Este trabajo es una contribución al estudio de la diversidad genética en las poblaciones americanas antiguas. Se ha analizado el DNA procedente de restos humanos esqueléticos de yacimientos mesoamericanos de tres épocas distintas, con dataciones que se ubican desde la época azteca prehispánica (post-clásico tardío) a la colonia del Virreinato de la Nueva España, con la finalidad de inferir, desde la visión de los linajes maternos, la dinámica de las poblaciones del Valle Central de México y el posible aporte genético del contingente español y africano que llegó a tierras americanas, específicamente a México, desde finales del siglo XVI. Se estudiaron los marcadores del DNA mitocondrial (mtDNA) a partir de restricción enzimática de fragmentos en la región codificante y de la secuenciación de un segmento de la región hipervariable I. Los distintos análisis se realizaron observando un estricto control de los criterios de autenticidad en relación a las condiciones de laboratorio, el uso de controles, la caracterización de los investigadores, diversidad genética, sentido filogenético y total correspondencia entre los marcadores mitocondriales, concordancia que es reconocida como un criterio de autenticidad cuando se analiza el mtDNA proveniente de restos antiguos. De los ciento dos individuos estudiados, ochenta y siete fueron clasificados entre los cuatro principales haplogrupos descritos para nativos americanos (A, B, C y D) y tres no segregaron para ninguno de estos haplogrupos, ni siquiera para el quinto y menos frecuente linaje americano, el haplogrupo X; a la luz de los datos de que se dispone hasta el momento es probable de que se trate de individuos cuyo linaje maternal pertenezca a alguno de los haplogrupos africanos (L1, L2 y L3), siendo la primera evidencia genética del aporte africano en época colonial. En los doce individuos restantes no se lograron amplificaciones positivas para más de un sitio de restricción, por lo cual fueron excluidos de la investigación. Los análisis de comparación entre las tres series antiguas permiten deducir una continuidad entre los linajes mitocondriales anteriores al contacto europeo y los linajes de la época colonial, no observándose diferencias significativas entre ellas. Sin embargo, la presencia de secuencias únicas en la serie de contacto permite hipotetizar un colapso poblacional en algunos núcleos indígenas. Los resultados obtenidos tanto a nivel de haplogrupos como de secuencias también han sido comparados con datos de poblaciones actuales y antiguas de América y Asia obtenidos de la literatura; y de esta manera, situar en el contexto poblacional americano las muestras antiguas del Valle Central mexicano. Los procedimientos de reconstrucción filogenética nos permiten deducir que las series antiguas del Valle Central de México tienen un vínculo por vía matrilineal con el resto de las poblaciones americanas, y especialmente con la población mexicana contemporánea de referencia. Además, está virtualmente ausente el aporte europeo en las muestras analizadas, debido posiblemente, a que el proceso de mestizaje que se produjo durante los siglos XVI y XIX fue de tipo unidireccional, hombre europeo-mujer indígena y el mtDNA sólo nos permite el análisis del aporte genético materno. / This paper is a contribution to the genetic diversity study in ancient American populations. DNA from Mesoamerican human skeletal remains from three different periods, which cover from the pre-Hispanic Aztec epoch (late post-classical) to the Viceroyalty of New Spain at the colonial period were analyzed, with the purpose to infer, with the information that the maternal lineages can provide us, Mexico's Central Valley population dynamics; and the possible genetic contribution of the Spanish and African contingents that arrived to the Americas, specifically to Mexico, since the last period of the XVIth century.Mitochondrial DNA (mtDNA) markers have been studied by both specific restriction enzyme analysis in the coding region and by sequencing of the hypervariable region I segment. The analyses were carried out with a strict control of the authenticity criteria, focusing on: laboratory conditions, use of blank controls, mtDNA characterization of laboratory researchers, genetic diversity, phylogenetic sense and total correspondence among mitochondrial markers, which is recognized as an authenticity criterium where mtDNA analysis from ancient remains is concerned. Of the hundred two individuals studied, eighty-seven were classified among the four major founding mtDNA haplogroups described for American natives (A, B, C, and D), three individuals didn't segregate for any of these haplogroups, not even for the fifth and less frequent American founding lineage, the haplogroup X; and it is probable that their maternal lineage belong to one of the African haplogroups (L1, L2 or L3), being the first genetic evidence of the African contribution in the colonial epoch. Finally, in twelve individuals positive amplifications were achieved in no more than one restriction site, reason by which they were excluded of the investigation. The analysis comparison among the three ancient series showed that there is continuity between mitochondrial lineages previous to the European contact and colonial lineages, and that there is not a significant difference among them. Nevertheless, the presence of exclusive lineages in contact series allows us to hypothesize a population collapse in some native groups. The results obtained using both methods of the mtDNA analysis have also been compared with ancient and current populations data from America and Asia available in the literature; and in this way, we have been able to place in the American context the Mexico's Central Valley samples. Phylogenetic reconstruction procedures permit to deduce that Mexico's Central Valley ancient series have a maternal link with the remaining American populations, and especially with the Mexican current population of reference. In addition the European contribution in the samples analyzed is virtually absent possibly owing to that the mestizaje process that was produced during the XVIth and XIXth centuries was of one-directional: European man - Native woman and mtDNA only permits maternal genetic analysis.

