Crònica d'una discussió de merda

El setembre de l’any passat es va publicar la troballa d’uns copròlits de fins 14.000 anys d’antiguitat a Pasley Caves (Oregon). L’estudi de l’ADN d’aquests va mostrar que era humà i va, juntament amb la troballa d’unes eines amb algues incrustades al jaciment de Monteverde de també 14.000 anys, acabar d’evidenciar la presència d’humans abans dels Clovis (en vam parlar en més detall aquí i aquí).

Però la cosa dels copròlits ha resultat no està tan clara per alguns. Que hi ha hagut bufetades, vaja. Molt entretingut. L’equip de Thomas Gilbert, de la Universitat de Copenhaguen, els autors dels anàlisis dels copròlits, ha hagut de fer front a dues publicacions al Science en forma de « Technical comment » que els deixen verds. Us comentaré les acusacions i les rèpliques en ordre cronològic.

1) L’article original.

Tres dels copròlits analitzats daten de 14.000 anys d’antiguitat i segons els anàlisis genètics són humans. Admeten contaminació de les mostres, cosa inevitable degut a que l’excavació ho és tot menys estèril, i també la presència d’ADN de cànid en els copròlits. La primera contaminació es resol veient l’haplotip de tots els membres de l’excavació, cap d’ells tenia haplotip de nadiu americà, i si que es troba en la mostra. El problema dels cànids s’explica pel fet que és molt probable que els gossos pixessin sobre les caques dels seus amos. Un altra font de contaminació de l’ADN és el filtratge (leaching) d’ADN extern als copròlits a través del sòl, aquesta s’exclou mitjançant dos tests. Un prova d’amplificar ADN de rosegador dels copròlits i surt negatiu. L’altre prova d’amplificar ADN humà en 14 mostres de sediment proper agafades a l’atzar, algunes surten contaminades d’ADN humà, però cap amb l’haplotip de nadiu americà. Finalment, la datació d’artefactes associats d’obsidiana mitjançant la tècnica de la hidratació de l’obsidiana dóna una època similar.

2) Poinar i col·legues ataquen

“We question the aunhenticity of their DNA results and argue that in the absence of intact stratigraphy and diagnostic artifacts, and in view of carbon isotope anomalies, the radiocarbon dates of the oldest specimens are unreliable”.

Ni un dels punts de l’article original queda indemne segons aquests autors. Critiquen la tècnica d’amplificació i seqüenciació, critiquen la falta de quantificació de les quantitats d’ADN endògen respecte el contaminant, només posen els ratios i aquests només afavoreixen la presència de l’haplotip americà en una de les mostres i aquesta és de només 6000 anys i no serveix per res, que per aquestes èpoques ja se sap que estava a rebentar d’americans.

També es carreguen els test del leaching d’ADN a través del sòl. No hi ha prou controls de la sensibilitat del test, diuen. També qüestionen el fet que hi hagi tan poca contaminació d’ADN humà en les 14 mostres de sediment que miraven per descartar el leaching. Segons Poinar et al. El leaching està molt lluny de ser descartat.

També diuen que a jutjar pel tipus d’anàlisi realitzat els copròlits tenen tantes possibilitats de ser humanes com de cànid. També critiquen que per tal de descartar la contaminació del grup de treball, s’hauria de poder atribuir l’ADN contaminant a persones determinades del grup, per exemple, seqüenciant la regió hipervariable mitocondrial (aquí es passen una mica, si). Com que no sabem de qui és què, diuen, la contaminació pot haver vingut de qualsevol lloc i que ells no tenen perquè creure’s que el jaciment només ha estat contaminat per l’equip d’en Gilbert, i que entre els contaminants anònims bé podria haver-n’hi un amb l’haplotip americà.

La datació de l’obsidiana també se la passen pel forro. Com pot ser que un artefacte es dati en 16.900 anys d’antiguitat, 2.500 anys més vell que la bonyiga del mateix estrat?
I per últim, es fiquen amb els anàlisi de C13 de les mostres de copròlits, que segons Poinar, cauen en el rang de del què s’esperaria d’una dieta herbívora, i no d’un omnívor. Els és igual que sigui de gos que de vaca, mentre no sigui humana.

3) Rèplica d’en Gilbert et al.

