You are here

    • You are here:
    • Home > Mysterious ancestor finds new place in humanity's family tree

Mysterious ancestor finds new place in humanity's family tree

NEWS

02
Apr
Thu, 02/04/2020 - 13:28

Mysterious ancestor finds new place in humanity's family tree

Skeletal remains of Homo antecessor. Credit: José María Bermúdez de Castro.

EN CASTELLANO/EN CATALÀ

The Proteomics Unit of the Centre for Genomic Regulation (CRG) and Universitat Pompeu Fabra (UPF) has played a vital role in the analysis of an eight hundred thousand-year-old human fossil. The results shed light on one of the branching points in the human family tree, reaching much further back in time than previously possible.

The findings by scientists from the University of Copenhagen, in collaboration with the CENIEH (National Research Center on Human Evolution) in Burgos, Spain, and other institutions including the Institute of Evolutionary Biology (IBE, CSIC-Universitat Pompeu Fabra) in Barcelona have been published today in Nature.

“The use of mass spectroscopy to study proteins, also known as palaeoproteomics, adds huge value to these types of projects,” says Eduard Sabidó, Head of the CRG and UPF Proteomics Unit. “Some proteins can be conserved for a very long time, helping us study ancient hominid samples that are too old to use traditional sequencing tools, because DNA is too unstable and has completely broken down over time.”

“We have been able to analyse these ancient proteins in collaboration with the University of Copenhagen thanks to the experience and skills of the CRG and UPF’s Proteomics Unit, as well as thanks to our cutting-edge mass spectroscopy units.”

“Ancient protein analysis provides evidence for a close relationship between Homo antecessor, us (Homo sapiens), Neanderthals, and Denisovans. Our results support the idea that Homo antecessor was a sister group to the group containing Homo sapiens, Neanderthals, and Denisovans, although we have to assume that the phylogenetic trees we have obtained are a good descriptor of the overall population relationships among these hominin groups.” says Frido Welker, Postdoctoral Research Fellow at the Globe Institute, University of Copenhagen, and first author on the paper.

The fossils analyzed by the researchers were found by palaeoanthropologist José María Bermúdez de Castro and his team in 1994 in stratigraphic level TD6 from the Gran Dolina cave site, one of the archaeological and paleontological sites of the Sierra de Atapuerca, Spain.

Initial observations led to conclude that Homo antecessor was the last common ancestor to modern humans and Neanderthals, a conclusion based on the physical shape and appearance of the fossils. In the following years, the exact relation between Homo antecessor and other human groups, like Neanderthals and ourselves, has been discussed intensely among anthropologists.

Although the hypothesis that Homo antecessor could be the common ancestor of Neanderthals and modern humans is very difficult to fit into the evolutionary scenario of the genus Homo, new findings in TD6 and subsequent studies revealed several characters shared among the human species found in Atapuerca and the Neanderthals. In addition, new studies confirmed that the facial features of Homo antecessor are very similar to those of Homo sapiens and very different from those of the Neanderthals and their more recent ancestors.

“I am happy that the protein study provides evidence that the Homo antecessor species may be closely related to the last common ancestor of Homo sapiens, Neanderthals, and Denisovans. The features shared by Homo antecessor with these hominins clearly appeared much earlier than previously thought. Homo antecessor would therefore be a basal species of the emerging humanity formed by Neanderthals, Denisovans, and modern humans”, adds José María Bermúdez de Castro, Scientific Co-director of the excavations in Atapuerca and co-corresponding author on the paper.

"The recovery of molecular samples from very old fossils combined with new computational techniques has brought about a revolution in the way we understand the relationship of species that are no longer among us. Many researchers in this study are involved in a European network of evolutionary work, and the coming years promise to be fascinating," says Tomàs Marquès-Bonet, director of the Institute for Evolutionary Biology (IBE, CSIC-Pompeu Fabra University) with a dual appointment at the Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) of the Centre for Genomic Regulation (CRG) and co-author of the article.

EN CASTELLANO

La unidad de proteómica del Centro de Regulación Genómica y de la Universidad Pompeu Fabra ha sido clave para descifrar el material proteínico recuperado de una especie humana, que vivió en Europa hace unos 800.000 años.

