Un estudio exhaustivo del ADN antiguo de casi 16.000 personas a lo largo de más de 10.000 años en Eurasia occidental revela que la selección natural ha moldeado los genomas humanos modernos mucho más de lo que se pensaba anteriormente.
por la Facultad de Medicina de Harvard
Hasta ahora, los estudios del ADN humano antiguo solo habían identificado unos 21 casos de selección direccional: el tipo de selección natural que se produce cuando una versión de un gen que confiere una forma extrema de un rasgo, como la tolerancia a la lactosa después de la infancia, resulta lo suficientemente ventajosa para la supervivencia y la reproducción como para transmitirse a más descendientes que las versiones menos ventajosas del gen y aumentar rápidamente su frecuencia en una población.
La escasez de pruebas sugiere que la selección direccional ha sido poco común desde que los humanos modernos surgieron en África hace unos 300.000 años y comenzaron a dividirse en diferentes grupos de población alrededor del mundo.
Combinando una cantidad sin precedentes de datos genómicos antiguos con métodos computacionales novedosos, el nuevo análisis muestra, en cambio, que la selección direccional ha impulsado la propagación o el declive de cientos de variantes genéticas en Eurasia occidental desde el final de la Edad de Hielo y que la selección se ha acelerado desde que los humanos pasaron de la caza y la recolección a la agricultura.
Este trabajo demuestra el poder de la investigación del ADN antiguo para esclarecer la adaptación genética humana y otros principios fundamentales de la biología evolutiva.
Muchas de las variantes genéticas identificadas tienen vínculos conocidos con rasgos físicos, psicológicos y sociales complejos, incluyendo el riesgo de padecer diabetes tipo 2 y esquizofrenia. Profundizar en la evolución de estos rasgos podría mejorar la comprensión del comportamiento, la salud y la enfermedad, y orientar los esfuerzos terapéuticos.
Sin embargo, la forma en que definimos algunos rasgos hoy en día, como los ingresos familiares, no se aplica a los contextos prehistóricos, y el análisis actual no puede explicar qué hizo que una variante fuera beneficiosa para la supervivencia cuando surgió por primera vez.
Los hallazgos, liderados por investigadores de la Universidad de Harvard, se publican en la revista Nature .
«Con estas nuevas técnicas y una gran cantidad de datos genómicos antiguos, ahora podemos observar cómo la selección natural moldeó la biología en tiempo real», afirmó Ali Akbari, primer autor del estudio e investigador principal del laboratorio del genetista de Harvard David Reich. «En lugar de buscar las huellas que la selección natural deja en los genomas actuales mediante modelos y suposiciones simples, podemos dejar que los datos hablen por sí mismos».
«Este trabajo nos permite asignar un lugar y un tiempo a las fuerzas que nos moldearon», dijo Reich, profesor de genética en el Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard, profesor de biología evolutiva humana en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Harvard y autor principal del estudio.
10.000 genomas antiguos, nuevos métodos computacionales
Desde 2010, cuando se recuperaron los primeros datos genómicos de restos humanos antiguos, la investigación del ADN antiguo ha ampliado la comprensión de las relaciones entre las personas que vivieron en diferentes períodos de tiempo y regiones del mundo.
Sin embargo, los genetistas tuvieron dificultades para materializar la promesa de esta tecnología de esclarecer cómo la selección natural ha moldeado la variación genética humana, incluso en los últimos 10.000 años, cuando existe suficiente material genético bien conservado para respaldar estudios a gran escala.
El nuevo estudio superó esa barrera mediante dos innovaciones.
En primer lugar, el Laboratorio Reich dedicó siete años a crear una colección de secuencias de ADN de poblaciones antiguas que vivían en Eurasia occidental —lo que hoy es Europa y partes de Oriente Medio— que fuera lo suficientemente completa en tamaño y abarcara un período de tiempo suficiente para respaldar el trabajo.
«Si el objetivo es descubrir cambios en la frecuencia de variantes genéticas en los últimos 10 milenios que sean mayores de lo que cabría esperar por azar, entonces necesitamos detectar efectos sutiles, lo que requiere tener miles de genomas que abarquen ese período de tiempo», explicó Reich, quien también es miembro del Broad Institute del MIT y Harvard e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
El laboratorio colaboró con más de 250 arqueólogos y antropólogos para publicar nuevos datos de ADN de 10.016 individuos antiguos de Eurasia occidental. Estos datos se sumaron a otras 5.820 secuencias antiguas publicadas y a 6.438 secuencias modernas.