In this paper I report on a study whose principal aim is to understand the development and decline of the southern Peruvian Nasca culture in the upper Río Grande de Nasca drainage, and its cultural and biological affinities to the preceding Paracas culture. Ancient DNA analyses were conducted on over 300 pre-Columbian individuals from various cemeteries in southern Perú, from periods ranging from the Formative Period to the Middle Horizon. Our results show that the Nasca populations are close related to those of the preceding Paracas culture, and combined with archaeological data, suggest that the Nasca culture was autochthonous to the Río Grande drainage. Furthermore, one can observe how changes in socioeconomic complexity influence the genetic diversity. The pre-Columbian coastal populations of southern Perú differ significantly from both ancient highland and all present-day Peruvian populations. The genetic differentiation between the main cultural areas of western South America seems to fade with the Middle Horizon. / Se presenta aquí un estudio cuyo objetivo principal es la comprensión del desarrollo y decadencia de la cultura Nasca en la parte alta de la cuenca del Río Grande de Nasca, así como sus afinidades biológicas y culturales con su antecesora, la cultura Paracas. Se realizaron análisis de ADN antiguo en más de 300 individuos procedentes de varios cementerios prehispánicos del sur del Perú correspondientes a un lapso que se inicia en el Período Formativo y alcanza el Horizonte Medio. Los resultados muestran que las poblaciones nasca son cercanas a las de su cultura precedente. Esta información, combinada con los datos arqueológicos, sugiere que la cultura Nasca se desarrolló, de manera autóctona, en la cuenca del Río Grande. Más aún, se puede observar que los cambios socioeconómicos de este período influyeron en la diversidad genética. Las poblaciones prehispánicas costeñas del sur del Perú difieren, significativamente, de las antiguas poblaciones de la sierra y de las poblaciones peruanas actuales. La diferenciación genética entre las principales áreas culturales de la parte oeste de Sudamérica parece desaparecer en el Horizonte Medio.

Even though the analysis of DNA from archaeological bone comes with some major limitations, it constitutes the most directmeans of investigating prehistoric population dynamics. The interdisciplinary contextualization of genetic data with the archaeological and palaeoecological record helps to reconstruct past population histories and the demography of ancient populations. For South America, palaeogenetic studies have become increasingly important. Here we review the existing ancient DNA data from pre-Columbian individuals to assess their potential to contribute to our understanding of early South American population history. The spatial and temporal distribution of ancient South American populations analysed to date is very uneven and the data resolution of the analysed genetic markers is low. Nevertheless, the data suggest that there were population dynamic processes accompanying cultural development in Western South America. With the new methodologies and better sampling strategies employed in current paleogenetic projects and more effective interdisciplinary cooperations it will be soon possible to achieve a better understanding of the peopling of the continent and the succeeding population history. / Aún cuando el análisis de ADN de huesos arqueológicos tiene algunas grandes limitaciones, constituye la manera más directa de investigar eventos prehistóricos de dinámica poblacional. La contextualización interdisciplinaria de los datos genéticos con los registros arqueológico y paleoecológico permite reconstruir las historias poblacionales pasadas y la demografía de sociedades antiguas. Por otro lado, el número de estudios paleogenéticos en Sudamérica se está incrementando. En este artículo revisamos los datos de ADN antiguo de individuos prehispánicos que existen en la actualidad con la finalidad de evaluar su potencial para contribuir a nuestro entendimiento de la historia temprana del poblamiento de Sudamérica. La distribución espacial y temporal de las poblaciones sudamericanas antiguas muestreadas a la fecha es muy irregular y la resolución de los marcadores genéticos analizados esbaja. Sin embargo, los datos sugieren que existieron procesos de dinámica poblacional que acompañaron el desarrollo cultural de la parte oeste de Sudamérica. Con las nuevas metodologías y mejores estrategias de muestreo que se emplean hoy en día en los proyectos de paleogenética, y con una cooperación interdisciplinaria más efectiva, pronto será posible lograr un mejor entendimiento del poblamiento del continente, así como de los hechos sucesivos de su historia poblacional.

