Un equipo interdisciplinar e internacional con la participación del Instituto de Biología Evolutiva (IBE, un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Univesidad Pompeu Fabra (UPF)) en Barcelona ha reconstruido el genoma antiguo completo de cuatro individuos enterrados en el refugio rocoso Shum Laka en Camerún, hace unos 8,000 años y 3,000 años, en la que se considera la cuna de las lenguas bantúes - el grupo más diverso y extenso de lenguas africanas.

El estudio, publicado en la revista Nature y con la participación del investigador del IBE Carles Lalueza-Fox,  demuestra que hubo al menos cuatro linajes importantes en la historia de la humanidad, entre 200,000 y 300,000 años atrás. Esta ramificación no se había identificado previamente a partir de datos genéticos.

El hallazgo refuerza el argumentos recientemente formulado por arqueólogos y genetistas de que los orígenes humanos en África pueden haber involucrado a poblaciones profundamente divergentes y geográficamente separadas.

África es la cuna de nuestra especie, el Homo sapiens, y alberga una mayor diversidad genética humana que cualquier otra parte del planeta. En consecuencia, los estudios de ADN antiguo de yacimientos arqueológicos africanos pueden arrojar luz sobre los orígenes más antiguos de la humanidad. Sin embargo, los estudios de ADN antiguo africano siguen siendo pocos, en parte debido al desafío que supone extraer ADN de esqueletos degradados en contextos tropicales.

Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por científicos de la Facultad de Medicina de Harvard y con la participación de los investigadores Carles Lalueza-Fox e Íñigo Olalde del Laboratorio de Paleogenética del Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-Universidad Pompeu Fabra), ha generado la secuencia genómica completa de cuatro niños enterrados hace 8,000 y 3,000 años en el emblemático yacimiento de Shum Laka en Camerún, excavado por un equipo belga y camerunés hace más de treinta años. Los hallazgos, publicados en la prestigiosa revista Nature, reconstruyen el primer genoma antiguo de África occidental y central, y se encuentra entre las secuencias de ADN más antiguas recuperadas en un contexto tropical africano.

El genoma recuperado permite una nueva comprensión de las profundas relaciones ancestrales entre los primeros Homo sapiens en el África subsahariana.

Una población de cazadores-recolectores recientemente documentada

El ADN analizado proviene de los restos de dos pares de niños que vivieron hace unos 3.000 años y hace 8.000 años, respectivamente, durante la transición de la Edad de Piedra a la Edad del Hierro. Los niños fueron enterrados en Shum Laka, un refugio rocoso en la región de Grassfields en el noroeste de Camerún, donde una población ancestral vivió durante decenas de miles de años. El yacimiento ha revelado numerosos artefactos junto con 18 esqueletos humanos y se encuentra en la región donde los investigadores sospechan que se originaron las lenguas y culturas bantúes - el grupo de idiomas más extendido y diverso en África en la actualidad. Se cree que la difusión de las lenguas bantúes - y los grupos que los hablaron - en los últimos 4.000 años explican por qué la mayoría de las personas de África central, oriental y meridional están estrechamente relacionadas entre sí y con los africanos occidentales/centrales.

Sorprendentemente, el ADN antiguo secuenciado de los cuatro niños revela una ascendencia muy diferente a la de la mayoría de los hablantes de bantú en la actualidad. En cambio, son más similares a los cazadores-recolectores de África central. "Este resultado sugiere que los hablantes de bantú que viven hoy en Camerún y en toda África no descienden de la población a la que pertenecían los niños de Shum Laka", dice el Dr. Mark Lipson de la Facultad de Medicina de Harvard, autor principal del estudio. "Esto subraya la antigua diversidad genética en esta región", continúa, "y señala a una población previamente desconocida que contribuyó solo con pequeñas proporciones de ADN a los grupos africanos actuales".