“The arguments of Poinar et al. neither challenge our conclusions nor would contribute to the verification of our data. We counter their questions about the authenticity of our ancient DNA results and the reliability of the radiocarbon data and stand by the conclusion that our data provide strong evidence of pre-Clovis Americans”

Segons Gilbert, ells han aplicat els millors controls en ADN antic que s’han aplicat fins el moment. “These controls were stricter than those used by our critics in related studies on coprolites, ancient humans, or both” Toma ya, que s’han pensat aquests, criticar és molt fàcil.

Sobre això d’haver d’identificar qui del grup va contaminar les mostres, els autors diuen que això va ser impossible degut al nivell de contaminació i a la degradació de l’ADN. Posen de manifest que la font de contaminació més probable és de la gent de l’època. Seria molt sorprenent, diuen, que humans i els seus gossos no defequessin tots a la mateixa zona. Els és igual, la qüestió és que hi ha ADN amb haplotip americà a les bonyigues.

Sobre el tema del requeriment de dades més quantitatives sobre de l’ADN, els autors diuen que no és freqüent de presentar-les en aquest tipus d’estudi i cita dos articles del grup de Poinar per refregar-li per la cara que ell tampoc no ho fa (com nens). Gilbert explica amb tot detall perquè això no és un problema amb la tècnica de seqüenciació que ells utilitzen. Els primers que fan servir han d’amplificar tots o res, i l’única manera de que la sensibilitat del primer afectés és que diferències al·lèliques (d’un sol nucleòtid, eh, SNP) dels fragments afectessin la unió del primer, la qual cosa és una burrada, en principi.

El tema del leaching d’ADN sobre els copròlits si que els preocupa més, però posar-se a fer PCR de tota la cova és una bestiesa. Els autors consideren que han fet prou controls, i si les mostres de sediment no estaven tant contaminades d’ADN modern com els copròlits és perquè els copròlits els toquetejaven i el sediment anava directe als contenidors perquè no era tant divertit per jugar.

Sobre el contingut vegetal dels cagallons, els autors diuen que és que precisament van agafar només matèria vegetal fibrosa del copròlit per datar. Per altra banda, en Gilbert fa notar que en Poinar en un treball similar va agafar el copròlit i el va matxacar abans de datar-lo, per la qual cosa és normal que observi aquestes diferències en el contingut de C13. Sobre els artefactes d’obsidiana, estan ben datat si punt, i si els estrats fan formes rares no és culpa de ningú tret de la capritxosa geologia de les coves.

4) Goldberg ataca

“Results of our micromorphological and Fourier transform infrered spectroscopy analyses of one of the reported coprolites are difficult to reconcile with the DNA results identifying the coprolite as human”

Va nois, una mica més que ja acabo amb la brasa. Al 2007, el grup d’en Gilbert va encarregar un anàlisi del coprolit al grup de Goldberg. Però en Gilbert va decidir no incloure els resultats a la publicació. Analitzant la famosa merdarufa, Goldberg i col. van trobar-hi restes vegetals, fibres que podrien ser plomes, petits ossets i brutícia (?). De tot això van agafar petits trossets i en van fer l’anàlisi micromorfològic (és a dir, mirar les formes al microscopi). On van veure la tira de fibres vegetals i fitòlits. Externament tenien claríssim que s’assemblaven molt a la cagada d’un herbívor. L’analisi de Fourier per veure els compostos, va ensenyar que hi havia molts silicats i matèria orgànica (de la corrupció dels compostos orgànics), però molt poc fosfat. Els zurullos humans són ben rics en fosfats (6% de mitjana).

En una altra mostra analitzada el 2009 d’un copròlit hi van veure un fragment de ploma encara queratinitzada, la qual cosa indica que potser no va passar pel tracte digestiu de ningú, sinó que va caure allà sobre. Tampoc es veia en cap de los dues mostres el típic ciment groguenc repulsiu que es troba en les defecacions dels humans o carnívors.

A més, quan els humans mengen cel·lulosa com que no la poden digerir bé es veu a les cacotes perquè és birefringent al microscopi. En aquest copròlits no es vèia birefringència, la qual cosa indica un cel·lulosa ben digerida.

Res tu. Que això és un herbívor, una caca de vaca. Què me’n dius d’això Gilbert?