Los hallazgos realizados por científicos de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), en colaboración con colegas del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH-ICTS) de Burgos, así como de otras instituciones incluyendo el Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-Universitat Pompeu Fabra) en Barcelona, se publican en la revista Nature.

"El análisis de proteínas por espectrometría de masas, o paleoproteómica, tiene un valor añadido muy importante en este tipo de proyectos,” dice Eduard Sabidó, jefe de la unidad de proteómica del CRG y UPF. “Gracias a la resistencia y elevado grado de conservación de cierto tipo de proteínas, su análisis permite estudiar muestras de homínidos muy antiguas que no podrían analizarse con técnicas de secuenciación de DNA, mucho más lábil y ya completamente degradado."

"La Unidad de Proteómica del CRG y la UPF ha podido establecer los análisis necesarios para este proyecto en colaboración con la Universidad de Copenhagen. Esto ha sido posible gracias a la experiencia de los especialistas de la Unidad de Proteómica y los equipos de espectrometría de masas de última generación que hay disponibles en nuestra institución".

“El análisis de proteínas antiguas proporciona evidencia de una estrecha relación entre Homo antecessor, los neandertales, los humanos modernos y los Denisovanos. Nuestros resultados respaldan la idea de que Homo antecesor era un grupo hermano del conjunto de homínidos que contenía a Homo sapiens, Homo neanderthalensis y Denisovanos, y debemos suponer que los árboles filogenéticos que hemos obtenido describen bien las relaciones de parentesco entre estos grupos de homínidos", afirma Frido Welker, investigador postdoctoral en el Globe Institute, Universidad de Copenhague y primer autor del artículo.

Los fósiles analizados por los investigadores fueron encontrados en 1994 por el equipo dirigido por Juan Luis Arsuaga, José María Bermúdez de Castro y Eudald Carbonell en el nivel estratigráfico TD6 del yacimiento de la Gran Dolina, uno de los sitios arqueológicos y paleontológicos de la sierra de Atapuerca, en Burgos, España.

Las observaciones iniciales llevaron a concluir que Homo antecesor fue el último antepasado común de los neandertales y los humanos modernos, una conclusión basada en la morfología de los fósiles. Durante años, la relación exacta entre Homo antecessor y otros grupos humanos, como nosotros mismos y los neandertales, se ha discutido intensamente entre los expertos.

Aunque la hipótesis de que Homo antecessor podría ser el ancestro común de los neandertales y los humanos modernos es muy difícil de encajar en el escenario evolutivo del género Homo, los nuevos hallazgos en TD6 y estudios posteriores revelaron varios caracteres compartidos entre las especies humanas encontradas en Atapuerca y los Neandertales. Además, estudios adicionales confirmaron que las características faciales del Homo antecessor son muy similares a las del Homo sapiens y muy diferentes de las de los neandertales y sus antepasados ​​más recientes.

“Me alegro de que el estudio de proteínas proporcione evidencia sobre la posible relación entre Homo antecessor, el ancestro común de los neandertales, los humanos modernos y los denisovanos. Las características compartidas por Homo antecessor con estos homínidos aparecieron claramente mucho antes de lo que se pensaba. Por lo tanto, Homo antecessor podría ser una especie basal de la humanidad emergente que dieron lugar a neandertales, denisovanos y humanos modernos”, agrega José María Bermúdez de Castro, codirector científico de las excavaciones en Atapuerca y coautor correspondiente del artículo.

"La recuperación de muestras moleculares de fósiles muy antiguos combinada con las nuevas técnicas computacionales ha supuesto una revolución en la manera de entender la relación de especies que ya no están entre nosotros. Muchos investigadores de este estudio estamos involucrados en una red europea de trabajos evolutivos, y los próximos años prometen ser fascinantes", comenta Tomàs Marquès-Bonet, director del Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-Universidad Pompeu Fabra) con doble afiliación en el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) del Centro de Regulación Genómica (CRG) y coautor del artículo.

EN CATALÀ

L'evidència genètica més antiga recuperada fins avui clarifica una part de la genealogia humana

La Unitat de Proteòmica del Centre de Regulació Genòmica (CRG) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF) han estat clau per desxifrar material proteínic d'una espècie humana, que va viure a Europa fa uns 800.000 anys.

