Riscritta la storia genetica dei nostri antenati: il segreto nei dati genomici di 23 mila anni fa

Un team internazionale ha studiato 356 genomi degli antichi cacciatori-raccoglitori per individuare i loro spostamenti in Europa
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Uno studio pubblicato di recente sulla rivista Nature, sottolinea come gli esseri umani moderni abbiano popolato l’Europa per oltre 45.000 anni. La nostra conoscenza della parentela genetica e dei gruppi degli antichi cacciatori-raccoglitori è ad oggi limitata, a causa della scarsa conservazione molecolare dei resti umani risalenti alla preistoria.

Grazie al più grande set di dati dei genomi preistorici dei cacciatori-raccoglitori europei mai raccolti prima, questo team di ricerca internazionale ha riscritto la storia genetica dei nostri antenati. Questo studio è stato condotto da ricercatori dell’Università di Tubinga e il Centro Senckenberg per l’evoluzione umana e il paleoambiente, l’Università di Pechino e l’Istituto di Antropologia Evolutiva di Lipsia, in collaborazione con 125 scienziati internazionali.

Lo studio paleologico sui genomi degli antichi cacciatori-raccoglitori

In questo studio, sono analizzati in particolare 356 genomi degli antichi cacciatori-raccoglitori, compresi i nuovi dati genomici di 116 individui, risalenti in un’epoca che va dai 35.000 ai 5.000 anni fa. Questo studio è basato su un nuovo metodo di stima della contaminazione basato su cicli di omozigosi.

Gli esperti hanno identificato una discendenza genetica di individui  del Paleolitico superiore e provenienti dall’Europa occidentale. Questa discendenza può essere distinta in due gruppi della cultura archeologica nell’Europa centromeridionale, ma assomiglia a quella di precedenti individui associati alla cultura aurignaziana.

Il ricambio genetico in Europa Meridionale

Questa discendenza rappresenta un ricambio genetico nell’Europa meridionale e suggerisce che ci fu un ricambio locale dei gruppi umani risalenti al tempo dell’ultima era glaciale, accompagnata da una dispersione da nord a sud delle popolazioni della cultura epigravettiana.

In un’epoca risalente a 14.000 anni fa, un gruppo di antenati legati a questa cultura diffusosi dal sud in tutto il resto dell’Europa sostituì il pool genetico associato alla cultura magdaleniano.

Le interazioni in Europa Orientale

Dopo un periodo di limitata mescolanza all’inizio del Mesolitico, gli studiosi hanno individuato interazioni genetiche tra i gruppi diversi in Occidente e i cacciatori-raccoglitori dell’Europa orientale, caratterizzati anche da differenze nelle varianti fenotipicamente rilevanti.

Gli esseri umani moderni hanno lasciato l’Africa subsahariana almeno 60 mila anni fa e durante la loro espansione iniziale in Eurasia, si sono geneticamente mescolati con l’uomo di Neanderthal. Dati genomici hanno dimostrato che gli esseri umani moderni erano presenti nell’Eurasia occidentale almeno 45.000 anni fa.

La mescolanza di questi gruppi con l’uomo di Neanderthal

Alcuni di questi primi gruppi risalente a 40.000 anni fa si sono ulteriormente mescolati con l’uomo di Neanderthal, come dimostrano i segnali di una recente introgressione negli individui da Bacho Kiro in Bulgaria associati con l’inizio del Paleolitico superiore la cultura archeologica e da Peştera cu in Romania.

Altri antenati dello stesso periodo, come Zlatý kůň dalla Repubblica Ceca e Ust’Ishim dalla Russia, non hanno una significativa discendenza dall’uomo di Neanderthal rispetto ad altri gruppi non africani. Questo dato indica le interazioni differenziali tra l’uomo di Neanderthal e primi umani moderni durante la loro espansione in Eurasia.

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Fossili umani che erano geneticamente analizzati in questo studio sono stati trovati su la costa olandese e datato da circa 11.000-8.000 anni fa. Originalmente sono venuto da Doggerland, una terra ora sommersa sotto nel Mare del Nord, dove i cacciatori-raccoglitori vissero. Foto: Museo Nazionale delle Antichità (RMO) modificato da Michelle O’Reilly

Tuttavia, nessuno di questi individui in un’epoca risalente a più di 40.000 anni fa ha lasciato tracce sostanziali nel patrimonio genetico delle popolazioni eurasiatiche odierne.

Invece, nell’Europa meridionale, il profilo genetico dei cacciatori-raccoglitori è stato individuato in un’epoca risalente a 17.000 anni fa in individui associati con la cultura epigravettiana (che corrisponde all’epoca che va dai 24.000 anni fa ai 12.000 anni fa, dalla penisola italiana alla pianura europea sudorientale attraverso i Balcani).

L’ascendenza “Villabruna”

L’ascendenza “Villabruna” ha mostrato connessioni con l’antica e odierna popolazioni del Vicino Oriente, ma il modo e il tempo della sua espansione nella penisola italiana rimangono ad oggi tematiche inesplorate.

La formazione, la diffusione e l’interazione dell’ascendenza “Villabruna” costituita dai cacciatori-raccoglitori contemporanei dall’Europa orientale e la loro interazione con successive espansioni degli agricoltori neolitici provenienti da Sud est.

Gli studiosi hanno elaborato una descrizione sistematica delle trasformazioni genomiche che i gruppi dei cacciatori-raccoglitori dal Paleolitico in poi attraverso l’Eurasia occidentale e centrale e come quelli sono forse legati a cambiamenti culturali e climatici.

preistoria figura 1

I dati genomici raccolti risalenti a 23.000 anni fa

In questo studio vengono esaminati i dati genomici provenienti
dall’Andalusia, nel sud della Spagna, datati in un’epoca risalente ~23.000 anni fa. Questo scenario differisce dall‘Italia, dove gli individui associati alla transizione hanno una diversa discendenza genetica.

