01.12.2020 - 05:15
El 1935 l’antropòleg alemany Gustav von Koenigswald va adquirir unes misterioses dents en apotecaries del sud de la Xina. Les dents, d’uns 2,5 centímetres, s’utilitzaven en la medicina tradicional xinesa i eren anomenades «dents de drac». Von Koenigswald va quedar perplex per la seva mida desmesurada. Les dents mostraven trets característics dels primats, però eren més grans que els molars dels goril·les, els primats actuals més grans del planeta. No és sorprenent, doncs, que Von Koenigswald anomenés la nova espècie Gigantopithecus. A mitjan segle XX, noves troballes de fòssils van consolidar aquesta espècie com un llinatge de primats que va habitar el sud-est asiàtic des de fa uns dos milions d’anys fins fa 100.000 anys, amb la incertesa de fins a quin punt formava part dels nostres orígens. En l’actualitat s’han trobat quatre mandíbules i prop de 1.300 dents. Malgrat que la mida del gegant només s’ha pogut extrapolar a partir d’ossos del crani, se suposa que Gigantopithecus podia arribar als tres metres d’alçada i pesar al voltant de 300 kilograms (Zhang i Harrison, 2017), el primat més gran mai descobert.
La comunitat científica no va poder aprendre gaire més sobre Gigantopithecus a causa de la manca de fòssils com ara cranis complets i esquelets. Sense dades moleculars, com ara la seqüència de proteïnes o d’ADN, les relacions de fòssils i altres organismes només es poden investigar mitjançant comparacions morfològiques. De fet, fins fa poques dècades el nostre coneixement sobre la història dels homínids es basava en la comparació d’estructures òssies entre fòssils. Malgrat que els estudis paleontològics han estat i són cabdals per a entendre el passat de la nostra espècie, tenen certes limitacions a l’hora de resoldre posicions filogenètiques o caracteritzar en detall esdeveniments demogràfics.
De la paleogenòmica a la paleoproteòmica
Actualment, gràcies a grans avenços tecnològics, podem obtenir dades moleculars d’organismes que van viure fa desenes de milers d’anys mitjançant la seqüenciació del seu ADN. Aquesta «nova habilitat», la d’obtenir dades moleculars d’organismes fossilitzats, ha obert un gran ventall de possibilitats i ha permès explorar preguntes abans impossibles de respondre. Per exemple, gràcies a l’estudi de l’ADN de neandertals i denissovans, els nostres cosins més propers, sabem que el seu llinatge va divergir del nostre fa uns 500.000 anys (Prüfer et al., 2014). També sabem que totes les poblacions humanes fora de l’Àfrica tenen prop d’un 3 % d’ADN neandertal i que algunes poblacions d’Oceania mostren, a més de l’ADN de neandertal, fins a un 5 % de material genètic provinent de denissovans (Reich et al., 2010), molt probablement com a resultat de l’intercanvi de gens entre els nostres ancestres.
Així doncs, si podem obtenir l’ADN d’organismes fossilitzats, com és que la comunitat científica no seqüencia tot el que troba? La resposta és força intuitiva. Imagineu la Terra fa uns 1,9 milions d’anys, temps en el qual les restes d’un o una Gigantopithecus blacki van acabar en una cova al sud de la Xina, la cova de Chuifeng. Potser l’animal va morir allà, o bé algun carronyaire va transportar part de les seves restes fins a la cova. En poc temps, la carn va desaparèixer i l’esquelet va començar a deteriorar-se. Van passar milers d’anys, milers de pluges torrencials, sequeres… fins i tot múltiples glaciacions. Tot el que n’ha quedat en l’actualitat és una dent mineralitzada, on qualsevol resta d’ADN ha estat esmicolada en una infinitat de fragments moleculars.
La resposta a la pregunta anterior és, doncs, que l’ADN no perdura eternament, es deteriora de forma gradual, es trenca i es transforma en altres molècules, i acaba esdevenint indetectable o ininterpretable per a nosaltres. Aquest deteriorament es veu accentuat en climes equatorials i tropicals, ja que les altes temperatures n’acceleren el procés. De fet, aquesta és una de les raons per les quals la gran majoria d’estudis d’ADN antic s’han focalitzat en mostres localitzades ben lluny dels tròpics. El «rècord mundial» de seqüenciació d’ADN antic es troba en 560.000-780.000 anys: un cavall preservat en permagel en les parts més septentrionals del Canadà, al territori de Yukon (Orlando et al., 2013). Fora d’aquestes situacions excepcionals per a la preservació, l’ADN normalment es pot obtenir d’organismes que van morir fa unes desenes de milers d’anys. Per tant, malgrat el seu gran potencial, l’ADN antic es veu limitat a obrir finestres al passat més recent.
Hi ha cap esperança d’obtenir dades moleculars de Gigantopithecus de la cova de Chuifeng? La seva antiguitat suggereix que no gaires. Qualsevol traça del seu ADN es deteriora pel pas del temps i acaba completament malmesa pel clima humit i càlid del sud de la Xina. Tanmateix, les cèl·lules contenen altres tipus de molècules a banda de l’ADN. La majoria de llibres de biologia dediquen unes pàgines a l’anomenat «dogma central de la biologia»: l’ADN es transcriu a ARN i tot seguit aquest es tradueix a proteïnes. Malgrat que aquest model és una gran simplificació del flux real d’informació genètica dins una cèl·lula, obre un fil de llum per al nostre propòsit: seria possible seqüenciar l’ARN o les proteïnes d’una dent d’1,9 milions d’anys? L’ARN és molt semblant a l’ADN, una seqüència de nucleòtids on la timina (T) és reemplaçada per uracil (U); així doncs, la seva estabilitat i resistència al pas del temps és equiparable a la de l’ADN. Però… i les proteïnes?
El que ens pot dir una dent
A finals del 2019, un equip internacional va intentar obtenir proteïnes de l’esmalt del Gigantopithecus de Chuifeng mitjançant l’espectrometria de masses. L’intent va ser un èxit (Welker et al., 2019). Tenint en compte «l’edat termal» de la mostra (1,9 milions d’anys ajustats a la temperatura anual de la cova), són les dades moleculars de mamífer més antigues mai obtingudes. L’esmalt del Gigantopithecus és ric en sis proteïnes diferents. Mitjançant la comparació de les seqüències de proteïna obtinguda amb les de la resta de grans simis actuals (ximpanzés, bonobos, orangutans i humans), s’ha pogut establir que Gigantopithecus era un parent proper dels orangutans. D’altra banda, utilitzant el rellotge molecular (ritme al qual apareixen canvis en la seqüència d’una proteïna), es creu que els orangutans i Gigantopithecus van compartir un ancestre comú fa uns deu o dotze milions d’anys. A més, la detecció d’una proteïna gens comuna en l’esmalt d’altres simis permet hipotetitzar sobre les raons que hi ha rere la distintiva morfologia dental de Gigantopithecus. Si Gustav von Koenigswald estigués viu, de ben segur que quedaria bocabadat de veure com la tecnologia ha transformat la biologia en menys de cent anys.
Llig l’article complet en la web de Mètode.
Tomàs Marquès-Bonet. Investigador principal. Institut de Biologia Evolutiva (UPF-CSIC), Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB); Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), i Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont, Universitat Autònoma de Barcelona.
