Prehistòria

Noves eines per estudiar l’origen de l’espècie humana

L’anàlisi de proteïnes en restes d’antics hominins podria redibuixar l’arbre de l’evolució humana

Esther Lizano i Tomàs Marquès i Bonet
4 min
Representació d'un Homo erectus amb eines
Dossier Noves eines per estudiar l’origen de l’espècie humana

Aquesta cita ja defineix de manera clara l’interès que ha tingut la humanitat per estudiar el passat. Per curiositat, per coneixement, per aprendre i, malauradament, acabar repetint els mateixos errors. Però, com estudiem el passat des de les ciències? Hi ha diverses aproximacions. Les ciències socials, per exemple, acostumen a utilitzar eines de disciplines com la història, la sociologia, la geografia o l’antropologia, i han desenvolupat una manera extraordinàriament exitosa d’entendre la història de la nostra espècie.

Des de les àrees més científiques o fisiconaturals, el desenvolupament tècnic de la biologia molecular ha significat una revolució sense precedents. Precisament, el premi Nobel del 2022 de medicina (!), atorgat a un dels pioners de l’estudi de l’ADN de fòssils, Svante Pääbo, demostra l’impacte que ha tingut l’estudi de fragments d’ADN antic (de neandertals, per exemple) en una visió holística de la nostra salut.

Ara bé, l’estudi d’aquest ADN antic té moltes limitacions temporals degut a la mateixa naturalesa d’una molècula química enterrada durant milers d’anys que es degrada i que els estudis moleculars no poden reconstruir. La recuperació d’ADN antic ha estat una cursa constant els últims cinc anys, amb exemples tan notables com la recuperació d’ADN de cavall de fa 700.000 anys, de mamut d’un milió d’anys, i, unes setmanes enrere, d’ADN ambiental de fa 2 milions d’anys en minerals. Tots ells tenen en comú que l’ADN prové de zones amb temperatures baixes i constants que n’han afavorit la preservació. Però aquesta situació no és la més comuna i recuperar ADN de fòssils de 50.000 anys de regions temperades continua sent, encara avui, tot un repte a l’abast de pocs investigadors.

La revolució de la paleoproteòmica

En els últims anys, una aproximació diferent promet obrir una nova era en l’estudi molecular del passat. Es tracta de la paleoproteòmica. L’estudi de proteïnes en material fòssil, que no de l’ADN directament, permet la reconstrucció d'aminoàcids (les “peces” de les proteïnes) i això fa que es puguin estudiar molècules més enllà en el temps que el que es pot fer amb l’ADN, ja que les proteïnes són més estables, menys fràgils i, per tant, es conserven millor.

Tot i que les primeres temptatives d’estudiar proteïnes en espècimens antics daten dels anys 30, es reduïen a l’anàlisi d’una proteïna en concret. Un dels estudis pioners de paleoproteòmica va ser la seqüenciació d’un fèmur de mamut de més de 40.000 anys d’antiguitat. Entre les 126 proteïnes trobades en aquest fòssil, la bona preservació d’una en concret va permetre comparar-la amb la seqüència de la mateixa proteïna dels elefants actuals, tant els africans com els asiàtics.

Més recentment, l’any 2019 es va publicar una anàlisi a partir d’un molar de Gigantopithecus blacki, un simi extingit que feia més de tres metres d'alt. Tot i estar datat en prop de dos milions d’anys (i en un fòssil del sud-est asiàtic), es van poder extreure sis proteïnes de l’esmalt i la dentina d’aquest molar que van permetre esbrinar que aquest animal era un parent proper dels orangutans.

Recentment, l’anàlisi del proteoma dental d’unes restes d'Homo antecessor trobades a la serra d’Atapuerca, a més de ser el proteoma més antic d’un homínid estudiat fins ara, ha permès situar aquesta espècie dins l’arbre evolutiu com una espècie molt pròxima a l’últim ancestre comú dels humans actuals, els neandertals i els denissovans.

Grans respostes cada vegada més a prop

Però fins i tot aquesta tecnologia té un límit temporal. Les proteïnes més antigues estudiades fins ara pertanyen a la closca d’un ou d’estruç de 3,8 milions d’anys descobert a Tanzània. De tota manera, aquesta troballa confirma que es poden recuperar proteïnes molt més enllà dels límits de l’ADN i obre les portes a moltes altres preguntes relacionades, per exemple, amb la nostra pròpia història evolutiva. Això és extremament interessant perquè la reconstrucció del nostre llinatge està basada en mostres de fòssils molt antics, sense ADN i que, sovint, es poden interpretar de diverses maneres, cosa que no ens permet tenir una visió completa de la nostra història. Emplaçar, finalment, espècies com l’Homo erectus o el Paranthropus a l’arbre evolutiu sembla un repte cada cop més proper.

A escala internacional, Europa ha estat sempre un motor en el camp de l’estudi del passat amb mètodes moleculars. Grans laboratoris del Max Planck Institute (Alemanya), el Globe Center (Dinamarca) i el Francis Crick Institute (UK) han sigut capdavanters al respecte. En aquest context, un recent projecte europeu amb la participació de set països té com a objectiu la formació de 14 estudiants de doctorats europeus en paleoproteòmica, de manera que posa aquest tema com a prioritat a l’agenda europea.

A l’estat espanyol, la Universitat Pompeu Fabra (UPF), l’Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont (ICP) i el Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) en som membres i esperem ser l’embrió d’una forta i interessant connexió local amb projecció internacional que lideri aquest camp des de casa nostra. Esperem formar una cohort d’estudiants amb una formació àmplia en paleoantropologia i paleoproteòmica perquè siguin els futurs líders del camp. Queden encara molts desafiaments, però estem, potser, més a prop que mai de respondre les preguntes més apassionants sobre els orígens de la nostra espècie.

Esther Lizano i Tomàs Marquès i Bonet són investigadors de l'Institut de Biologia Evolutiva (UPF-CSIC) i l'Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont
Dossier Noves eines per estudiar l’origen de l’espècie humana
Vés a l’ÍNDEX
stats