Oxitocina y evolución de la conducta prosocial

El estudio ha comparado las secuencias genómicas disponibles de estos genes entre los humanos modernos, las especies de primates no humanos (como el chimpancé, el bonobo y el macaco) y, por primera vez, los humanos arcaicos / UB

Los humanos modernos se caracterizan por su prosocialidad, un término amplio que abarca la empatía intraespecífica, la tolerancia social, la cooperación y el altruismo. Estas facetas de la cognición social se han asociado a variaciones en los genes de la oxitocina y la vasotocina (OT y VT) y sus receptores (OTR-VTR).

 

UB / Para aclarar las bases genéticas de este comportamiento, científicos de la Universidad de Barcelona (UB) y de la Universidad Rockefeller han llevado a cabo un nuevo estudio en el que han comparado las secuencias genómicas disponibles de estos genes entre los humanos modernos, las especies de primates no humanos (como el chimpancé, el bonobo y el macaco) y, por primera vez, los humanos arcaicos, para lo cual se han usado todos los genomas disponibles de neandertales y denisovanos.

En el estudio, publicado en la revista Comprehensive Psychoneuroendocrinology, los investigadores identificaron varias posiciones del genoma en las que los humanos modernos se diferenciaban tanto de los humanos arcaicos como de los primates no humanos, y otras en las que tanto los humanos modernos como los arcaicos se diferenciaban de los primates no humanos.

Los investigadores identificaron varias posiciones del genoma en las que los humanos modernos se diferenciaban tanto de los humanos arcaicos como de los primates

«Hemos utilizado un enfoque interdisciplinario, en el que combinamos análisis de genomas modernos y arcaicos, genética de poblaciones, transcriptómica y estudios conductuales y neurocientíficos, entre otros métodos, para entender la evolución de la prosocialidad de los homínidos a través de la perspectiva de los receptores de oxitocina y vasotocina. Estos resultados pueden clarificar la base genética subyacente a las posibles diferencias de sociabilidad identificadas entre los humanos modernos y los arcaicos, así como a las similitudes entre el comportamiento social de los humanos modernos y los bonobos», explica la primera autora del artículo, Constantina Theofanopoulou. Esta investigación forma parte de su tesis doctoral, realizada bajo la codirección de Cedric Boeckx, investigador ICREA del Instituto de Sistemas Complejos de la UB (UBICS), y Erich D. Jarvis, profesor de la Universidad Rockefeller.

 

Variantes únicas de los humanos modernos en más del 70 % de la población

Teniendo en cuenta tanto las pruebas sobre la prosocialidad de los humanos modernos como la implicación de los genes de la oxitocina y la vasotocina en los comportamientos sociales, los investigadores plantearon la hipótesis de que la evolución de estos genes podría dilucidar la base genética de la evolución de la prosocialidad de los homínidos. Con este objetivo, el estudio trató de estudiar las diferencias entre humanos modernos, humanos arcaicos y primates no humanos respecto a las regiones heterocigotas polimórficas del genoma humano. Se trata de lugares donde se encuentran al menos dos secuencias alternativas en una población.

«Los estudios anteriores que han comparado el genoma humano moderno en su totalidad con los genomas de los neandertales o los chimpancés se han centrado en los cambios que son fijos o casi fijos en los humanos modernos. Eso los ha llevado a identificar posiciones donde, por ejemplo, todos los neandertales tenían adenina (uno de los cuatro nucleótidos que, con la guanina, la citosina y la timina, forman el ADN) y casi todos los humanos modernos (digamos, el 98 %) tienen guanina. En este estudio, buscamos diferencias en posiciones donde, por definición, no todos los humanos modernos comparten el mismo nucleótido, es decir, en posiciones polimórficas, donde, por ejemplo, el 70 % de la población humana moderna tiene adenina, y el 30 %, citosina», explica Constantina Theofanopoulou.

Identificaron cinco posiciones en los receptores de oxitocina y vasotocina que eran únicas de los humanos modernos en una de sus dos (o más) variantes, en comparación con los humanos arcaicos y los primates no humanos

Los investigadores identificaron cinco posiciones en los receptores de oxitocina y vasotocina que eran únicas de los humanos modernos en una de sus dos (o más) variantes, en comparación con los humanos arcaicos y los primates no humanos. Al mismo tiempo, estos lugares se encontraron en más del 70 % de la población humana moderna actual. A continuación, los investigadores realizaron análisis funcionales y de frecuencia en los cincos lugares para evaluar si las variantes eran relevantes. El resultado fue que algunas de las variantes son altamente funcionales, por lo que tienen un efecto en la función molecular de las proteínas activadas por estos genes.