The evolutionary history of H. neanderthalensis, interwoven with that of H. sapiens, has always fascinated the scientific world. Recent adavncess in paleogenetics shedds new light on the phylogenetic relationship between Neandertals and modern humans. The studies developed in this thesis intend principally to control the contaminants through the development of an anti-contamination protocol for decreasing the human contamination in pre-laboratory phases. We designed a PCR-based method specific for reducing human contamination during the laboratory analysis, and we analyzed the fragmentation pattern of the ancient sequences by massively parallel sequencing technologies. Furthermore, we studied two nuclear genes, TAS2R38 -associated to bitter taste perception- and ABO blood group system –involved in natural immunity- that provide specific information on aspects of the Neanderthal phenotype and adaptation. / La historia evolutiva d’H. neanderthalensis, imbricada amb la d’H. sapiens, ha fascinat sempre el món científic. Avenços recents en paleogenètica aporten una nova llum sobre la rel•lació filogenètica entre els neandertals i els humans moderns. Els treballs d’aquesta tesi intenten principalment controlar els contaminants mitjançant el desenvolupament d’un protocol d’anti-contaminació que disminueixi la contaminació humana de les mostres en la fase de pre-laboratori. Hem desenvolupat un mètode basat en la PCR específic per a reduïr els contaminants humans durant l’anàlisi en el laboratori, i hem analitzat el patró de fragmentació de les seqüències antigues amb tècniques de seqüenciació massiva en paral•lel. A més a més, hem estudiat dos gens nuclears, el TAS2R38 –associat a la percepció del gust amarg- i el grup sanguini ABO –implicat en la immunitat natural- que proporcionen informació específca sobre aspectes del fenotip i de les adaptacions dels neandertals.

In this thesis we have addressed three different although related topics. First, we studied the post-mortem mutation damage rate of contaminated DNA sequences in ancient human remains focusing on the development of strategies to avoid pre-laboratory derived contaminations. We proposed a guideline to control them consisting in typing every single person involved on the manipulation of the remains, especially when they have not been excavated and washed under controlled conditions. Second, we successfully develop a non-invasive technique to sequence ancient remains but preserving it from the destruction. And third, we sequenced ancient human remains from different evolutionary times (from Paleolithic to post-Neolithic) to make inferences about the peopling of Western Europe focusing mainly in the Iberia peninsula. We found that there is a long term genetic continuity at least since the Neolithic. The only clear genetic discontinuity found is that involving two different human species, H. sapiens and H. neanderthalensis. / En la presente tesis hemos tratado tres temas diferentes aunque muy relacionados. Primero, hemos estudiado la tasa de mutación post-mortem de secuencias de ADN contaminante en restos humanos antiguos centrándonos en el desarrollo de estrategias para evitar que las muestras se contaminen antes de llegar al laboratorio. Proponemos una guía que consiste en el tipado genético de cada persona implicada en la manipulación de los restos, especialmente cuando estos han sido excavados y lavados bajo condiciones no controladas. Segundo, hemos desarrollado una técnica no invasiva para secuenciar DNA de restos humanos antiguos pero sin destruirlos. Y por ultimo, hemos secuenciado restos humanos antiguos pertenecientes a diferentes periodos evolutivos (desde el Paleolitico hasta el post-Neolitico) que nos han permitido hacer inferencias sobre el poblamiento Europeo centrándonos básicamente en la Península Ibérica. Hemos encontrado que ha habido una continuidad genética desde el Neolítico. La única clara discontinuidad genética encontrada es entre dos especies distintas: H. Sapiens y H.neanderthalensis.