Cómo el ADN antiguo (de los neandertales a la peste negra) ha transformado la arqueología

En 2010, unos genetistas daneses alcanzaron un hito extraordinario. Extrayendo fragmentos de ADN de cabellos de Groenlandia de 4000 años de antigüedad que llevaban décadas almacenados en un museo de Copenhague, reconstruyeron el primer genoma humano antiguo completo.

El estudio fue la culminación de décadas de trabajo de investigadores de todo el mundo, empezando por los vacilantes intentos de obtener material genético de momias egipcias en la década de 1980. Hasta 2013, el número de genomas humanos antiguos se podía contar con las dos manos. En los últimos cinco años, las cifras han aumentado exponencialmente: En abril de 2023 se publicó el genoma humano antiguo número 10 000, y miles más están en camino.

El notable crecimiento de la investigación sobre el ADN antiguo (en el que se centra una disciplina totalmente nueva llamada paleogenómica) puede ser el mayor acontecimiento que haya afectado a la arqueología desde el desarrollo de la datación por radiocarbono en la década de 1950. El año pasado, el investigador pionero Svante Pääbo, genetista del Instituto Max Planck de Evolución Humana de Leipzig (Alemania), ganó el Premio Nobel por su trabajo sobre los genes de los neandertales extintos. Ahora, el ADN antiguo se ha convertido en una herramienta para comprender mejor de dónde venimos, y en una forma de vislumbrar hacia dónde vamos.

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Perfeccionar el proceso

Para recuperar ADN antiguo de muestras pasadas, los investigadores toman un trocito de hueso, diente o pelo de un esqueleto utilizando un taladro de dentista o una herramienta similar y extraen fragmentos de ADN. Al duplicar los fragmentos de ADN varias veces y luego utilizar ordenadores para emparejar y volver a ensamblar las diminutas hebras, como en un puzzle de 1000 millones de piezas, los genetistas pueden reconstruir genomas enteros.

El proceso tardó décadas en perfeccionarse. Los primeros intentos de obtener ADN de huesos antiguos en la década de 1980 estuvieron plagados de problemas. El mayor fue la contaminación: todos los organismos vivos tienen ADN, y las primeras investigaciones tuvieron dificultades para separar el material genético antiguo del moderno. Las muestras podían estar contaminadas por cualquier cosa, desde las bacterias del suelo que se infiltran en los huesos enterrados hasta la caspa de un técnico de laboratorio. Las primeras afirmaciones de que se podía recuperar ADN de dinosaurio del ámbar del Cretácico resultaron ser demasiado optimistas, por ejemplo, y en su mayoría fruto de la contaminación, lo que puso en duda todo el campo.

Pääbo y otros investigadores persistieron en su empeño y desarrollaron métodos para eliminar la contaminación y demostrar que el ADN que buscaban pertenecía realmente a especímenes antiguos. Como resultado, hoy en día las muestras de ADN antiguo se toman en condiciones estrictamente controladas, en salas limpias inundadas de luz ultravioleta, capaz de destruir las bacterias y su ADN. Los resultados se comparan con bases de datos de ADN de especies modernas o de otras muestras antiguas, lo que ayuda a clasificar y aislar el material genético de distintas fuentes.

Al principio, los procedimientos eran muy caros, mucho más de lo que podían permitirse la mayoría de los arqueólogos y paleontólogos. Pero a medida que se han reducido los costes y ha aumentado el número de muestras, el método se ha convertido en una poderosa herramienta para comprender el pasado. Los estudios sobre el ADN antiguo están pasando de ser algo excepcional que acaparaba titulares a formar parte de las herramientas habituales de los arqueólogos. Esto ya ha permitido comprender mejor las antiguas migraciones y el funcionamiento de las sociedades en un pasado remoto.

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En movimiento a través del tiempo

Comparando el ADN de personas enterradas en distintas épocas pero en la misma región geográfica, por ejemplo, genetistas y arqueólogos pueden identificar poblaciones cambiantes. Decenas de estudios realizados en la última década en todo el mundo demuestran que las migraciones y los desplazamientos siempre han formado parte de la historia de la humanidad. Ahora sabemos que la población de Europa ha sido dinámica durante muchos milenios, con poblaciones radicalmente distintas que han entrado en el continente, mezclándose y mezclándose en múltiples ocasiones desde que llegaron los primeros humanos modernos hace unos 50 000 años. Y el ADN antiguo ha ayudado a determinar cuándo llegaron las primeras personas a América y a vincularlas con poblaciones ancestrales de Asia.

