum Laka. Contudo a história ainda está longe de finalizada. “Temos muito trabalho pela frente,” diz ela. “Só que não temos dados suficientes da África.”

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