5) Rèplica de Rasmussen del grup d’en Gilbert

“We argue that the diagnostic capability of the technics used by Goldebrg et al. are limited, and we present new genetic data that support our original claims”

Ni curts ni mandrosos, Rasmussen i col. s’en van a rescatar una caca humana de l’interior del cul d’un mòmia núbia, o més aviat de l’evaginació postmortem del cólon, per si no era prou desagradable. A part de tenir un bon nombre de fitòlits, també, demostren la incosistència del mètode alhora d’identificar els components amb aquesta tècnica.

Les coses trobades en el copròlits americans no tenen res d’extranys, diuen els autors tot citant un apassionant treball de dos autors (Bryant i Cummings) que s’han dedicat a analitzar centenars de merdes humanes i animals per tot arreu. La merda humana varia enormement. Pot tenir la tira de coses incloses les plomes i les llavors trobades a Pasley Caves, i poden ser fàcilment confoses per caca d’herbívor. Sobre el tema dels fosfats, altres han vist que varia molt amb la dieta i l’aigua dels autors de la cagada. Sobre les llavors tampoc n’hi ha per soprendre’s tant, s’ha vist que algunes poblacions de nadius americans mengen llavors de 161 espècies de plantes diferents.

De totes maneres els autors tornen a engrapar les pipetes per fer PCR i descobrir si es troba en els corpòlits ADN d’herbívor. Però no, totes les seqüències d’ADN de mamífer eren humanes... i una mica de Bos taurus (vaca). Hostia! Però traquil tothom, la vaca encara no havia arribat a Amèrica en aquelles èpoques i no ho faria fins que la portessin els europeus, a més, és un contaminant freqüent en els reactius de laboratori.

I ja està. Ja veieu quin festival. Això no està gaire clar, encara, oi? Sens dubte el tema no s’acabarà aquí. El poblament pre-Clovis però cal recordar que no sols es basa en aquestes tifes. Seguirem informant.

Referències en ordre cronològic:

1) DNA from pre-Clovis human coprolites in Oregon, North America.
Gilbert MT, Jenkins DL, Götherstrom A, Naveran N, Sanchez JJ, Hofreiter M, Thomsen PF, Binladen J, Higham TF, Yohe RM 2nd, Parr R, Cummings LS, Willerslev E. Science. 2008 May 9;320(5877):786-9. Epub 2008 Apr 3.

2) Comment on "DNA from pre-Clovis human coprolites in Oregon, North America".
Poinar H, Fiedel S, King CE, Devault AM, Bos K, Kuch M, Debruyne R.
Science. 2009 Jul 10;325(5937):148; I la rèplica

3) Comment on "DNA from pre-Clovis human coprolites in Oregon, North America". Goldberg P, Berna F, Macphail RI. I la rèplica.

Dodger

Remei d'algues medicinals contra el consens Clovis

Fa ben poc us parlava de les dates del poblament d’Amèrica i de com algunes troballes recents (els copròlits de Paisley Caves, a Oregon) apuntaven clarament que la presència humana a Amèrica era més antiga del què es pensava. Les datacions de restes de la cultura Clovis la situen, com a molt antiga, fa 13,200 anys. Mentre que els copròlits fossilitzats s’han datat en 14,000 anys. També us vaig parlar d’un altre jaciment que desafiava el consens Clovis, el jaciment de Monte Verde, al sud de Xile, on les datacions que donaven de les restes trobades d’ocupació humana eren al voltant de 14,600 anys, i els artefactes trobats no tenien relació amb la tecnologia Clovis.

Doncs aquesta setmana el jaciment de Monte Verde ha tornat a ser notícia (publicat a Science), per unes troballes que reafirmen la ocupació primerenca d’Amèrica. L’equip d’arqueòlegs americans i xilens que porten més de trenta anys treballant a Monte Verde, han trobat restes d’algues marines (de 9 espècies diferents) que en algun cas estaven enganxades a eines lítiques. Aquestes últimes s’han datat en aproximadament 14,000 anys d’antiguitat. Què més necessitem? Els escèptics amb una ocupació pre-Clovis d’Amèrica s’han d’estar convertint en massa.