La propagación de la agricultura y el pastoreo en África, como en otras partes del mundo, estuvo acompañada por muchos movimientos poblacionales. "Si echas la vista 5.000 años atrás, prácticamente todos los habitantes al sur del Sahara eran cazadores-recolectores", comenta Prendergast, "pero si los buscas hoy, verás que son muy pocos y dispersos entre ellos”. Este estudio contribuye a un creciente cuerpo de investigación de ADN antiguo que podría descifrar la diversidad genética antigua y la estructura de las poblaciones que han sido borradas por los cambios demográficos que acompañaron la propagación de la producción de alimentos.

Un raro linaje de herencia paterna con raíces profundas

Uno de los individuos de la muestra de Shum Laka, un varón adolescente, portaba un raro haplogrupo de cromosomas Y (A00) que no se encuentra casi en ninguna parte fuera del oeste de Camerún en la actualidad. A00 está mejor documentado entre los grupos étnicos Mbo y Bangwa que viven cerca de Shum Laka, y esta es la primera vez que se encuentra en el ADN antiguo. Se trata de un haplogrupo profundamente divergente, que se separó de todos los demás linajes humanos conocidos hace unos 300,000-200,000 años. Esto muestra que este linaje más antiguo conocido de varones humanos modernos ha estado presente en el centro-oeste de África durante más de 8,000 años, y tal vez durante mucho más tiempo.

Arrojando luz sobre los orígenes humanos

Si bien los hallazgos no hablan directamente de los orígenes del idioma bantú, sí arrojan luz sobre las múltiples fases de la historia más antigua del Homo sapiens. Los investigadores examinaron el ADN de los niños de Shum Laka junto con el ADN publicado de antiguos cazadores-recolectores del este y sur de África, así como el ADN de muchos grupos africanos actuales. Combinando estos conjuntos de datos, pudieron construir un modelo de linajes divergentes en el curso del pasado humano.

Los resultados del estudio sugieren que los linajes que conducen a los cazadores-recolectores de África central, los cazadores-recolectores del sur de África y todos los demás humanos modernos divergieron en una sucesión cercana hace unos 250,000-200,000 años.

"Nuestro análisis indica la existencia de al menos cuatro grandes linajes humanos profundos que contribuyeron a las poblaciones actuales, y que divergieron entre sí hace unos 250,000 y 200,000 años", dice el Dr. David Reich de la Facultad de Medicina de Harvard, responsable del estudio. Estos linajes son ancestros de los actuales cazadores-recolectores de África central, cazadores-recolectores del sur de África y de poblaciones del Este de África y todos los demás humanos modernos, con un cuarto linaje que era una 'población fantasma' previamente desconocida que contribuyó con una pequeña cantidad de ascendencia tanto al oeste como al este Africanos. "Esta radiación cuádruple, incluida la posición de un linaje humano moderno fantasma profundamente dividido, no se había identificado antes a partir del ADN", continúa Reich.

Los modelos anteriores de los orígenes humanos sugieren que los cazadores-recolectores del sur de África actuales, que se separaron de otras poblaciones hace aproximadamente 250,000–200,000 años, representan la rama más profunda conocida de la variación humana moderna. Sin embargo, según Lipson, "el nuevo análisis sugiere que el linaje que contribuye a los cazadores-recolectores de África central es similarmente antiguo y divergido de otras poblaciones africanas al mismo tiempo". Este hallazgo se suma a un creciente consenso entre los arqueólogos y genetistas de que los orígenes humanos en África pueden haber involucrado poblaciones profundamente divergentes, geográficamente separadas.

El análisis también reveló otro conjunto de cuatro linajes humanos que se ramificaron entre 80,000 y 60,000 años atrás, incluido el linaje que se sabe que dio origen a todos los no africanos actuales.

A la luz de este nuevo modelo de relaciones entre poblaciones humanas, los autores pudieron demostrar que aproximadamente un tercio de la ascendencia de los niños de Shum Laka derivaba de un linaje estrechamente relacionado con los cazadores-recolectores de África central, y aproximadamente dos tercios de su ascendencia provenían de un linaje distinto relacionado con la mayoría de los africanos occidentales actuales.

Reich dice: "Estos resultados destacan cómo el paisaje humano en África hace unos pocos miles de años era profundamente diferente de lo que es hoy, y enfatizan el poder del ADN antiguo para despejar el pasado humano detrás de los movimientos de las poblaciones".