Les troballes realitzades per científics de la Universitat de Copenhaguen (Dinamarca), en col·laboració amb col·legues del Centre Nacional de Recerca sobre l'Evolució Humana (CENIEH-ICTS) de Burgos, així com d'altres institucions incloent l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-Universitat Pompeu Fabra) a Barcelona, es publiquen avui a la revista Nature.

"L’anàlisi de proteïnes per espectrometria de masses, o paleoproteòmica, tenen un valor afegit molt important en aquest tipus de projectes,” diu Eduard Sabidó, cap de la unitat de proteòmica del CRG i la UPF. “Gràcies a la resistència i elevat grau de conservació de cert tipus de proteïnes, el seu anàlisis permet estudiar mostres d’homínids molt antigues que no podrien analitzar-se amb tècniques de seqüenciació de ADN, molt més làbil i ja completament degradat."

"La Unitat de Proteòmica del CRG i la UPF ha pogut establir les anàlisis necessàries per aquest projecte en col·laboració amb la Universitat de Copenhagen. Això ha estat possible gràcies a l’experiència dels especialistes de la Unitat de Proteòmica i als equips d’espectrometria de masses d’última generació que hi ha disponibles a la nostra institució".

“L'anàlisi de proteïnes antigues proporciona evidència d'una relació estreta entre l'Homo antecessor, els neandertals, els humans moderns i els denissovans. Els nostres resultats recolzen la idea que Homo antecessor era un grup germà del conjunt d'homínids que contenia a Homo sapiens, Homo neanderthalensis i denissovans, i hem de suposar que els arbres filogenètics que hem obtingut descriuen correctament les relacions de parentiu entre aquests grups d'homínids", afirma Frido Welker, investigador postdoctoral en el Globe Institute de la Universitat de Copenhaguen i primer autor de l'article.

Els fòssils analitzats pels investigadors van ser trobats el 1994 per l'equip dirigit per Juan Luis Arsuaga, José María Bermúdez de Castro i Eudald Carbonell en el nivell estratigràfic TD6 del jaciment de la Gran Dolina, un dels llocs arqueològics i paleontològics de la serra d'Atapuerca, a Burgos, Espanya.

Les observacions inicials van portar a concloure que Homo antecessor va ser l'últim avantpassat comú dels neandertals i els humans moderns, una conclusió basada en la morfologia dels fòssils.

Durant anys, la relació exacta entre Homo antecessor i altres grups humans, com els sapiens i els neandertals, s'ha discutit intensament entre els experts. Encara que la hipòtesi que Homo antecessor podria ser l'ancestre comú dels neandertals i els humans moderns és molt difícil d'encaixar en l'escenari evolutiu del gènere Homo, les noves troballes en TD6 i estudis posteriors van revelar diversos caràcters compartits entre les espècies humanes trobades a Atapuerca i els neandertals. A més, estudis addicionals van confirmar que les característiques facials de l'Homo antecessor són molt similars a les de l'Homo sapiens i molt diferents de les dels neandertals i els seus avantpassats més recents.

“Me'n alegro que l'estudi de proteïnes proporcioni evidència sobre la possible relació entre Homo antecessor, l'ancestre comú dels neandertals, els humans moderns i els denissovans. Les característiques compartides per l'espècie de TD6  amb aquests homínids van aparèixer clarament molt abans del que es pensava. Per tant, podria ser una espècie basal de la humanitat emergent que va donar lloc a neandertals, denissovans i humans moderns”, agrega José María Bermúdez de Castro, codirector científic de les excavacions a Atapuerca i coautor corresponent de l'article.

"La recuperació de mostres moleculars de fòssils molt antics combinada amb les noves tècniques computacionals ha suposat una revolució en la manera d'entendre la relació d'espècies que ja no estan entre nosaltres. Molts investigadors d'aquest estudi estem involucrats en una xarxa europea de treballs evolutius, i els propers anys prometen ser fascinants", comenta Tomàs Marquès-Bonet, director de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-Universitat Pompeu Fabra) amb doble afiliació en el Centre Nacional d'Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG) del Centre de Regulació Genòmica (CRG) i coautor de l'article.