Un homínido extinto podría explicar la historia de la humanidad

Es la primera vez que el aprendizaje en profundidad se utiliza con éxito para explicar la historia humana, allanando el camino para que esta tecnología se aplique en otras cuestiones de biología, genómica y evolución. El análisis profundo del aprendizaje ha revelado que el homínido extinto es probablemente un descendiente de las poblaciones neandertales y denisovanas.

El descubrimiento de un fósil con estas características este verano parece respaldar el hallazgo del estudio, consolidando la hipótesis de esta tercera especie o población que coexistió con los seres humanos modernos y se acopló con ellos. "Nuestra teoría coincide con el espécimen híbrido descubierto recientemente en Denisova, aunque aún no podemos descartar otras posibilidades", comenta Mayukh Mondal, investigador de la Universidad de Tartu y ex investigador del IBE.

El análisis computacional del ADN humano, en el que también participa la Universidad de Tartu (Estonia), sugiere que la especie extinta era un híbrido de neandertales y denisovanos que se cruzó con humanos modernos fuera de África, en Asia. Este hallazgo, publicado en la revista 'Nature Communications', explicaría que el híbrido encontrado este verano en las cuevas de Denisova (Rusia), la descendiente de una madre neandertal y un padre denisovan --el primer ser humano hallado descendiente directo de dos especies distintas--, no fue un caso aislado, sino que fue parte de un proceso de introgresión más general.

Una de las formas de distinguir entre dos especies es que, si bien ambas pueden cruzarse, no suelen producir descendientes fértiles. Sin embargo, este concepto es mucho más complejo cuando se trata de especies extintas. De hecho, la historia contada por el ADN humano actual difumina las líneas de estos límites, preservando fragmentos de homínidos de otras especies, como los neandertales y los denisovanos, que coexistieron con los humanos modernos hace más de 40.000 años en Eurasia.

"Hace unos 80.000 años, se produjo la denominada 'Out of Africa', una hipótesis que afirma que parte de la población humana, que ya estaba formada por humanos modernos, abandonó el continente africano y emigró a otros continentes, dando lugar a todas las poblaciones actuales, según indica Jaume Bertranpetit, investigador principal del IBE y jefe de departamento de la Pompeu Fabra. "Sabemos que a partir de ese momento, los humanos modernos se cruzaron con neandertales en todos los continentes, excepto África, y con los denisovanos en Oceanía y probablemente en el sudeste asiático, aunque la evidencia de cruzamiento con una tercera especie extinta había no ha sido confirmado con certeza", explica.

Hasta ahora, la existencia del tercer ancestro era solo una teoría que explicaría el origen de algunos fragmentos del genoma humano actual (parte del equipo involucrado en este estudio ya había planteado la existencia del homínido extinto en un estudio previo). Sin embargo, el aprendizaje profundo ha hecho posible la transición del ADN a la demografía de las poblaciones ancestrales.

El problema con el que tuvieron que lidiar los investigadores es que los modelos demográficos que analizaron son mucho más complejos que cualquier otra cosa considerada hasta la fecha y no había herramientas estadísticas disponibles para analizarlos. El aprendizaje profundo "es un algoritmo que imita la forma en que funciona el sistema nervioso de los mamíferos, con diferentes neuronas artificiales que se especializan y aprenden a detectar, en datos, patrones que son importantes para realizar una tarea determinada", afirma Òscar Lao, investigador principal en el CNAG-CRG y un experto en este tipo de simulaciones.

"Hemos utilizado esta propiedad para obtener el algoritmo para aprender a predecir la demografía humana utilizando genomas obtenidos a través de cientos de miles de simulaciones. Cada vez que ejecutamos una simulación, estamos recorriendo un posible camino en la historia de la humanidad. De todas las simulaciones, el aprendizaje profundo nos permite observar lo que hace que los rompecabezas ancestrales encajen", señala.