Crânio chinês de um milhão de anos reformula a árvore genealógica humana

Crânio da China recua no tempo as origens humanas

Um crânio esmagado, descoberto em um terraço fluvial na província de Hubei, no centro da China, tornou-se um novo marco na história da nossa espécie. Usando técnicas avançadas de escaneamento e reconstrução digital, uma equipe internacional restaurou virtualmente o segundo crânio de Yunxian, também chamado de Yunxian 2, e o comparou com mais de uma centena de fósseis humanos. Os resultados apontam para um membro antigo de uma linhagem que inclui o Homo longi, às vezes chamado de Homem-Dragão, e os enigmáticos denisovanos. A análise sugere que os principais ramos que deram origem ao Homo sapiens, ao Homo longi e aos neandertais se separaram muito antes do que muitos cientistas imaginavam, talvez há mais de 1,3 milhão de anos.

A descoberta reformula um capítulo importante da evolução humana, muitas vezes descrito como o período confuso do meio: o intervalo entre cerca de um milhão e trezentos mil anos atrás. O crânio reconstruído de Yunxian 2 apresenta uma combinação marcante de características. Algumas lembram o Homo erectus, um humano antigo que se espalhou por vastas regiões. Outras se aproximam mais das de humanos asiáticos posteriores, com cérebros maiores. A equipe situa Yunxian 2 perto da raiz de um clado asiático que inclui o Homo longi e, provavelmente, os denisovanos. Se essa classificação estiver correta, a população que deu origem à nossa espécie, aos neandertais e aos denisovanos já havia se dividido em grupos distintos por volta de um milhão de anos atrás.

O que os pesquisadores encontraram no crânio de Yunxian

Yunxian 2 foi descoberto em 1990 em Xuetangliangzi, perto do rio Hanjiang. O crânio havia sido achatado e deformado durante o soterramento, o que dificultou sua identificação inicial. Após uma cuidadosa restauração virtual, os pesquisadores puderam avaliar seu formato e suas dimensões originais. O crânio é comprido e baixo, com uma arcada supraorbital robusta, uma caixa craniana larga e achatada e um rosto grande, mas relativamente plano, com maçãs do rosto pouco salientes. A capacidade craniana supera 1.100 mililitros, a maior conhecida para um humano dessa idade, e está na faixa inferior dos humanos modernos. A combinação de testa recuada e arcada supraorbital robusta com maçãs do rosto mais planas e um cérebro maior diferencia o fóssil do Homo erectus clássico.

Qual é a idade do fóssil

A datação se baseia na camada de sedimentos e nos fósseis de animais encontrados junto com Yunxian 2, com apoio de técnicas como a magnetoestratigrafia e métodos radiométricos. A equipe estima que o crânio tenha entre 940 mil e 1,1 milhão de anos. Isso faz dele um dos crânios grandes mais antigos encontrados na Ásia com uma caixa craniana de tamanho moderno.

Um mosaico de características antigas e recentes

Yunxian 2 apresenta um mosaico de características que conecta humanos mais antigos e mais recentes. A calota craniana é espessa e comprida, com abóbada baixa, semelhante à do Homo erectus. O rosto é largo, mas relativamente plano, com maçãs do rosto baixas e pouco profundas e uma abertura nasal ampla. A parte posterior do crânio é expandida. O palato é largo, e a região do ouvido apresenta detalhes característicos também encontrados em outros fósseis do grupo longi proposto. Essas características compartilhadas, junto com um cérebro maior, correspondem a fósseis asiáticos posteriores, como o crânio de Harbin e o de Jinniushan, e ajudam a definir um clado asiático distinto.

Uma árvore genealógica que se ramifica antes do esperado

Para mapear as relações, os pesquisadores usaram medidas e características anatômicas de mais de cem crânios e mandíbulas. Eles construíram uma árvore filogenética, um diagrama ramificado que estima o parentesco entre diferentes grupos humanos. Nessa análise, os neandertais se separam primeiro, há cerca de 1,38 milhão de anos. Em seguida, as linhagens que deram origem ao Homo sapiens e ao clado longi se separam, há cerca de 1,32 milhão de anos. Em outras palavras, os denisovanos e seus parentes do grupo longi parecem ser mais próximos dos humanos modernos do que os neandertais. O estudo situa Yunxian 2 muito perto dessa divisão, o que ajuda a explicar por que o crânio combina características primitivas e outras mais derivadas.

