Uma pesquisa de grande porte indica que a seleção natural moldou a evolução humana na Eurásia Ocidental de forma muito mais forte - e bem mais recente - do que os cientistas imaginavam.
Ao acompanhar mudanças genéticas ao longo de mais de 10.000 anos, os pesquisadores descobriram que centenas de variantes gênicas aumentaram ou diminuíram de frequência depois da Era do Gelo, sobretudo quando a agricultura passou a transformar a vida humana.
O estudo foi conduzido por pesquisadores da Universidade Harvard e utilizou DNA antigo de quase 16.000 pessoas.
Com um conjunto genômico gigantesco e novas ferramentas computacionais, a equipe sustenta uma conclusão clara.
A seleção direcional - o tipo de seleção natural que favorece a disseminação de uma variante genética benéfica - não foi uma exceção rara na história humana recente. Ela ocorreu repetidas vezes.
Os primeiros estudos deixaram escapar o padrão
Até agora, estudos com DNA antigo haviam identificado apenas cerca de 21 exemplos convincentes de seleção direcional em seres humanos.
Essa evidência limitada ajudou a criar a impressão de que esse tipo de seleção teria sido relativamente incomum desde que os humanos modernos surgiram na África e se espalharam pelo planeta.
Isso não quer dizer que a seleção natural estivesse reescrevendo continuamente todo o genoma humano. Na verdade, o sinal era sutil.
Pela estimativa da equipe, a seleção direcional explicava apenas cerca de 2% de todas as mudanças nas frequências gênicas.
A evolução humana na Eurásia Ocidental foi muito mais ampla
Este novo trabalho traça um cenário bem diferente. Em vez de poucos casos isolados, os pesquisadores encontraram evidências de que centenas de variantes gênicas foram favorecidas ou eliminadas na Eurásia Ocidental ao longo dos últimos 10 milênios.
Em milhares de genomas e milhares de anos, esse 2% soma uma quantidade considerável.
"Com essas novas técnicas e a grande quantidade de dados genômicos antigos, agora conseguimos observar em tempo real como a seleção moldou a biologia", disse o autor principal, Ali Akbari, cientista sênior no laboratório do geneticista de Harvard David Reich.
"Em vez de procurar as marcas que a seleção natural deixa nos genomas atuais usando modelos simples e suposições, podemos deixar os dados falarem por si."
"Este trabalho nos permite atribuir lugar e tempo às forças que nos moldaram", acrescentou Reich.
Dados maiores mudaram tudo
Uma razão central para este estudo ir além dos anteriores é a sua escala. Desde 2010, a pesquisa com DNA antigo transformou a compreensão dos cientistas sobre como as populações do passado se relacionavam entre si.
Ainda assim, eram necessários muito mais genomas, distribuídos ao longo de um intervalo de tempo suficientemente longo, para detectar mudanças discretas que não pudessem ser atribuídas apenas ao acaso.
Para identificar com confiabilidade mudanças genéticas reais ao longo dos últimos 10.000 anos, os cientistas precisam captar padrões muito pequenos - e isso só funciona quando analisam milhares de genomas de todo esse período.
Separando sinais genéticos complexos
Trabalhando com mais de 250 arqueólogos e antropólogos, a equipe reuniu novos dados de DNA de 10.016 pessoas antigas da Eurásia Ocidental.
Depois, combinou esses genomas com outros 5.820 sequenciamentos antigos já publicados, além de 6.438 amostras modernas.
"Este único artigo dobra o tamanho da literatura sobre DNA humano antigo. Ele reflete um esforço concentrado para preencher lacunas que limitavam a capacidade de estudos anteriores de detectar seleção", disse Reich.
No entanto, pessoas antigas migravam, se misturavam e, às vezes, desapareciam. As frequências gênicas podem mudar por vários motivos, e não apenas porque a seleção natural está atuando sobre elas.
Akbari desenvolveu métodos pensados para separar o sinal da seleção direcional de outras forças, como migração, mistura populacional e flutuação aleatória.
Genes humanos moldados pela evolução na Eurásia Ocidental
Quando a equipe reuniu os dados e os métodos, identificou 479 variantes gênicas que pareciam ter sido fortemente selecionadas - positiva ou negativamente - em populações da Eurásia Ocidental.