Però a part de permetre la datació per C14, les algues aquestes són interessants per altres motius. Es tracta d’espècies d’alga d’ús medicinal i comestibles, algunes de les quals són ben conegudes i encara utilitzades pels habitants actuals del sud de Xile. A part de ser fonts nutricionals d’elements com el iode, el ferro, el zinc i d’altres, tenen altres propietats com per exemple: ajudar a regular el metabolisme del colesterol, incrementar la fixació de calci als ossos, efecte antibiòtic i resistència a les infeccions.

El coneixement de l’ús d’espècies d’algues i plantes per finalitats medicinals normalment prové d’una llarga tradició en la població que durant molts anys (generacions) ha estat en contacte amb aquestes espècies i n’ha extret els seus usos. La familiarització dels pobladors de Monte Verde amb aquestes algues ve recolzada també pel fet que s’han recuperat espècies pròpies de la costa del Pacífic (a uns 90Km del jaciment en aquella època) i de la badia més al sud (a uns 15Km) i que les diferents espècies s’han de recollir a diferents estacions de l’any. Els autors de la troballa, encara que admeten falta de dades conclusives, s’inclinen a pensar que la colonització d’aquests indrets de Sud-Amèrica es va produir mitjançant una ruta costera, que explicaria la familirització dels habitants de Monte Verde amb les algues i els seus usos. La hipòtesi de la ruta costera és difícil de demostrar perquè el nivell del mar en aquella època estava 60 metres més avall, de manera que els possible jaciments poden estar nadant en les profunditats. El fet que d’altres troballes en el jaciment indiquen consum de recursos de terra endins, que suggereix moviments poblacionals entre l’interior i la costa, fa pensar als investigadors que l’expansió d’aquests primers pobladors no va ser tant ràpida com es pensava sinó que va porduir-se de manera més pausada.

Imatge 1: Mapa de la localització del jaciment de Monte Verde i els nivell del mar fa 14000 anys (Dillehay et al. 2008).

Imatge 2: Algues del gènere Gigartina, del mateix gènere que les trobades i datades a Monte Verde. Són no comestibles i per tant han d'haver estat recollides per les seves propietats medicinals.

Refrència:

- Dillehay TD, Ramírez C, Pino M, Collins MB, Rossen J, Pino-Navarro JD. Monte verde: seaweed, food, medicine, and the peopling of South america. Science. 2008 May 9;320(5877):784-6.

Dodger

Als arqueòlegs els importa una merda

Sobre el quan i el com es va produir el poblament d’Amèrica per part de l’Homo sapiens no està tot dit. Però s’han publicat uns analisis recents que ens aporten nova i valuosa infomació, però abans de comentar-la ens haurem de posar al dia sobre la qüestió.

L’estudi dels moviments poblacionals des de la nostra expansiva sortida d’Àfrica es realitza principalment combinant dues aproximacions: l’estudi de les restes arqueològiques (datació, tipus d’indústria, etc.) i l’estudi de l’ADN antic. L’estudi de l’ADN antic es basa en estudiar les variacions que es produeixen en les seqüències sobretot d’unes zones escollides d’ADN mitocondrial i del cromosoma Y. Aquestes variacions genètiques han de ser neutres respecte la selecció natural, perquè han de poder variar tranquil·lament sense que s’afavoreixin o es penalitzin. Una població que té unes determinades variacions (haplotips) es diu que pertany a un haplogrup, i comparant haplogrups es pot saber de quines poblacions provenen unes i altres. A més, sabent el ritme de canvi espontani d’aquestes seqüències d’ADN i mirant les variacions que s’hi han produit, es pot utilitzar de rellotge molecular per calcular el temps en què les poblacions es van dispersar.

Se sap que totes les poblacions de nadius americans (vius i fòssils) comparteixen haplotips originaris de les poblacions d’Àsia. No hi ha dubte que els primers americans eren asiàtics que van aparèixer al nou continent via Alaska, creuant l’estret de Bering. Però exactament quan?

Amb les eines que us he comentat abans es coneix que l’Homo sapiens s’irradia per Euràsia des d’Àfrica farà uns 50.000 anys. Als 40.000 anys arriba per la zona central d’Àsia. A Sibèria sembla que s’hi instal·len fa 32.000 anys segons restes de fauna i d’eines, però les restes humanes més antigues d’aquesta zona són de fa 24.000 anys. Les restes trobades per aquesta zona són d’una tecnologia del paleolític superior força sofisticada, amb eines fabricades amb banyes de rinoceront i de mamuts; per viure en aquesta zona de l’àrtic s’havia d’anar ben equipat. Anant-se aventurant cap a Alaska, la primera resta arqueològica de fiar creuat l’estret és de fa 14.000anys.

