La storia delle nostre migrazioni è scritta nel DNA antico

Dal Nord America all’Australia, passando per l’Europa ed il Medio Oriente, la storia delle migrazioni che hanno portato Homo sapiens a raggiungere quasi ogni angolo della Terra sta venendo riscritta dalle nuove analisi paleogenomiche sul DNA antico

L’agricoltura fu importata in Europa da popolazioni provenienti della Grecia e dalla Turchia occidentale, gli aborigeni furono i primi esseri umani ad insediarsi in Australia ed i fossili del bisonte delle steppe ci raccontano delle prime migrazioni umane in Nord America. Queste sono solo alcune delle ultime scoperte rese possibili dall’analisi del DNA antico, che fanno chiarezza sulle migrazioni che in epoca preistorica portarono l’uomo moderno a diffondersi rapidamente su tutta la Terra.



Agricoltori d’Europa

L’agricoltura ed il sedentarismo si originarono in Medio Oriente più di 10.000 anni fa, e circa 8500 anni fa cominciarono a diffondersi in Europa, portando considerevoli vantaggi alle popolazioni che abbracciarono questo nuovo stile di vita, come ad esempio un’esponenziale crescita demografica. Ma come si è diffusa questa forma di sussistenza radicalmente diversa? Fu inventata dai cacciatori-raccoglitori europei o importata da altre genti provenienti dalle terre più vicine dell’Asia, dove l’agricoltura vide la luce? Lo studio pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Science da un gruppo di paleogenetisti della Johannes Gutenberg University di Mainz dimostra come i primi coltivatori in Europa discendessero direttamente da popolazioni provenienti dalle regioni affacciate sul Mar Egeo.

Le sequenze del DNA mitocondriale estratto dai resti di 5 coltivatori neolitici ritrovati in Grecia e Turchia mostrano, infatti, evidenti similarità con quelle appartenenti a coltivatori neolitici dell’Europa centrale. Cosa ancor più interessante, le similitudini si estendono ai moderni europei, ma non ai cacciatori-raccoglitori mesolitici che vivevano in Europa prima dell’arrivo dei coltivatori.

In questo genere di studi, si utilizza molto frequentemente il DNA mitocondriale, più facile da recuperare dai fossili rispetto a quello nucleare, perché può essere presente in migliaia di copie in ogni cellula. Inoltre, la sua sequenza è relativamente corta, cosa che ne rende meno efficiente la degradazione rispetto al DNA genomico (che si degrada al doppio della velocità).

Le analisi paleogenomiche suggeriscono, inoltre, come incontrando le tribù di cacciatori-raccoglitori stabilitesi precedentemente in Europa, almeno inizialmente i coloni non si mescolarono con essi, se non in minima parte, e solamente dopo circa un secolo il numero delle unioni tra i due gruppi cominciò ad aumentare.

Con questo articolo, si forniscono le prime chiare evidenze di come non solo l’agricoltura, ma anche il sedentarismo e la domesticazione di piante e animali arrivarono in Europa: ora sappiamo che furono importate da popolazioni straniere, che con le loro migrazioni cambiarono per sempre il paesaggio, la cultura e lo stile di vita non solo europei, ma del mondo intero. La cultura neolitica europea, così come le attuali popolazioni che abitano questo continente, hanno quindi origini tutt’altro che europee: derivano dal risultato di importanti flussi migratori dalla regione dell’Egeo e, in epoca più recente, da successivi arrivi, circa 5.000 anni fa, dalle steppe dell’Est. Oggi, la maggioranza della popolazione europea deriva dal mescolamento di queste tre diverse popolazioni.


Aborigeni d’Australia

La storia proveniente dall’Australia è davvero curiosa. Un altro articolo pubblicato nello stesso numero dei Proceedings of the National Academy of Science ha dimostrato che gli aborigeni furono i primi esseri umani a colonizzare l’Australia, confutando uno studio precedente che indicava il noto Mungo Man come il più antico australiano conosciuto, e che si credeva essersi stabilito nel continente prima dell’arrivo degli antenati dei moderni aborigeni.

Le implicazioni di questo studio, pubblicato nel 2001, erano notevoli: le analisi genetiche sui campioni estratti da due dei quattro reperti (tra cui quelli appartenenti al Mungo Man) avevano individuato sequenze di DNA mitocondriale che non erano riconducibili alle varianti australiane-aborigene né moderne, né antiche. Ciò avrebbe significato che si erano verificate diverse ondate migratorie di Homo sapiens verso l’Australia, una cosa che metteva in discussione persino l’accreditata teoria “Out of Africa”, secondo la quale l’uomo moderno deriva da un’unica ondata migratoria proveniente dall’Africa, e che predatava, quindi, l’origine della moderna umanità.

