O curso da história humana foi marcado por padrões complexos de migração, isolamento e mistura, este último um termo que se refere ao fluxo gênico entre indivíduos de diferentes populações. A mistura resulta em uma mistura de linhagens genéticas, levando ao aumento da diversidade genética dentro das populações. Além da mistura entre as populações humanas modernas, os humanos antigos se reproduziram com outros grupos de hominídeos, como os neandertais e os denisovanos.

Isso resultou em fragmentos de DNA dessas linhagens antigas sendo transmitidos aos humanos modernos em um processo conhecido como introgressão. Dois estudos recentes publicados em Genome Biology and Evolution examinam padrões de mistura em duas regiões diferentes do mundo – África e Américas – revelando como esse processo moldou os genomas dos humanos modernos.

A África é o berço da humanidade, onde nossa espécie se originou e se diversificou. Por causa disso, a África contém os mais altos níveis de diversidade genética e estrutura populacional entre os humanos, com populações não africanas representando em grande parte um subconjunto da variação genética presente no continente africano. Os genomas dos africanos contêm misturas de múltiplos ancestrais, cada um dos quais experimentou diferentes histórias evolutivas.

No artigo "Genética Evolutiva e Mistura em Populações Africanas", pesquisadores de dois institutos - Georgia Institute of Technology e Mediclinic Precise Southern Africa - revisaram como vários eventos demográficos moldaram os genomas africanos ao longo do tempo.

Segundo Joseph Lachance, um dos autores da revisão, "o que se destaca é a grande complexidade da história demográfica humana, especialmente na África. Há muitos exemplos de divergência populacional seguida de contato secundário, cujo legado está escrito em nossos genomas. "

Por exemplo, a introgressão antiga de populações arcaicas "fantasmas" de hominídeos que não existem mais contribuíram com aproximadamente 4–6% da ancestralidade das populações atuais de Khoe-San, Mbuti e da África Ocidental. Eventos demográficos mais recentes que ocorreram nos últimos 10.000 anos resultaram de forma semelhante na mistura entre os humanos modernos, incluindo o fluxo gênico entre diferentes populações Khoe-San falantes de click, a disseminação do pastoreio do leste para o sul da África e migrações de falantes de bantu em todo o mundo. o continente.

É importante ressaltar que os estudos biomédicos geralmente falham em capturar essa diversidade, resultando em implicações para a saúde e a doença daqueles com ascendência africana. Uma melhor compreensão da arquitetura genética pode ajudar a prever o risco de doenças em uma população ou até mesmo informar a tomada de decisões clínicas para pacientes individuais. Essas informações são críticas para pesquisas biomédicas equitativas, levando os autores do estudo a pedir estudos conduzidos de forma mais ética sobre a variação genética na África.

"Um ponto crítico agora é a relativa falta de dados genéticos africanos", diz Lachance. “A maioria dos estudos genômicos se concentrou nas populações da Eurásia, e essa limitação pode exacerbar as desigualdades de saúde existentes”.

Um caminho para entender melhor a arquitetura genética dos genomas africanos é o estudo do DNA antigo: "No futuro, espera-se que a análise do DNA antigo se torne muito mais comum. Estudos futuros provavelmente também se concentrarão na estrutura populacional em escala fina na África. No entanto, persistem obstáculos logísticos e financeiros. Há uma clara necessidade de mecanismos de financiamento que desenvolvam a capacidade de pesquisa na África."

Um segundo artigo publicado recentemente em Genome Biology and Evolution , intitulado "O impacto da mistura moderna na ancestralidade humana arcaica nas populações humanas", enfoca a mistura nas Américas, que foram colonizadas por humanos modernos há relativamente pouco tempo. As primeiras pessoas a entrar no continente foram os indígenas americanos que migraram da Sibéria. A migração subsequente de europeus e africanos devido à colonização europeia e ao comércio transatlântico de escravos resultou em populações miscigenadas que combinam ancestrais de diferentes continentes.