«Este único artículo duplica el volumen de la literatura sobre el ADN humano antiguo», dijo Reich. «Refleja un esfuerzo concentrado por llenar los vacíos que limitaban la capacidad de los estudios anteriores para detectar la selección natural».
La segunda innovación —y aún más importante para el éxito del estudio, según Reich— fue el desarrollo por parte de Akbari de métodos computacionales para aislar la señal de selección direccional de otras causas de cambios en la frecuencia genética, como la migración humana, la mezcla de poblaciones y las fluctuaciones genéticas aleatorias que ocurren en poblaciones pequeñas.
«Ali desarrolló una técnica poderosa que permitía centrarse en los patrones que realmente importaban», dijo Reich.
En definitiva, la señal que detectó Akbari fue realmente débil. Según los cálculos del equipo, la selección direccional representó solo alrededor del 2 % de todos los cambios en la frecuencia genética.
¿Qué es lo que ha seleccionado la selección natural?
Alrededor del 2% aún abarca una gran cantidad de ADN. Akbari identificó 479 versiones genéticas, o alelos, que fueron fuertemente seleccionadas a favor o en contra en los genomas de Eurasia occidental.
Él y sus colegas pudieron determinar cuándo y dónde algunos de los alelos comenzaron a propagarse o a desaparecer del acervo genético de Eurasia occidental. También calcularon una tasa general a la que parecía producirse la selección y detectaron cambios en dicha tasa.
Descubrieron que la selección natural se aceleró tras la introducción de la agricultura, lo que refleja cómo diferentes rasgos se volvieron ventajosos a medida que las personas se adaptaban a entornos y comportamientos agrícolas.
Más del 60% de las variantes de ADN individuales que fueron señaladas como fuertemente seleccionadas —la mayoría de ellas polimorfismos de un solo nucleótido, o SNP— tienen vínculos documentados con rasgos humanos actuales, tales como:
- tono de piel claro
- Pelo rojo
- Riesgo de enfermedad celíaca y enfermedad de Crohn
- Inmunidad a la infección por VIH y resistencia a la lepra.
- Menor probabilidad de calvicie de patrón masculino
- Menor riesgo de artritis reumatoide y alcoholismo.
- Poseer la versión B de las proteínas en los glóbulos rojos que confieren los grupos sanguíneos A, B y O e influyen en la resistencia a las infecciones por bacterias y virus.
En algunos casos, grupos de SNP fueron sometidos a selección conjunta para influir en rasgos poligénicos. Algunos cambios aumentaron la frecuencia de rasgos beneficiosos, incluidos algunos que hoy se interpretan como:
- Características de «longevidad saludable», como un ritmo de marcha más rápido.
- Medidas de estatus social y conductual o funciones cognitivas, como puntuaciones en pruebas de inteligencia, ingresos familiares y años de escolaridad.
Otros cambios redujeron la frecuencia de rasgos dañinos, como los que hoy se interpretan como:
- Menor riesgo de trastorno bipolar y esquizofrenia.
- Porcentaje de grasa corporal más bajo, relación cintura-cadera e índice de masa corporal.
- Menor susceptibilidad al tabaquismo
Otros polimorfismos de un solo nucleótido (SNP), como algunos que hoy en día se asocian con la susceptibilidad a la tuberculosis y la esclerosis múltiple, aumentaron inicialmente y luego disminuyeron en frecuencia a lo largo de los milenios, lo que indica cambios en las presiones ambientales y en los rasgos que resultan beneficiosos, según descubrió el equipo.
Algunas de las conexiones parecen lógicas, otras contraintuitivas, como el aumento repentino del principal factor de riesgo genético para la intolerancia al gluten después de que la gente comenzara a cultivar trigo.
Sin embargo, los autores destacan que existen varios factores cruciales que deben comprenderse antes de interpretar asociaciones de SNP como estas.
En primer lugar, aquello con lo que se asocia una variante ahora no es necesariamente la razón por la que un alelo se propagó en el acervo genético de Eurasia occidental. Las razones para ello incluyen:
- Algunos de los rasgos asociados a los SNP en las sociedades modernas no existían en la antigüedad y, por lo tanto, no explican por qué un alelo era originalmente ventajoso o perjudicial. Una variante que ahora se correlaciona con los ingresos familiares o los años de escolaridad debió tener un significado diferente en la Edad de Piedra. Así pues, estos resultados no implican que los europeos evolucionaran para ser más inteligentes o más sanos.
