Crânio Chinês com Um Milhão de Anos Reescreve a Árvore Genealógica Humana

Um crânio chinês empurra as origens humanas mais para trás no tempo

Um crânio esmagado descoberto num terraço fluvial na província de Hubei, na China central, tornou-se um novo ponto de referência para a história da nossa espécie. Recorrendo a digitalização avançada e reconstrução digital, uma equipa internacional restaurou virtualmente o segundo crânio de Yunxian, também designado Yunxian 2, e comparou-o com mais de cem fósseis humanos. Os apontam para um membro precoce de uma linhagem que inclui o Homo longi, por vezes chamado Homem Dragão, e os esquivos Denisovanos. A análise sugere que os principais ramos que conduzem ao Homo sapiens, ao Homo longi e aos Neandertais se dividiram muito mais cedo do que muitos cientistas pensavam, talvez há mais de 1,3 milhões de anos.

A descoberta reenquadra um capítulo fundamental da evolução humana frequentemente descrito como a confusão do meio, o período confuso entre cerca de um milhão e trezentos mil anos atrás. O crânio Yunxian 2 reconstruído revela uma mistura impressionante de traços. Alguns assemelham-se aos do Homo erectus, um humano precoce de grande dispersão. Outros aproximam-se mais de humanos posteriores de grande encéfalo da Ásia. A equipa coloca o Yunxian 2 próximo da raiz de um clado asiático que inclui o Homo longi e provavelmente os Denisovanos. Se esta colocação se confirmar, então a população que deu origem à nossa espécie, aos Neandertais e aos Denisovanos já se tinha separado em grupos distintos por volta de há um milhão de anos.

O que os investigadores encontraram no interior do crânio de Yunxian

O Yunxian 2 foi descoberto em 1990 em Xuetangliangzi, perto do rio Hanjiang. O crânio fora achatado e distorcido durante a sepultura, o que dificultou a identificação inicial. Após uma cuidadosa restauração virtual, os investigadores puderam avaliar a sua forma e dimensões originais. O crânio é longo e baixo, com uma sobrancelha robusta, uma caixa craniana ampla e achatada e um rosto grande mas relativamente plano, com maçãs do rosto baixas. A capacidade craniana excede mil e cem mililitros, a maior conhecida para um humano desta idade, e situa-se no limite inferior da gama dos humanos modernos. A combinação de uma testa inclinada para trás e uma sobrancelha robusta com maçãs do rosto mais achatadas e um encéfalo maior distingue o fóssil do clássico Homo erectus.

Qual a idade do fóssil

A datação provém da camada sedimentar e dos fósseis animais encontrados com o Yunxian 2, sustentada por técnicas como a magnetoestratigrafia e métodos radiométricos. A equipa estima que o crânio tenha entre novecentos e quarenta mil e 1,1 milhões de anos. Essa idade faz dele um dos crânios mais antigos com uma caixa craniana de tamanho moderno encontrados na Ásia.

Um mosaico de traços antigos e novos

O Yunxian 2 apresenta um mosaico de traços que ligam humanos mais antigos e mais recentes. A tecto do crânio é espessa e longa, com uma baixa abóbada, semelhante à do Homo erectus. O rosto é largo mas relativamente plano, com maçãs do rosto baixas e rasas e uma abertura nasal ampla. A parte posterior do crânio é alargada. O palato é largo e a região auditiva apresenta detalhes distintivos também visíveis noutros fósseis do grupo longi proposto. Estes traços partilhados, juntamente com um encéfalo maior, correspondem a fósseis asiáticos posteriores, como o crânio de Harbin e o Jinniushan, e ajudam a definir um clado asiático separado.

Uma árvore genealógica que se divide mais cedo do que o esperado

Para mapear as relações, os investigadores utilizaram medições e traços anatómicos de mais de cem crânios e mandíbulas. Construíram uma árvore filogenética, um diagrama ramificado que estima como os diferentes grupos humanos estão relacionados. Nesta análise, os Neandertais ramificam-se primeiro, por volta de há 1,38 milhões de anos. As linhagens que conduzem ao Homo sapiens e ao clado longi separam-se depois, há cerca de 1,32 milhões de anos. Por outras palavras, os Denisovanos e os seus parentes longi aparecem mais próximos dos humanos modernos do que os Neandertais. O estudo coloca o Yunxian 2 muito próximo desta divisão, o que ajuda a explicar por que razão o crânio combina traços primitivos e mais derivados.