Algunos descubrimientos se remontan incluso más atrás. Por ejemplo, al comparar el ADN neandertal con el de la gente moderna, Pääbo y su equipo pudieron demostrar que los europeos y asiáticos modernos tienen una pequeña fracción (hasta el 5%) de su ascendencia de los neandertales, lo que sugiere que nuestros lejanos antepasados se encontraron y se aparearon con neandertales en algún momento del pasado remoto.

El ADN permite incluso averiguar cuándo: los genes de los habitantes del África subsahariana no contienen ADN neandertal. Esto sugiere que los humanos modernos conocieron a nuestros primos neandertales tras emigrar de África hace 50 000 años.

El ADN antiguo ha revelado incluso la existencia de especies completamente nuevas de antepasados humanos. En 2008, unos arqueólogos recuperaron un fragmento de hueso de nudillo de una cueva de Siberia occidental. Calcularon que tenía más de 50 000 años, pero el fragmento era demasiado pequeño para decir mucho más con los métodos arqueológicos tradicionales.

Gracias a las frías condiciones de la cueva siberiana, los investigadores pudieron extraer ADN del hueso, lo que reveló que no se trataba ni de un neandertal ni de un humano moderno, sino de algo totalmente distinto: una especie humana ancestral desconocida hasta entonces y que ahora se conoce como denisovanos, en honor a la cueva en la que se descubrieron inicialmente sus restos.

El ADN humano es sólo la punta del iceberg. Las mismas técnicas utilizadas para investigar a los humanos desaparecidos han permitido a los investigadores secuenciar el ADN de especies extinguidas. Los genes de mamuts lanudos, osos de las cavernas y pájaros dodo han permitido echar un vistazo sin precedentes al pasado y comprender mejor la biología de sus parientes vivos.

Mientras tanto, el ADN bacteriano milenario permite rastrear los orígenes y la evolución de enfermedades como la tuberculosis y la Yersinia pestis, más conocida como peste negra. Y los científicos han aislado e identificado bacterias atrapadas en la placa de los dientes de esqueletos antiguos, mostrando qué comían las personas, qué enfermedades padecían y en qué se diferencia el microbioma moderno del de nuestros antepasados.

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Nuevas fronteras y cuestiones éticas

¿La próxima frontera? Extraer ADN de la tierra. En un estudio reciente, los científicos pudieron reconstruir el entorno de Groenlandia antes de que estuviera cubierta de hielo, identificando el ADN de mamuts, renos y gansos que vagaban por la isla hace más de dos millones de años. Los investigadores esperan que pronto la suciedad pueda aportar también información sobre las personas. El suelo de las cuevas ocupadas en el pasado, por ejemplo, podría contener suficiente ADN para identificar a sus antiguos ocupantes.

En lo que se refiere al ADN humano, la investigación se concentra en Europa y Rusia, que representan dos tercios de las muestras publicadas hasta ahora. Esto se debe en parte a que los primeros estudios se centraron en lugares donde las condiciones de frío preservaban bien el ADN. Hace una década, muchos investigadores dudaban de que se pudiera recuperar ADN antiguo de África, o incluso de las costas del Mediterráneo. Pero a medida que mejoran las técnicas, los investigadores recurren cada vez más a yacimientos de África y Asia para responder a preguntas importantes sobre los orígenes y la historia de la humanidad.

Estos avances en los conocimientos genéticos y arqueológicos también han planteado nuevas cuestiones éticas y reacciones en contra. Mientras que las personas vivas pueden ofrecer voluntariamente un frotis de mejilla o una muestra de sangre con su ADN, para analizar los genes de los muertos se necesitan unas centésimas de gramo de hueso o diente pulverizado. Este análisis "destructivo" de restos humanos viola las creencias religiosas de algunos grupos. También destruye parte de un esqueleto antiguo, el recurso no renovable por excelencia.

Genetistas, arqueólogos y comunidades de descendientes no siempre se ponen de acuerdo a la hora de decidir quién puede autorizar el estudio de esos restos. En la última década, los críticos han presionado a los genetistas para que se comprometan más con las comunidades de las que proceden sus muestras. La toma de muestras y la publicación de los genes de personas fallecidas hace mucho tiempo, argumentan, deberían requerir el permiso de sus descendientes antes de iniciar la investigación. Por otra parte, muchos esqueletos de las colecciones de los museos se adquirieron en circunstancias que hoy no se considerarían éticas.

Los arqueólogos afirman que basarse en el ADN antiguo puede simplificar demasiado la prehistoria: los genes no pueden decirnos qué lengua hablaba la gente, a qué dioses rendían culto o cómo se consideraban a sí mismos, sino quiénes eran sus padres, abuelos y antepasados más lejanos. Pero, combinado con técnicas arqueológicas más tradicionales, el ADN de esqueletos antiguos es una poderosa forma de estudiar el pasado.