Alguns resultados já eram conhecidos. Traços como pele clara e cabelo ruivo apresentaram sinais de seleção, assim como variantes relacionadas ao risco de doenças e à imunidade.
O estudo também detectou associações com doença celíaca, doença de Crohn, resistência à hanseníase, imunidade ao HIV, menor probabilidade de calvície masculina e menores riscos de artrite reumatoide e alcoolismo. Até variantes ligadas ao tipo sanguíneo apareceram no quadro.
A agricultura alterou a evolução humana
Os pesquisadores também encontraram sinais de que a seleção se acelerou depois da expansão da agricultura. Quando as pessoas deixaram de depender principalmente da caça e da coleta, passaram a viver em comunidades agrícolas mais densas e mais sedentárias.
Como consequência, as pressões sobre o corpo também mudaram: a dieta se transformou, assim como a atividade diária, a vida social e a exposição a doenças.
Algumas das variantes selecionadas não estavam ligadas a um único traço. Em vez disso, refletiam padrões poligênicos mais amplos.
Hoje, os pesquisadores relacionam esses padrões a uma série de características. Entre elas estão distribuição de gordura corporal, índice de massa corporal, suscetibilidade ao tabagismo, risco de esquizofrenia, risco de transtorno bipolar e até aspectos de saúde ao longo da vida, como maior velocidade de caminhada.
Algumas associações podem enganar
Outras associações modernas foram mais difíceis de interpretar. Algumas variantes selecionadas agora estão ligadas à renda familiar, aos anos de escolaridade ou a resultados em testes de inteligência.
Os pesquisadores destacam que não podemos simplesmente projetar essas etiquetas atuais de volta à pré-história. Uma variante associada hoje à escolaridade obviamente não foi selecionada porque as pessoas da Idade da Pedra permaneciam mais tempo na escola.
Assim, a associação atual de um gene não revela automaticamente por que ele se espalhou no passado.
Talvez o traço relevante fosse outro completamente diferente; talvez a variante afetasse vários traços ao mesmo tempo; ou talvez ela tivesse aumentado de frequência apenas por estar próxima do verdadeiro alvo da seleção.
A pesquisa está apenas começando
Akbari disse que o grupo também identificou mais de 7.600 locais genéticos com uma chance melhor que 50/50 de serem exemplos reais de seleção direcional e que merecem estudo mais aprofundado. Isso significa que este artigo pode ser menos um encerramento e mais um ponto de partida.
Reich demonstra interesse especial em saber se padrões semelhantes aparecerão em outras regiões do mundo.
"Em que medida veremos padrões parecidos na Ásia Oriental, na África Oriental ou entre os povos indígenas da Mesoamérica e dos Andes centrais?", disse ele.
"Se não podemos usar o DNA antigo para estudar o período mais importante da evolução humana, de um milhão a dois milhões de anos atrás, então ao menos podemos analisar a pressão seletiva sobre os genomas humanos em fases mais recentes de mudança e aprender princípios mais amplos."
Evolução e medicina do futuro
Os resultados também podem ter relevância para a medicina. Se uma variante gênica foi fortemente favorecida pela seleção natural, isso pode indicar um papel biológico importante. Pesquisadores que trabalham com terapias gênicas talvez precisem pensar com cuidado antes de remover essas variantes.
"Você poderia especular que, se a variante que alguém quer desativar foi fortemente selecionada, provavelmente não é a melhor ideia", disse Akbari.
Os métodos também podem ser úteis além dos seres humanos. Eles podem ajudar cientistas a estudar como animais domesticados se adaptaram à agricultura ou como espécies selvagens responderam às mudanças climáticas.
O que faz este estudo se destacar é a forma como ele traz a evolução para o plano concreto. Em vez de algo preso ao passado distante, ele mostra a seleção natural acontecendo ao longo de populações reais, dentro de uma história que pode ser rastreada.
A mudança mais ampla é evidente: a evolução humana não desacelerou depois da pré-história. As populações continuaram se adaptando de maneiras complexas e, muitas vezes, surpreendentes, muito tempo depois do fim da Era do Gelo.
O estudo foi publicado na revista Nature.
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