Dientes de mamuts siberianos contienen el ADN más antiguo que se haya recuperado

Científicos recuperaron el ADN más antiguo del que se tiene constancia, extrayéndolo de los molares de mamuts que recorrieron el noreste de Siberia incluso hace unos 1,2 millones de años, en una investigación que amplía los horizontes para entender a las especies extintas.

Los investigadores dijeron este miércoles que habían recuperado y secuenciado el ADN de los restos de tres mamuts enterrados en condiciones de permafrost propicias para la preservación de material genético antiguo. Si bien los restos se descubrieron a partir de la década de 1970, se necesitaron nuevos métodos científicos para extraer el ADN.

El más antiguo de los tres animales, descubierto cerca del río Krestovka, tenía aproximadamente 1,2 millones de años de antigüedad. Otro, hallado cerca del río Adycha, tenía entre 1 y 1,2 millones de años. El tercero, recuperado cerca del río Chukochya, vivió hace unos 700.000 años.

“Se trata del ADN más antiguo que se ha recuperado hasta ahora”, dijo el genetista evolutivo Love Dalén, del Centro de Paleogenética de Suecia, que dirigió la investigación publicada en la revista Nature. Hasta ahora, el ADN más antiguo procedía de un caballo que vivió en el territorio canadiense del Yukón hace unos 700.000 años. A modo de comparación, nuestra especie, el Homo sapiens, apareció hace unos 300.000 años.

“Este ADN estaba extremadamente degradado en trozos muy pequeños, por lo que tuvimos que secuenciar miles de millones de secuencias de ADN ultracortas para poder armar el rompecabezas de estos genomas”, aseguró Dalén.

La mayor parte de los conocimientos sobre las criaturas prehistóricas proceden del estudio de los esqueletos de los fósiles, pero hay un límite en lo que éstos pueden mostrar sobre un organismo, sobre todo en lo relativo a las relaciones y rasgos genéticos. El ADN antiguo puede ayudar a rellenar los espacios en blanco, pero es muy perecedero. Las nuevas y sofisticadas técnicas de investigación permiten a los científicos recuperar ADN cada vez más antiguo.

“He estado esperando este documento durante, qué, ocho años”, sostiene Ludovic Orlando, un especialista en ADN antiguo en el Centro de Antropobiología y Genómica de Toulouse en Francia, quien codirigió un esfuerzo de 2013 que secuenció el anterior más antiguo ADN: un genoma de un hueso de pata de caballo de 560.000 a 780.000 años. “Me complace perder este récord”, dice.

Los investigadores habían sospechado que el ADN antiguo podría sobrevivir más de un millón de años, si se podía encontrar la muestra correcta. Una vez que un organismo muere, sus cromosomas se rompen en pedazos que se acortan con el tiempo. Eventualmente, las hebras de ADN se vuelven tan pequeñas que, incluso si se pueden extraer, pierden su contenido de información.

“Podría ser una suposición descabellada, pero un máximo de dos o tres millones de años debería ser factible”, dijo Dalén respecto a hasta dónde podrían llegar los descubrimientos. Eso podría arrojar luz sobre algunas especies del pasado, pero dejaría muchas otras inalcanzables, como los dinosaurios, que se extinguieron hace 66 millones de años.

“Cuando podamos obtener ADN en una escala temporal de un millón de años, podremos estudiar el proceso de especiación (formación de nuevas especies) de forma mucho más detallada”, señaló el especialista. Y añadió: “Los análisis morfológicos de los huesos y los dientes normalmente sólo permiten estudiar un puñado de características en los fósiles, mientras que con la genómica estamos analizando muchas decenas de miles de características”.

Sueño decadal

Dalén había estado jugando con la idea de secuenciar restos de mamut muy viejos desde que encontró por primera vez una colección de ellos, en 2007. Las muestras que su equipo secuenciaron, una de un mamut lanudo temprano (Mammuthus primigenius) y dos asignados a un precursor conocido como mamuts esteparios (Mammuthus trogontherii), habían sido excavados por el paleontólogo ruso Andrei Sher.

El genetista esperaba que el ADN de las muestras pudiera capturar la evolución de los mamuts lanudos y otras especies en acción, pero se mostró escéptico debido a las malas experiencias anteriores con restos mucho más jóvenes encontrados en el permafrost. “No es que todo lo que se encuentra en el permafrost siempre funcione“, advierte.

Y de hecho, dos de los tres gigantescos molares de las excavaciones de Sher, recuperados de sedimentos de más de un millón de años, contenían tan poco ADN que Dalén dice que los habría descartado si hubieran sido más jóvenes.

Pero gracias a los avances en la tecnología de secuenciación y la bioinformática, su equipo logró obtener 49 millones de pares de bases de ADN nuclear de la muestra más antigua, encontrada cerca de una aldea llamada Krestovka, y 884 millones de pares de bases de otro diente, llamado Adycha.

Por su forma, los dos dientes más antiguos parecían pertenecer a mamuts esteparios, una especie europea que los investigadores creen que eran anteriores a los mamuts lanudos y a los mamuts colombianos (Mammuthus columbi), una especie norteamericana. Pero sus genomas pintaban un cuadro más complicado. El espécimen de Adycha era parte del linaje que dio origen a los mamuts lanudos, pero el espécimen de Krestovka claramente no lo era.

El equipo de Dalén descubrió que pertenecía a un linaje completamente nuevo. “No podemos decir que sea una especie diferente, pero seguro que lo parece”, dice. Aunque la muestra de Krestovka es de Rusia, sospecha que el linaje se aisló de otros mamuts esteparios en América del Norte. El equipo descubrió que los mamuts colombianos remontan la mitad de su ascendencia al linaje de mamuts Krestovka y la otra mitad a los mamuts lanudos. Dalén estima que los dos linajes se mezclaron hace más de 420.000 años.

La idea de que se pueden formar nuevas especies mediante la mezcla, y no simplemente separándose de una sola especie parental, está ganando popularidad entre los biólogos evolutivos. Pero esta es la primera evidencia de “especiación híbrida” del ADN antiguo, explica Orlando. “Esto es increíble.”

Hendrik Poinar, un especialista en ADN antiguo de la Universidad McMaster en Hamilton, Canadá, indica que diferentes especies de mamuts probablemente hibridaron de forma rutinaria cuando la expansión glacial las unió. Su equipo ha encontrado evidencia de que más tarde mamuts lanudos y colombianos ocasionalmente se cruzaron.

El futuro del ADN antiguo

Aunque los investigadores han estado esperando durante mucho tiempo un genoma de un millón de años, cruzar ese umbral es importante, dice Viviane Slon, paleogenetista de la Universidad de Tel Aviv en Israel. “Hay una diferencia entre lo que creemos que es posible y lo que realmente lo demuestra”.

Tom van der Valk, un bioinformático de la Universidad de Uppsala en Suecia que dirigió el trabajo del diente de mamut con los biólogos evolutivos Patrícia Pečnerová y David Díez del Molino del SMNH, espera que esto anime a otros laboratorios. “Es una barrera simbólica que espero pueda inspirar y motivar a otros grupos que tienen ideas sobre la secuenciación de tiempo realmente profundo”.

Al cruzar el umbral del millón de años, los investigadores del ADN antiguo podrían acceder a las historias tempranas de otros mamíferos grandes y pequeños, dice Dalén. Muestras muy antiguas de permafrost de bueyes almizcleros, alces y lemmings ahora están en el radar de su laboratorio.

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