Quem são os Denisovanos

Os Denisovanos são conhecidos sobretudo a partir de ADN antigo extraído de alguns ossos e dentes fragmentários, identificados pela primeira vez em 2010 na gruta de Denisova, na Sibéria. Vestígios genéticos da sua ascendência encontram-se hoje em muitas pessoas por toda a Ásia e em elevados níveis entre algumas populações da Melanésia e das Filipinas. A nova análise defende que os Denisovanos se situam dentro do clado Homo longi, uma linhagem documentada por fósseis asiáticos como o crânio de Harbin. Se estiver correto, os Denisovanos estiveram amplamente dispersos pela Ásia durante centenas de milhares de anos, interagiram com outros humanos e contribuíram com ADN para populações modernas.

Porque é isto importante para a nossa história

A evolução humana entre um milhão e trezentos mil anos atrás está repleta de fósseis difíceis de classificar. Alguns vêm de África, outros da Europa e muitos da Ásia. Os cientistas divergiam há muito sobre como estes achados se enquadram. O novo estudo agrupa os humanos do Pleistocénio Médio da Ásia numa linhagem longi separada do Homo sapiens e dos Neandertais. Essa reorganização resolveria muitas das discrepâncias que têm intrigado especialistas e poderia explicar por que razão vários fósseis asiáticos pareceram ser nem clássicos Homo erectus nem humanos modernos precoces.

O trabalho também empurra o cronograma da divergência dos humanos de grande encéfalo bem para além de um milhão de anos. Se os três principais ramos já eram distintos nessa época, então membros precoces desses ramos podem ter coexistido durante muito tempo. Isso estenderia o período em que diferentes grupos humanos podiam encontrar-se, interagir e, por vezes, cruzar-se. Deslocaria também o foco da investigação para locais mais antigos na Ásia e em África que possam testar esta divisão mais antiga.

Chris Stringer, líder de investigação em evolução humana no Museu de História Natural de Londres e coautor do estudo, sublinhou a importância da questão.

Isto muda muito o modo de pensar, porque sugere que, há um milhão de anos, os nossos antepassados já se tinham dividido em grupos distintos, apontando para uma divisão evolutiva humana muito mais precoce e mais complexa do que a até agora considerada.

Algumas interpretações vão mais longe e sugerem que um ancestral comum próximo da Ásia ocidental poderá ter dado origem aos ramos que se tornaram Homo sapiens, Neandertais e Denisovanos. Essa afirmação continua a ser debatida. Os fósseis mais antigos amplamente aceites como Homo sapiens precoces continuam em África, com cerca de trezentos mil anos. A nova reconstruição não altera esse registo, mas defende que a população-tronco mais profunda que mais tarde conduziu à nossa espécie se separou de outros humanos muito mais cedo do que muitos estudos propõem.

Como um crânio esmagado foi restaurado virtualmente

O crânio Yunxian 2 fora distorcido pelo peso dos sedimentos e pelo movimento do solo ao longo de muitos milhares de anos. Este tipo de deformação curva e torce os ossos, o que pode ocultar ou exagerar traços fundamentais. A equipa utilizou tomografia computorizada para atravessar a matriz rochosa, digitalização de luz estruturada para captar os detalhes da superfície e retrodeformação digital para reverter o esmagamento. Em termos práticos, trata-se de cirurgia digital. Os investigadores segmentaram o osso da pedra, espelharam partes intactas para substituir as secções em falta e usaram restrições anatómicas para realinhar os fragmentos.

O Professor Xijun Ni, da Universidade Fudan e do Instituto de Paleontologia de Vertebrados e Paleoantropologia, em Pequim, coliderou o trabalho. Descreveu a surpresa sentida pela equipa quando o crânio restaurado e os resultados da árvore genealógica se cruzaram pela primeira vez.

Desde o início, quando obtivemos o resultado, achámos que era inacreditável. Testámos vezes sem conta, usando todos os modelos e métodos, e agora temos confiança no resultado. Estamos, na verdade, muito entusiasmados.

O estudo também se apoia num conjunto de fósseis asiáticos que partilham traços cranianos com o Yunxian 2 e o crânio de Harbin. Estes incluem Dali e Jinniushan, na China, e outros exemplares há muito considerados difíceis de classificar. Um terceiro crânio de Yunxian, descoberto em 2022, está em preparação. Quando for analisado, fornecerá outro teste à reconstruição e ao agrupamento destes fósseis no clado longi.

Debate, limites e que evidência poderia resolver a questão

Muitos estudos genéticos estimaram que os humanos modernos, os Neandertais e os Denisovanos se separaram de um ancestral comum entre setecentos e quinhentos mil anos atrás. Estas estimativas baseiam-se em modelos de taxas de mutação e históricas populacionais e têm resolução limitada em tempos profundos. As árvores morfológicas, construídas a partir de traços cranianos, oferecem outra forma de estudar divisões antigas, mas têm os seus próprios limites. Os traços podem evoluir em paralelo em grupos não relacionados, e a escolha e o peso atribuídos aos caracteres podem condicionar o resultado.