Quem são os denisovanos

Os denisovanos são conhecidos principalmente por DNA antigo extraído de alguns ossos e dentes fragmentários, identificados pela primeira vez em 2010 na caverna de Denisova, na Sibéria. Hoje, vestígios genéticos de sua ancestralidade são encontrados em muitas pessoas na Ásia e em níveis elevados em algumas populações da Melanésia e das Filipinas. A nova análise defende que os denisovanos pertencem ao clado Homo longi, uma linhagem documentada por fósseis asiáticos como o crânio de Harbin. Se estiver correta, essa hipótese indica que os denisovanos se espalharam por toda a Ásia durante centenas de milhares de anos, interagiram com outros humanos e contribuíram com DNA para populações modernas.

Por que isso importa para a história de nós

A evolução humana entre um milhão e trezentos mil anos atrás é marcada por fósseis difíceis de classificar. Alguns vêm da África, outros da Europa e muitos da Ásia. Há muito tempo, cientistas divergem sobre como essas descobertas se encaixam. O novo estudo agrupa os humanos asiáticos do Pleistoceno Médio em uma linhagem longi, distinta do Homo sapiens e dos neandertais. Essa reorganização resolveria muitas das inconsistências que intrigam especialistas e poderia explicar por que vários fósseis asiáticos não pareciam pertencer nem ao Homo erectus clássico nem aos primeiros humanos modernos.

O trabalho também recua para muito além de um milhão de anos a estimativa da divergência entre humanos com cérebros grandes. Se os três principais ramos já eram distintos tão cedo, seus primeiros integrantes podem ter coexistido por muito tempo. Isso ampliaria o período em que diferentes grupos humanos poderiam se encontrar, interagir e, às vezes, cruzar entre si. Também redirecionaria a atenção das pesquisas para sítios mais antigos na Ásia e na África, capazes de testar essa hipótese de uma separação mais remota.

Chris Stringer, líder de pesquisa em evolução humana no Museu de História Natural de Londres e coautor do estudo, destacou a importância da descoberta.

Isso muda muitas ideias porque sugere que, há um milhão de anos, nossos ancestrais já haviam se dividido em grupos distintos, apontando para uma separação evolutiva humana muito mais antiga e complexa do que se acreditava.

Algumas interpretações vão além e sugerem que um ancestral comum que viveu perto da Ásia Ocidental poderia ter dado origem aos ramos que se tornaram o Homo sapiens, os neandertais e os denisovanos. Essa hipótese ainda é debatida. Os fósseis mais antigos amplamente aceitos como Homo sapiens primitivo continuam sendo os encontrados na África, com cerca de trezentos mil anos. A nova reconstrução não altera esse registro, mas sustenta que a população ancestral mais antiga que posteriormente deu origem à nossa espécie se separou de outros humanos muito antes do que muitos estudos propuseram.

Como um crânio esmagado foi restaurado virtualmente

O crânio de Yunxian 2 havia sido deformado pelo peso dos sedimentos e pelo movimento do solo ao longo de muitos milhares de anos. Esse tipo de deformação curva e torce os ossos, podendo ocultar ou exagerar características importantes. A equipe usou tomografia computadorizada para enxergar através da matriz rochosa, escaneamento com luz estruturada para registrar detalhes da superfície e retrodeformação digital para desfazer o esmagamento. Na prática, é uma cirurgia digital. Os pesquisadores separaram os ossos da rocha, espelharam partes intactas para substituir trechos ausentes e usaram restrições anatômicas para realinhar as peças.

O professor Xijun Ni, da Universidade Fudan e do Instituto de Paleontologia de Vertebrados e Paleoantropologia, em Pequim, foi um dos líderes do trabalho. Ele descreveu a surpresa da equipe quando os resultados da reconstrução do crânio e da árvore genealógica começaram a se encaixar.

Desde o início, quando obtivemos o resultado, achamos que era inacreditável. Testamos de novo e de novo, usando todos os modelos e métodos, e agora estamos confiantes no resultado. Estamos realmente muito empolgados.

O estudo também se apoia em um conjunto de fósseis asiáticos que compartilham características cranianas com Yunxian 2 e o crânio de Harbin. Entre eles estão os fósseis de Dali e Jinniushan, na China, além de outros espécimes cuja classificação sempre foi difícil. Um terceiro crânio de Yunxian, descoberto em 2022, está sendo preparado. Quando for analisado, oferecerá outro teste para a reconstrução e para o agrupamento desses fósseis no clado longi.

Debate, limitações e evidências que podem esclarecer a questão

Muitos estudos genéticos estimaram que os humanos modernos, os neandertais e os denisovanos se separaram de um ancestral comum entre setecentos mil e quinhentos mil anos atrás. Essas estimativas se baseiam em modelos de taxas de mutação e histórias populacionais, e têm resolução limitada para períodos tão remotos. Árvores morfológicas, construídas a partir de características dos crânios, oferecem outra maneira de estudar separações antigas, mas também têm limitações. Características podem evoluir paralelamente em grupos sem parentesco, e a seleção e a ponderação dos traços podem influenciar o resultado.