Il team di studiosi ha analizzato i genomi di 356 cacciatori preistorici di diverse culture archeologiche – compresi i nuovi set di dati di 116 individui provenienti da 14 diversi paesi europei e dell’Asia centrale.Gli esseri umani moderni hanno cominciato a diffondersi in tutta l’Eurasia circa 45.000 anni fa, ma ricerche precedenti hanno dimostrato che i primi esseri umani moderni che sono arrivati in Europa non ha contribuito alle popolazioni successive.

L’Ultima Era Massima Glaciale

Questo studio si concentra su persone che vivevano tra 35.000 e 5.000 anni fa e che sono, a almeno parzialmente, gli antenati della popolazione attuale di Eurasia Orientale, compresi – per la prima volta – i genomi delle persone che hanno vissuto durante l’Ultima Era Massima Glaciale (LGM), la fase più fredda dell’ultimo Ghiaccio, circa 25.000 anni fa.

Clima Refugium o vicolo cieco?

Sorprendentemente, il team di ricerca ha scoperto che popolazioni provenienti da diverse regioni associate alla cultura gravettiana, che era molto diffusa nel continente europeo tra 32.000 e 24.000 anni fa,
non erano strettamente collegati tra loro. Erano collegati da un
cultura archeologica: utilizzavano armi simili e producevano
opere artistiche.

Inoltre, il pool genico delle popolazioni Gravettiane occidentali si trova continuamente per almeno 20.000 anni: i loro discendenti che sono associati con le culture solutreana e maddalena soggiornato in Europa sud-occidentale durante il periodo più freddo dell’ultima era glaciale (tra 25.000 e 19.000 anni fa) e più tardi diffuso nord-est al resto d’Europa.

Il caso della penisola italiana

“Con questi risultati, dobbiamo per la prima volta sostenere direttamente l’ipotesi che durante l’Ultima Era Massima Glaciale hanni trovato rifugio nella regione climaticamente più favorevole del sud-ovest Europa” dice il primo autore Cosimo Posth.

La penisola italiana era precedentemente considerata un altro rifugio climatico per gli esseri umani durante la LGM. Tuttavia, il team di ricerca non ha trovato alcuna prova per questo, al contrario. Le popolazioni di cacciatori-raccoglitori associati alla cultura gravettiana e che vivono in Europa centrale e meridionale non sono più geneticamente rilevabili dopo l’LGM.

Le persone con un nuovo pool genetico si stabilirono in queste aree. “Troviamo che gli individui associati con una cultura successiva, la discendenza epigravettiana, è geneticamente distinta dai precedenti abitanti della zona,” dice il co-autore He Yu. “Presumibilmente, queste persone venute dai Balcani, arrivati prima nel nord Italia intorno al periodo del massimo glaciale e sparsi fino a sud della Sicilia.

Sostituzione genetica su larga scala

I genoma analizzati egualmente indicano che i discendenti di questi abitanti Epigravettiani della penisola italiana si è diffusa nel resto d’Europa circa 14.000 anni fa, sostituendo le popolazioni
associato alla cultura magdaleniana.

Il team di ricerca descrive una sostituzione genetica su larga scala che potrebbe essere stata causata, in parte, da cambiamenti climatici che hanno costretto le persone a migrare: “A quel tempo, il clima si è riscaldato rapidamente e considerevolmente e le foreste si sono diffuse in tutto il continente europeo“.

Questo potrebbe aver spinto le persone del sud ad espandere il loro habitat. Gli abitanti precedenti potrebbero essere migrati verso il nord mentre il loro habitat, la steppa ‘mammut‘, si è ridotta” dice Johannes Krause, autore senior dello studio.

L’epoca risalente a 6.000-8.000 anni fa

Inoltre, i risultati mostrano che non c’era stato uno scambio genetico tra le popolazioni contemporanee di cacciatori-raccoglitori nell’Europa occidentale e orientale per più di 6.000 anni. Le interazioni tra le persone provenienti dall’Europa centrale e orientale possono essere rilevate solo dopo 8.000 anni fa.

A quel tempo, cacciatori-raccoglitori con antenati distinti e le apparenze hanno iniziato a mescolarsi l’uno con l’altro. Erano diversi sotto molti aspetti, incluso il colore della pelle e degli occhi”, dice He Yu.

I cambiamenti di vita provenienti dall’Anatolia

Durante questo tempo l’agricoltura e uno stile di vita sedentario si diffusero dall’Anatolia all’Europa. “È possibile che la migrazione dei primi agricoltori in Europa ha innescato il ritiro delle popolazioni di cacciatori-raccoglitori a il confine settentrionale dell’Europa. Allo stesso tempo, questi due gruppi hanno iniziato a mescolarsi tra loro, e ha continuato a farlo per circa 3000 anni“, dice Krause.

I dati che abbiamo ottenuto da questo studio ci forniscono informazioni sorprendentemente dettagliate sugli sviluppi e gli incontri dei gruppi di cacciatori-raccoglitori dell’Eurasia occidentale”, riassume Posth. “Ulteriormente ricerca interdisciplinare chiarirà quali processi esatti sono stati responsabili per le sostituzioni genetiche di intere popolazioni dell’era glaciale.”

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Ricostruzione di un cacciatore-raccoglitore associato alla cultura gravettiana (32.000-24.000 anni fa) ispirato dai reperti archeologici presso il sito Arene Candide (Italia). Image: Tom Bjoerklund
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