- El hecho de que un alelo determine un rasgo en la actualidad no implica automáticamente que dicho rasgo fuera importante en el pasado. Quizás tener el pelo rojo era beneficioso hace 4000 años, o tal vez surgió junto con un rasgo más importante.
- Algunos SNP afectan a múltiples rasgos, por lo que la clasificación que una base de datos genómica le da a un SNP puede no reflejar todos sus efectos. Hoy, por ejemplo, sabemos que la misma variante genética que aumenta el riesgo de padecer anemia falciforme también protege contra la malaria, por lo que lo que parece selección natural a favor de una enfermedad puede ser en realidad selección en contra de otra.
- Es posible que un SNP marcado se encuentre en realidad en un gen adyacente al que la selección natural estaba seleccionando; otra forma de verse involucrado en el proceso.
- Es posible que aún no se conozcan los rasgos actuales influenciados por un SNP o que estos no estén incluidos en las bases de datos que analizó el equipo.
En segundo lugar, el hecho de que un alelo, un SNP o un rasgo se haya extendido dentro o fuera de Eurasia occidental durante este período no significa que esto haya ocurrido solo en Eurasia occidental.
Los investigadores pueden utilizar los nuevos métodos computacionales para buscar selección direccional en otras poblaciones de todo el mundo que tengan suficientes secuencias de ADN antiguo y así obtener una imagen más clara de lo que es único en los diferentes grupos y lo que se generaliza a través de las poblaciones.
Reich prevé que futuros estudios demostrarán que las presiones selectivas compartidas actuaron sobre algunos de los mismos rasgos fundamentales en diversos grupos humanos, incluso cuando esos grupos se separaron y migraron a diferentes partes del mundo a lo largo de decenas de miles de años.
¿Qué sigue?
El equipo ha puesto sus datos y métodos a disposición del público de forma gratuita para impulsar nuevas investigaciones.
Una vía consiste en investigar otras posibles señales en los datos. Akbari afirmó que él y sus colegas identificaron más de 7600 ubicaciones genéticas que tienen más del 50 % de probabilidades de ser «ejemplos reales de selección direccional» y que justifican un seguimiento.
Para Reich, las vías más interesantes residen en utilizar los nuevos métodos para explorar otros grupos y retroceder aún más en el tiempo.
«¿Hasta qué punto veremos patrones similares en Asia Oriental, África Oriental o en los nativos americanos de Mesoamérica y los Andes centrales?», preguntó. «Si no podemos usar ADN antiguo para estudiar el período más importante de la evolución humana, hace entre uno y dos millones de años, al menos podemos estudiar la presión selectiva sobre los genomas humanos durante períodos de cambio más recientes y aprender principios más generales».
También será fundamental que los científicos realicen estudios moleculares para comprender mejor las consecuencias para la salud de determinados alelos.
Es posible que los resultados orienten a los científicos hacia nuevos factores genéticos relacionados con la salud y la enfermedad, lo que mejoraría la capacidad de los expertos para evaluar el riesgo de padecer enfermedades, prevenirlas y desarrollar nuevos medicamentos. Según Akbari, los investigadores que desarrollan terapias génicas podrían considerar si el gen al que se dirigen fue identificado en el estudio como beneficioso.
«Se podría especular que si la variante que alguien quiere eliminar fue seleccionada con mucha fuerza, probablemente no sea la mejor idea», dijo.
Los científicos también podrían utilizar estos nuevos métodos para estudiar la selección natural en otras especies. Según Akbari, este tipo de investigación podría revelar alelos que han hecho que el ganado vacuno o las gallinas sean especialmente aptos para la domesticación, o que han ayudado a los animales a adaptarse a los cambios climáticos.
Según Reich, las posibilidades son tentadoras para profundizar nuestra apreciación de la diversidad humana, la historia y la salud.
«Este artículo muestra lo compleja que puede ser la selección natural y brinda la oportunidad de considerar la riqueza de la variación en las poblaciones humanas», dijo.
Detalles de la publicación
El ADN antiguo revela una selección direccional generalizada en Eurasia occidental, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10358-1