No estudo, pesquisadores da Brown University, da Universidad Nacional Autónoma de México e da University of California-Merced analisaram como o fluxo genético resultante entre os humanos modernos redistribuiu a ancestralidade arcaica em genomas misturados. Eles usaram dados do Projeto 1000 Genomas que foram adquiridos de várias populações miscigenadas, incluindo colombianos de Medellín, indivíduos com ascendência mexicana de Los Angeles, peruanos de Lima e porto-riquenhos de Porto Rico. Esses genomas foram comparados aos genomas de alta cobertura de neandertais e denisovanos, hominídeos antigos que divergiram dos humanos modernos há cerca de 500.000 anos e acasalaram com humanos na Eurásia antes de serem extintos há cerca de 40.000 anos.

De acordo com um dos autores do estudo, Kelsey Witt, da Brown University, essas populações miscigenadas são relativamente pouco estudadas em comparação com populações mais homogêneas. "É comum em estudos como este que populações miscigenadas sejam excluídas porque as múltiplas fontes de ancestralidade podem tornar essas perguntas mais difíceis de responder. Para este trabalho, queríamos focar em populações miscigenadas para determinar o que poderíamos aprender com elas, e se miscigenadas populações poderiam fornecer informações sobre todas as fontes de ancestralidade que contribuíram para elas."

O estudo descobriu que a quantidade de introgressão de neandertais e denisovanos era proporcional à quantidade de ascendência indígena americana ou europeia em cada população . Embora os tratos europeus e indígenas americanos nesses genomas misturados tenham proporções aproximadamente iguais de variantes neandertais, as variantes denisovanas são encontradas principalmente em tratos indígenas americanos. Isso reflete a ancestralidade compartilhada entre os indígenas americanos e as populações asiáticas, que também têm níveis mais altos de introgressão denisovana.

Além disso, ao procurar por alelos arcaicos presentes em alta frequência em populações americanas miscigenadas, mas baixa frequência em populações do Leste Asiático, os autores do estudo identificaram vários genes como candidatos à introgressão adaptativa. Esses genes foram relacionados a várias vias, incluindo imunidade, metabolismo e desenvolvimento do cérebro. Tais descobertas têm implicações potenciais para a saúde dos indivíduos nessas populações miscigenadas.

"Vimos muitos exemplos de incompatibilidade genética na literatura", diz Witt, "em que algumas variantes foram adaptativas em algum momento do passado, mas no ambiente atual elas têm um impacto negativo na saúde. Além disso, em misturas populações, variantes genéticas que são únicas para populações separadas agora podem interagir de maneiras inesperadas (às vezes negativas) quando estão presentes no mesmo indivíduo. Nosso trabalho sugere que algumas variantes arcaicas são específicas para algumas fontes de ancestralidade e não para outras."

Como Lachance, Witt sabe que pesquisas adicionais são necessárias para continuar a desvendar os efeitos da mistura nos humanos modernos . "De várias maneiras, as populações miscigenadas nas Américas são fáceis de estudar porque temos uma boa ideia do momento e do número de eventos de fluxo gênico", observa Witt.

"Eu gostaria de aplicar este trabalho a outras populações miscigenadas, onde podemos não saber quando a miscigenação ocorreu ou quais populações contribuíram para isso, ou em casos onde as populações contribuintes estão mais relacionadas. Acho que as respostas nesses casos podem não são tão claros, mas podem contribuir para uma melhor compreensão desses eventos recentes de mistura."

Esses estudos mostram que a miscigenação desempenhou um papel significativo na formação da evolução humana, tanto na África quanto nas Américas. A mistura não apenas remodela a variação genética dentro e entre as populações, mas também introduz novas fontes de variação que podem ter potencial adaptativo. Ao comparar os genomas de populações miscigenadas com os de seus grupos ancestrais e com os de humanos arcaicos, esses estudos revelam como a mistura e combinação de alelos moldou a evolução de nossa espécie.