Però una gran crosta de gel per tot Alaska i Canadà els separava d’Amèrica del Nord. Quan van aconseguir sortejar-la? Fins fa uns 10 anys, la teoria dominant és que una població que rep el nom de Clovis va aprofitar la formació d’un corredor de gel per les muntanyes Rocalloses per baixar cap al sud farà uns 13.600anys. La cultura de Clovis deu el nom a una localitat de Nou Mèxic, on es va trobar el primer jaciment, i es caracteritza per la fabricació d’unes precioses puntes de projectil amb forma aflautada que utilitzaven per caçar, entre d’altres coses, mamuts a dojo (aviat parlarem de la contribució d’aquestes poblacions en l’extinció d’aquests increibles animals).

Aquesta hipòtesis es coneix com “el consens Clovis”, i us comunico que acaba d’anar per terra definitivament. D’entrada les noves i millors datacions de les restes Clovis situen la més antiga en 13.200anys, i això vol dir que fèia segles que tenien el corredor del Canadà obert. Però la qüestió més important és la següent: els arqueòlegs han buscat i trobat restes d’ocupació pre-Clovis. De les més sonades són els artefactes trobats a Monte Verde (Chile) datats en 14.600anys. Alguns altres jaciments daten les restes d’ossos treballats i eines fins i tot abans, però encara no està del tot clar i haurem d’esperar.

La prova més forta contra el consens Clovis ha estat publicada a Science fa una setmana. Es tracta de la troballa al jaciment de Paisley Caves (Oregon) de 14 copròlits (zurullo fossilitzat, entre tu i jo) de fins a 14.000anys, que van sortir durant les campanyes del 2002 i 2003, dels quals encara no se’n coneixien els resultats del seu estudi exhaustiu.

De sis dels copròlits en van aconseguir extreure ADN mitocondrial d’humà, i han vist que conté el mateix haplotip que el de tots els nadius americans. Com que una excavació no es caracteritza per mantenir les condicions òptimes d’esteril·litat, van haver de descartar la possible contaminació per part del personal de l’excavació. Van seqüenciar la mateixa zona d’ADN mitocondrial de 12 científics i 55 persones que estaven presents a l’excavació. Cap d’ells tenia l’haplotip de nadiu americà.

Alguns crítics amb el poblement pre-Clovis han saltat a la legítima polèmica pel fet que en tres copròlits s'hi ha trobat ADN de cànid. Els autors de la troballa contesten que els humans es podrien haver menjat algun cànid, o bé que el propi cànid es podria haver dedicat a orinar sobre les caques humanes. Llavors els critics contesten: si les caques fossin en realitat de cànid (perquè de forma i tamanys s’assemblen molt) podria molt bé ser que fossin els humans els que haguessin orinat sobre els copròlits deixant’hi el seu ADN. I llavors les datacions no serien d’humans pre-Clovis sino de cànids pre-Clovis.

Els autors finalment ensenyen dades que tanquen la qüestió, la troballa de proteïnes humanes (amb més quantitat de les que deixa una micció) i més important, la troballa de cabell humà. El cabell converteix en absurda la discussió sobre si la caca és humana o de cànid. Si el cànid es va menjar un humà, és perquè aquest hi era fa 14.000anys.

La teoria proposada més parsimoniosa amb les dades que es tenen fins ara (arquològiques i genètiques) és que els humans van expandir-se per Amèrica fa al voltant de 15.000anys i que van utilitzar barques per baixar per la costa, pel fet que el corredor del Canadà no s’obriria fins 1000anys més tard. La cultura de Clovis es podria haver originat a partir d’aquests primers pobladors o bé haver vingut com a segona migració des de l’estret de Bering quan el corredor finalment es va obrir.

Referències:

- Balter M. Archaeology: DNA from fossil feces breaks Clovis barrier. Science. 2008 Apr 4;320(5872):37.

- Goebel T, Waters MR, O'Rourke DH. The late Pleistocene dispersal of modern humans in the Americas. Science. 2008 Mar 14;319(5869):1497-502. Review

Dodger