Vários especialistas receberam bem a reconstrução de Yunxian 2, mas pedem cautela em relação às datas da árvore genealógica. Frido Welker, professor associado de evolução humana na Universidade de Copenhague, observou que o novo modelo do crânio é um recurso importante, mas que testes moleculares ajudariam a confirmar sua classificação.

É empolgante ter à disposição uma reconstrução digital desse crânio tão importante. Se confirmadas por fósseis adicionais e evidências genéticas, as datas de divergência seriam surpreendentes. Como alternativa, dados moleculares do próprio espécime poderiam trazer informações capazes de confirmar ou contestar a hipótese morfológica.

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

A reconstrução parece sólida, e a associação com a linhagem longi e denisovana é razoável. A árvore filogenética tenta responder a muitas perguntas difíceis de uma só vez com dados limitados. A cronologia proposta é mais antiga do que o esperado e precisará ser confrontada com mais fósseis e evidências genéticas.

Material genético é raro em fósseis com um milhão de anos, mas outros vestígios moleculares, como proteínas antigas, às vezes sobreviveram por tanto tempo. Uma amostragem mais ampla na África, na Ásia e na Europa, com crânios e mandíbulas mais completos, poderia esclarecer o quadro. Os autores do novo estudo afirmaram que pretendem ampliar a análise com fósseis e dados adicionais.

Onde os primeiros grupos humanos viveram e por onde se deslocaram

O novo modelo levanta uma questão geográfica fundamental: as populações ancestrais do Homo sapiens, dos neandertais e do clado longi viviam na África ou fora dela? A África é o berço mais antigo da linhagem humana e conserva os fósseis mais antigos de Homo sapiens, com cerca de trezentos mil anos. Ao mesmo tempo, o Homo erectus já havia se espalhado pela Eurásia quase dois milhões de anos atrás, e a Ásia abriga muitos sítios do Pleistoceno Médio. Se a separação profunda das linhagens ocorreu há cerca de 1,3 milhão de anos, ela pode ter envolvido populações distribuídas pelos dois continentes.

As evidências de que os humanos antigos se deslocavam, formavam pequenos grupos e às vezes se cruzavam quando se encontravam são cada vez mais numerosas. Neandertais e denisovanos compartilham uma história de fluxo genético com humanos modernos, e os vestígios de DNA denisovano encontrados hoje mostram que o clado longi se espalhou por toda a Ásia. Esse padrão é compatível com uma árvore ramificada, mas com conexões ocasionais, e não com a substituição completa de um grupo por outro. Um milhão de anos é tempo suficiente para diferentes linhagens se encontrarem e se misturarem.

Por enquanto, a interpretação mais prudente é que Yunxian 2 registra uma fase inicial de uma importante linhagem asiática, com cérebro grande e rosto mais plano, que provavelmente inclui os denisovanos. O estudo defende que essa linhagem se separou daquela que levou aos humanos modernos há mais de um milhão de anos. Ainda será preciso investigar se essa separação ocorreu na África, na Ásia Ocidental ou em uma região ampla. Cada novo crânio ou mandíbula que puder ser datado e reconstruído com segurança tem potencial para mudar novamente esse quadro.

Principais pontos

• Uma reconstrução virtual do crânio de Yunxian 2, encontrado no centro da China, o situa perto da base do clado Homo longi, que provavelmente inclui os denisovanos.
• Com idade estimada entre 940 mil e 1,1 milhão de anos, o fóssil é um dos crânios grandes mais antigos encontrados na Ásia com uma caixa craniana de tamanho moderno.
• Uma nova análise de mais de cem fósseis sugere que os neandertais se separaram há cerca de 1,38 milhão de anos, e que as linhagens longi e sapiens se dividiram há cerca de 1,32 milhão de anos.
• O estudo propõe que os denisovanos são mais próximos do Homo sapiens do que os neandertais, desafiando modelos genéticos comuns.
• Fósseis asiáticos do Pleistoceno Médio, como os de Harbin, Dali e Jinniushan, se alinham ao clado longi, ajudando a resolver problemas antigos de classificação.
• Especialistas elogiam a reconstrução, mas alertam que as datas de divergência em períodos remotos precisam ser confirmadas por evidências genéticas ou proteicas e por mais fósseis.
• Os resultados não alteram a localização dos fósseis mais antigos de Homo sapiens aceitos, na África, mas recuam para muito além de um milhão de anos a separação mais profunda das linhagens humanas.
• Um terceiro crânio de Yunxian, descoberto em 2022, e novas descobertas na África e na Ásia poderão testar e aprimorar a árvore genealógica proposta.