Carles Lalueza-Fox, investigador del Instituto de Biología Evolutiva (IBE), comenta: "El análisis genómico de poblaciones antiguas y actuales africanas desmiente las conclusiones de trabajos previos basados únicamente en el análisis del ADN mitocondrial, y demuestra que el origen de nuestra especie fue un fenómeno mucho más complejo de lo que pensábamos".

Una colaboración internacional

Este estudio es el producto de la colaboración entre genetistas, arqueólogos, antropólogos biológicos y conservadores de museos con sede en América del Norte (incluida la Facultad de Medicina de Harvard y la Universidad de Montreal), Europa (Real Instituto Belga de Ciencias Naturales, Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-UPF) en Barcelona, Royal Museum for Central Africa, Université Libre de Bruxelles y el campus de la Universidad de Saint Louis en Madrid), Camerún (Universidad de Yaundé, Universidad de Buea) y China (Universidad de Duke Kunshan), entre otros.

"Las colaboraciones interdisciplinarias como esta son una parte esencial de la investigación de ADN antiguo", comenta Reich. Este estudio subraya la importancia de examinar colecciones antiguas de museos con nuevas técnicas, a la vista de que cuatro individuos de un solo yacimiento han permitido una amplia comprensión de la historia de la población humana.

Artículo referenciado: Mark Lipson, et. al. Ancient West African foragers in the context of African population history, Nature; January 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-1929-1

Un yacimiento arqueológico único con una conservación excepcional

Shum Laka es un refugio rocoso ubicado en la región de "Grassfields" de Camerún, un lugar señalado por los lingüistas como la probable cuna de las lenguas bantúes, un grupo extenso y diverso de lenguas que hablan más de un tercio de los africanos en la actualidad. "Los lingüistas, arqueólogos y genetistas han estado estudiando el origen y la difusión de las lenguas bantúes durante décadas, y la región de Grassfields es clave para esta pregunta", dice la Dra. Mary Prendergast, de la Universidad de Saint Louis, coautora del estudio. El consenso es que el grupo de lenguas bantúes se originó en el centro-oeste de África, antes de extenderse por la mitad sur del continente después de hace unos 4.000 años. Se cree que esta expansión es la razón por la cual la mayoría de las personas de África central, oriental y meridional están estrechamente relacionadas genéticamente entre sí y con los africanos occidentales.

"Shum Laka es un punto de referencia para comprender la profunda historia del centro-oeste de África", dice la doctora Isabelle Ribot, antropóloga de la Universidad de Montreal que excavó y estudió los entierros, y autora clave del estudio. El refugio rocoso de  Shum Laka fue excavado en las décadas de 1980 y 1990 por arqueólogos de Bélgica y Camerún. Cuenta con un registro arqueológico impresionante y bien fechado, con dataciones de radiocarbono que abarcan los últimos 30,000 años. Las herramientas de piedra, los restos de plantas y animales y, finalmente, la alfarería indican colectivamente la caza y recolección a largo plazo en los bosques y una eventual transición a la explotación intensiva de árboles frutales.

Shum Laka es emblemático de la "Edad de la Piedra al Metal", una era crítica en la historia del centro-oeste de África que finalmente dio lugar a la metalurgia y la agricultura de la Edad del Hierro. Durante esta era, el refugio sirvió repetidamente como cementerio para familias, con 18 individuos (principalmente niños) enterrados en dos fases principales hace unos 8,000 y 3,000 años. "Tales entierros son únicos para África occidental y central", dice Ribot, "porque los esqueletos humanos son extremadamente raros aquí antes de la Edad del Hierro. Los ambientes tropicales y los suelos ácidos no son buenos para la preservación de los huesos, por lo que los resultados de nuestro estudio son realmente notables".

Los científicos de la Escuela de Medicina de Harvard tomaron muestras de huesos petrosos (del oído interno) de seis personas enterradas en Shum Laka, y cuatro de estas muestras produjeron ADN antiguo. La preservación molecular fue impresionante dadas las condiciones del entierro, y permitió el análisis de ADN antiguo de todo el genoma.