Vários especialistas acolhem a reconstrução do Yunxian 2, mas alertam para a necessidade de cautela quanto às datas da árvore genealógica. Frido Welker, professor associado de evolução humana na Universidade de Copenhaga, afirmou que o novo modelo do crânio é um recurso importante, mas que testes moleculares ajudariam a confirmar a sua colocação.

É encantador termos uma reconstrução digital deste crânio importante disponível. Se for confirmada por fósseis adicionais e evidência genética, a datação da divergência seria surpreendente. Em alternativa, dados moleculares do próprio espécime poderiam fornecer informações que confirmam ou desafiam a hipótese morfológica.

Ryan McRae, paleoantropólogo do Museu Nacional de História Natural Smithsonian, que não participou na investigação, elogiou a restauração mas questionou a árvore mais ampla.

A reconstrução parece sólida e o encaixe com a linhagem longi e denisovana é razoável. A árvore filogenética tenta responder a muitas questões difíceis de uma vez, com dados limitados. O cronograma proposto é mais antigo do que o esperado e isso terá de ser verificado com mais fósseis e evidência genética.

Material genético é raro em fósseis com um milhão de anos, mas outros vestígios moleculares, como proteínas antigas, por vezes sobreviveram durante esse tempo. Uma amostragem mais alargada em África, Ásia e Europa, incluindo crânios e mandíbulas mais completos, poderia tornar o quadro mais claro. Os autores do novo estudo disseram que planeiam alargar a sua análise com fósseis e dados adicionais.

Onde os grupos humanos precoces viviam e se deslocavam

O novo modelo levanta uma questão fundamental sobre a geografia. As populações ancestrais do Homo sapiens, dos Neandertais e do clado longi viviam dentro ou fora de África? África é a casa mais antiga da linhagem humana e conserva os fósseis mais antigos de Homo sapiens, com cerca de trezentos mil anos. Ao mesmo tempo, o Homo erectus se espalhara pela Eurásia há quase dois milhões de anos, e a Ásia possui muitos locais do Pleistocénio Médio. Se a separação profunda das linhagens ocorreu há cerca de 1,3 milhões de anos, poderá ter envolvido populações dispersas por ambos os continentes.

Existem crescentes evidências de que os humanos antigos eram móveis, formavam pequenos grupos e, por vezes, se cruzavam quando se encontravam. Os Neandertais e os Denisovanos partilham uma história de fluxo genético com os humanos modernos, e os vestígios de ADN denisovano hoje mostram que o clado longi estava amplamente disperso por toda a Ásia. Esse padrão encaixa numa árvore ramificada com ligações ocasionais, em vez de uma substituição limpa de um grupo por outro. Um milhão de anos é muito tempo para linhas se encontrarem e se misturarem.

Por agora, a leitura mais segura é a de que o Yunxian 2 capta uma fase precoce de uma grande linhagem asiática com um encéfalo grande e um rosto mais plano, uma linhagem que provavelmente inclui os Denisovanos. O estudo defende que esta linhagem se separou da que conduziu aos humanos modernos há mais de um milhão de anos. Se essa divisão ocorreu em África, na Ásia ocidental ou ao longo de uma ampla região, ficará por testar com futuros achados. Cada novo crânio ou mandíbula que possa ser datado e reconstruído com segurança tem o potencial de mudar o quadro novamente.

Pontos-chave

• Uma reconstrução virtual do crânio Yunxian 2, da China central, coloca-o próximo da base do clado Homo longi, que provavelmente inclui os Denisovanos.
• A datação do fóssil entre novecentos e quarenta mil e 1,1 milhões de anos faz dele um dos crânios mais antigos com uma caixa craniana de tamanho moderno encontrados na Ásia.
• Uma nova análise de mais de cem fósseis sugere que os Neandertais se ramificaram há cerca de 1,38 milhões de anos, e que as linhagens longi e sapiens se dividiram há cerca de 1,32 milhões de anos.
• O estudo propõe que os Denisovanos estão mais próximos do Homo sapiens do que os Neandertais, o que desafia os modelos genéticos habituais.
• Fósseis asiáticos do Pleistocénio Médio, como Harbin, Dali e Jinniushan, alinham-se com o clado longi, ajudando a resolver problemas de classificação de longa data.
• Os especialistas acolhem a reconstrução, mas alertam para que as datas de divergência em tempos profundos precisam de confirmação através de evidência genética ou de proteínas e de mais fósseis.
• Os resultados não alteram a localização em África dos fósseis de Homo sapiens mais antigos aceites, mas empurram a separação mais profunda das linhagens humanas bem para além de um milhão de anos.
• Um terceiro crânio de Yunxian, descoberto em 2022, e outros achados futuros em África e na Ásia poderão testar e refinar a árvore genealógica proposta.