Los investigadores también observaron que estas posiciones se encuentran en regiones del genoma activas en el cerebro, en particular en el giro cingulado, una región cerebral implicada en las vías relevantes para la cognición social. Además, otras investigaciones también han asociado estas regiones con una plétora de comportamientos o déficits sociales, como el autismo, el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH), la agresividad, etc.

Estos hallazgos podrían ser relevantes para explicar algunas de las diferencias sociales entre los humanos modernos y lo que suponemos sobre los comportamientos sociales de los neandertales y los denisovanos

Estos hallazgos podrían ser relevantes para explicar algunas de las diferencias sociales entre los humanos modernos y lo que suponemos sobre los comportamientos sociales de los neandertales y los denisovanos. «Por ejemplo, podrían ser relevantes para explicar los grupos sociales más pequeños que se atribuyen a los neandertales y los denisovanos, o la menor androgenización de los humanos modernos. También podrían ser significativas para explicar una organización social diferente. Es decir, los neandertales se han relacionado con una estructura social poligínica y con un mayor nivel de competencia entre hombres en comparación con la mayoría de las poblaciones humanas modernas contemporáneas», explica Constantina Theofanopoulou.

 

Variantes presentes solo en los humanos modernos y arcaicos

El estudio también encontró dos posiciones en el receptor de la oxitocina bajo selección positiva en los humanos modernos y arcaicos. Es decir, en las que existía una variante que no estaba presente en ningún otro primate no humano. Esto significa que estas posiciones se encuentran en porcentajes muy altos en la población humana moderna (en este caso, más del 85 %). Estos lugares también se han asociado con una gran variedad de comportamientos o déficits sociales, y los análisis de regulación indicaban que podrían ser altamente funcionales.

Esta investigación forma parte de la tesis doctoral de Constantina Theofanopoulou, realizada bajo la codirección de Cedric Boeckx, investigador ICREA del Instituto de Sistemas Complejos de la UB (UBICS), y Erich D. Jarvis, profesor de la Universidad Rockefeller. / UB

«Estas posiciones, únicas tanto en humanos modernos como en arcaicos frente a los primates no humanos, pueden servir para dilucidar los fundamentos genéticos de la tolerancia social progresiva necesaria para la transmisión cultural intensiva de las innovaciones tecnológicas (por ejemplo, el uso del fuego) en la evolución de la humanidad. También para discernir las bases genéticas de la reducción de la agresividad que muestran varios marcadores en la evolución temprana de los homínidos, como por ejemplo la reducción del tamaño del canino masculino y el éxito demográfico acelerado», añade Constantina Theofanopoulou.

 

Posiciones convergentes con los bonobos

Por último, los investigadores encontraron tres posiciones en las que los humanos modernos y los bonobos —una especie de primate que muestra convergencia de comportamientos prosociales con los humanos— tienen el mismo nucleótido. «Las posiciones convergentes en los humanos modernos y los bonobos podrían ser reveladoras para entender las supuestas similitudes en prosocialidad, tolerancia social y cooperación entre los bonobos y nosotros, y las diferencias de ambos en comparación con los chimpancés. Por ejemplo, los bonobos superan a los chimpancés en tareas relacionadas con la causalidad social o la teoría de la mente y están más atentos a la cara y los ojos, lo que sugiere una mayor sensibilidad empática», comenta la investigadora.

Descifrar nuestra trayectoria evolutiva puede dar información sobre nuevos puntos genéticos para la investigación clínica

Todas las posiciones identificadas en este estudio también se han asociado de forma independiente a trastornos que incluyen déficits sociales, como los trastornos del espectro autista (TEA). «Entender los trastornos del desarrollo a través de una perspectiva evolutiva puede ayudarnos a lograr lo que llamamos una comprensión evo-devo (biología evolutiva y del desarrollo) de estos trastornos. Descifrar nuestra trayectoria evolutiva puede dar información sobre nuevos puntos genéticos para la investigación clínica que, a su vez, podrían conducir a un diagnóstico más temprano del trastorno», destaca Constantina Theofanopoulou.

 

Futuras investigaciones con más muestras

El siguiente paso de esta investigación sería comprobar estos resultados con más cantidad de muestras. Este objetivo, como dice Theofanopoulou, es más fácil en primates no humanos, como chimpancés y bonobos, pero es más difícil en el caso de los neandertales o los denisovanos, ya que encontrar más genomas arcaicos depende de la arqueología, entre otros factores. «Otro paso es ampliar el alcance de la investigación e incluir más genes de la vía de la oxitocina, u otros genes destacados en la evolución humana, como la dopamina», concluye la investigadora.

Referencia bibliográfica:
Theofanopoulou, C.; Andirkó, A.; Boeckx, C.; Jarvis, E. D.; «Oxytocin and vasotocin receptor variation and the evolution of human prosociality», Comprehensive Psychoneuroendocrinology, mayo de 2022. DOI: 10.1016/j.cpnec.2022.100139

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