A base genética da evolução do corpo dos humanos

As diferenças genéticas importantes não estão apenas na sequência do DNA (gcttaatgc…), mas também em outras coisas que se anexam a ela (modificações epigenéticas sobre os genes). Cientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém, do Instituto Max Planck de Leipzig e das Universidades de Oviedo e Cantábria, na Espanha, reconstruíram pela primeira vez os mapas epigenéticos dos neandertais e dos denisovanos, e os compararam com os humanos modernos. Existem 2.000 regiões genômicas diferentes, entre elas as que abrigam os genes Hox que organizam o corpo de todos os animais, o que explica as diferenças morfológicas entre os três grupos de humanos.

Os pesquisadores utilizaram os genomas de alta qualidade obtidos dos ossos fósseis de duas mulheres —chamá-las de fêmeas é um pouco chocante— que viveram há cerca de 50.000 anos: uma neandertal e uma denisovana. Esta última espécie foi identificada há alguns anos a partir de seu DNA fóssil, e quase não se sabe nada de sua morfologia nem de sua extensão geográfica. A grande inovação do estudo é que os cientistas encontraram uma forma de deduzir os padrões de ativação genética dessas duas espécies.

Uma das principais modificações epigenéticas é a adição de um grupo metil (-CH3, um átomo de carbono e três de hidrogênio) a uma das letras do DNA (a “c”, ou citosina). Esta atividade de metilação nasceu evolutivamente como um sistema para inativar os transposons, antigos genomas de vírus que perderam sua capacidade de infectar, mas continuam movendo-se de um local a outro pelo genoma.

A metilação serve hoje também para inativar grandes ramificações de DNA humano

A metilação serve hoje também para inativar grandes ramificações do DNA humano, incluída a totalidade de um cromossomo X nas mulheres (as fêmeas têm dois XX, enquanto os machos só têm um, o XY). Os humanos começaram o desenvolvimento com a maioria dos genes abertos, e a evolução do embrião implica na desativação progressiva de alguns genes ou outros em cada zona do corpo.

Os padrões de metilação são 99% idênticos entre os humanos modernos e as duas espécies antigas. Os diamantes residem no 1% restante, e as joias da coroa são dois genes Hox cujo padrão de atividade difere claramente entre as espécies antigas e a moderna. Estes genes formam filas no genoma (do Hox1 ao Hox13), e definem zonas igualmente consecutivas do corpo. Por exemplo, cabeça, pescoço, dorsais, lombares e o restante; ou ombro, braço, antebraço, punho, palma da mão e dedos.

As mudanças de metilação nesses dois genes Hox correspondem às diferenças morfológicas entre os humanos antigos e modernos, como o comprimento do fêmur, o tamanho das mãos e dos dedos, e a largura dos cotovelos e joelhos.

Podemos inferir algum dia todas as características de uma espécie partindo apenas de seu genoma? Tudo indica que sim.