Genética

Estudo do ADN permite conhecer segredos da evolução humana

Estudo do ADN permite conhecer segredos da evolução humana

Os avanços no estudo do ADN antigo a partir de vestígios pré-históricos proporcionam-nos novos conhecimentos sobre a vida dos nossos antepassados africanos e a emergência do humano moderno.

Todos os seres humanos partilham uma ascendência africana comum, fazendo da história africana a história de todos. No entanto, pouco se sabe sobre a evolução genética das pessoas que viveram no continente num passado distante.

Graças aos avanços na tecnologia de sequenciamento genético, os cientistas conseguem agora comparar o ADN de pessoas que estão hoje vivas, com o ADN extraído de esqueletos muito antigos, dando-nos uma imagem única da vida em África há muitos milhares de anos.

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No campo da genética humana, é familiar a história da Mãe Eva. Descreve como todos os seres humanos de hoje descendem de uma mulher que viveu em África há 200 a 300 mil anos.

As provas provêm de estudos de ADN mitocondrial (mtDNA) - um segmento de material genético encontrado nas células humanas. Entre outras coisas, permite o estudo da relação entre as populações. Uma vez que é transmitido apenas pelas mães, revela a linha evolutiva direta entre uma pessoa que vive hoje e o seu antepassado feminino mais distante.

Eva Mitocondrial

Mas como a maioria das histórias simples, o mito da Eva mitocondrial não é totalmente exato nem completo. Embora os cientistas concordem que a aurora dos humanos ocorreu de facto em África, a Eva teria sido uma das muitas fêmeas humanas a viver na altura, e não teria sido a primeira.

Infelizmente, a realidade é que o mtDNA nos dá uma visão limitada das linhas de tempo, ou dos padrões, de distribuição e dispersão da população.

A bióloga molecular Mateja Hajdinjak explica o significado desta lacuna de conhecimentos. "A história da população africana moldou o mundo em que todos vivemos, por isso, até conseguirmos reconstruir os acontecimentos do passado africano, remontando milhares de anos, não vamos poder compreender totalmente como emergiram os humanos modernos".

Hajdinjak é uma investigadora de pós-doutoramento no projeto ORIGIN, uma iniciativa de investigação financiada pela UE com sede no Instituto Francis Crick em Londres, no Reino Unido, que está a analisar o ADN de restos humanos encontrados em sítios arqueológicos em África.

O objetivo do ORIGIN é reconstruir a pré-história africana utilizando a análise do ADN antigo.

A informação produzida a partir destas amostras de ADN está a ser estudada juntamente com as descobertas dos arqueólogos, paleontólogos e curadores de museus do projeto.

Extratos de ADN

Hajdinjak está entre um número crescente de investigadores que procuram afincadamente preencher as lacunas históricas, indo para além da análise do mtDNA, e utilizando técnicas mais recentes na sequenciação de todo o genoma. Isto permite aos investigadores comparar o ADN de pessoas que estão hoje vivas, com o ADN extraído de esqueletos muito antigos.

"Uma das nossas questões básicas é, como podemos utilizar o ADN antigo para reconstruir as migrações populacionais passadas dentro de África e entre África e outras partes do mundo?".

Acrescenta que pouco se sabe sobre a paisagem genómica passada em toda a África, uma vez que grande parte da alteração genética ocorreu no continente quando alguns grupos se desviaram do seu modo de vida de caçadores-recoletores para se tornarem agricultores há três mil e sete mil anos.

"Comparando genomas passados, podemos ver como diferentes grupos humanos estão interligados, e como as migrações aconteceram em diferentes momentos da história. As migrações permitem às pessoas misturar e reproduzir-se com novos grupos, o que muda a biologia humana ao longo do tempo".

Já muito se sabe sobre a história antiga europeia graças às modernas técnicas de sequenciamento, mas os estudos de ADN antigo a partir de amostras africanas ficaram para trás. A razão para isto é que o ADN se degrada com o tempo, e especialmente nos climas quentes e húmidos prevalecentes em África.

Enriquecimento do genoma

Contudo, graças a ferramentas de enriquecimento genómico de ponta que permitem extrair o ADN dos mais pequenos fragmentos de osso ou dentes e depois amplificá-lo, os cientistas começam também a fazer bons progressos na sequenciação do ADN antigo de África.

Ao estudar os dados desta forma, os investigadores começam a reconstruir acontecimentos de um passado distante e a sondar as relações que surgiram entre diferentes populações africanas.

O objetivo do projeto ORIGIN não é simplesmente satisfazer a nossa curiosidade natural sobre de onde viemos, mas também desvendar a linha temporal da nossa evolução genética, e utilizar esta informação para prever como poderemos evoluir no futuro.

Algumas mutações genéticas terão sido imediatamente benéficas para os nossos antepassados africanos, e terão persistido no nosso património genético até aos nossos dias, milhares de anos após o seu aparecimento. Um exemplo chave é a persistência da lactase - a capacidade de digerir leite até à idade adulta.

O leite e os produtos lácteos são uma fonte de energia valiosa, mas o estado ancestral padrão é a intolerância à lactose. Para os adultos que viveram nas primeiras comunidades agrícolas africanas, a capacidade de converter o leite dos seus rebanhos em glicose pode ter-lhes dado uma vantagem evolutiva sobre os seus vizinhos intolerantes à lactose.

Mutação de células falciformes

Outra variante genética que teria impulsionado a sobrevivência humana quando emergiu pela primeira vez é a mutação da célula falciforme. Esta variante genética confere uma certa proteção contra a malária.

No entanto, a mutação é como uma espada de dois gumes, pois é também responsável pela doença falciforme, uma enfermidade grave e vitalícia que prevalece em certas partes de África até hoje.

"Seria muito importante reconstruir a forma como as mutações das células falciformes apareceram e se espalharam", afirma Pontus Skoglund, supervisor do projeto ORIGIN.

"Ao compreendermos quando as mutações aconteceram e como se espalharam, podemos compreender melhor como os humanos respondem aos desafios evolutivos", disse Skoglund.

Mistura genética

Os investigadores envolvidos no projeto AfricanNeo apoiado pela UE estão particularmente intrigados com as primeiras práticas agrícolas em África. Estão a comparar amostras de ADN antigo com ADN contemporâneo para entender melhor quando começaram as migrações das populações africanas naquele continente.

Estas migrações tiveram um enorme impacto na mistura genética de grupos, mas os investigadores estão a descobrir que esta expansão corresponde a uma série complexa de eventos que não podem ser encapsulados numa narrativa ao estilo da Eva mitocondrial.

"Alguns grupos de caçadores-recoletores foram substituídos por grupos de agricultores", disse, referindo-se à probabilidade de ter surgido um conflito entre populações com pretensões a ocupar as mesmas terras, e que os agricultores teriam tido uma vantagem competitiva sobre os caçadores-recoletores. "Outros grupos interagiram e trocaram genes, e outros ainda permaneceram isolados por muito mais tempo do que se seria de esperar".

"A história tende a repetir-se", disse. "Estes acontecimentos migratórios do passado podem muito bem dar-nos informações sobre a forma como nos vamos comportar no futuro. Por exemplo, as alterações climáticas irão provavelmente representar mais pressões sobre as pessoas que serão forçadas a abandonar as suas casas. Há uma hipótese de haver mais conflitos entre populações e de alguns grupos minoritários serem substituídos".

A investigação deste artigo foi financiada pela EU, que foi originalmente publicado na Horizon, a Revista de Investigação e Inovação da UE.

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