Proprio le ripercussioni di questo studio sull’evoluzione umana ha spinto il gruppo di genetisti guidato da David M. Lambert a rianalizzare il DNA estratto da questi reperti, utilizzando le più moderne tecniche di sequenziamento, per confermarne o smentirne la validità. Il team di scienziati del Griffith University’s Research Center for Human Evolution, hanno sia estratto e poi analizzato il DNA dai resti originali che rianalizzato gli stessi campioni di DNA utilizzati nello studio del 2001, trovando dei risultati alquanto bizzarri. Uno dei campioni, quello estratto dal Mungo Man, presentava 5 diverse sequenze di DNA tipicamente europeo (una contaminazione probabilmente dovuta al DNA di chi aveva effettuato i ritrovamenti, e riscontrata anche nei campioni utilizzati nello studio precedente), cosa che potrebbe aver fuorviato le conclusioni dello studio del 2001. Solamente dai resti di uno dei quattro individui ritrovati nella stessa regione, i ricercatori sono stati in grado di estrarre dell’autentico DNA antico, e di assemblare successivamente due genomi mitocondriali completi, curiosamente, un aplotipo australiano-aborigeno ed uno appartenente ad un moderno europeo (altra contaminazione).

La conclusione? A quanto pare sembra che tutte le sequenze di DNA riportate nell’articolo del 2001 fossero contaminazioni “moderne” oppure artefatti delle analisi genetiche stesse. Quindi, sembrerebbero non esserci evidenze riguardo l’esistenza di linee mitocondriali australiane non includibili nella variabilità di quelle aborigene, passate e presenti. L’Out of Africa resiste: siamo ancora tutti figli di un’unica grande ed epocale migrazione.


Cacciatori di bisonti d’America

L’importanza di un approccio filogeografico per far luce sulla storia delle nostre migrazioni emerge anche in un terzo studio pubblicato sempre sullo stesso numero dei Proceedings of the National Academy of Science, che aveva lo scopo di chiarire quali furono le prime rotte migratorie seguite dai nostri antenati arrivati in Alaska dall’Asia attraversando l’antica Beringia. L’”Ice-free corridor”, un passaggio tra i ghiacci creato dalla loro ritirata dopo l’ultima grande glaciazione, è stato a lungo considerato la possibile via di transito attraverso la quale i primi esseri umani giunti nel Nuovo Mondo si spinsero dall’Alaska e dal Canada verso i territori a Sud. Stimare quando i ghiacci si ritirarono a sufficienza in questa regione, rendendo percorribile il “corridoio” lungo le Montagne Rocciose, è quindi di estrema importanza per chiarire quali furono gli spostamenti effettuati dai nostri antenati nella loro espansione nelle Americhe.

Per questo motivo, i ricercatori coordinati da Beth Shapiro, dell’Università della California, hanno deciso di analizzare il DNA proveniente dai fossili del bisonte delle steppe (Bison priscus), un parente più grande del moderno bisonte americano (Bison bison). Questi animali erano tra i più diffusi nell’America del Nord e la sussistenza delle popolazioni umane locali dipendeva strettamente dalla loro caccia; è quindi plausibile supporre che quei popoli abbiano seguito gli spostamenti dei bisonti lungo il corridoio, e che quindi lo studio dei resti di questi animali ci possa aiutare a capire le rotte seguite dai primi “americani”.

All’apice dell’ultimo periodo glaciale, il “corridoio” inizialmente percorribile fu chiuso dai ghiacci, e le popolazioni settentrionali e meridionali di bisonti, separate, cominciarono a divergere dal punto di vista genetico. Al momento della riapertura del passaggio, queste popolazioni, non più isolate dal punto di vista riproduttivo, ricominciarono a mescolarsi, e le eventuali tracce di questo mescolamento presenti nel DNA estratto dai resti ritrovati all’interno del “corridoio”, possono essere utilizzate per datarne l’apertura stessa.

Combinando la datazione al radiocarbonio dei reperti ed analisi del DNA mitocondriale estratto da essi, il team di genetisti è giunto alla conclusione che la via divenne completamente percorribile circa 13.000 anni fa, ma non prima. Questo significa che il passaggio non costituì la via principale utilizzata dai primi uomini diretti a Sud. Infatti, evidenze archeologiche e genetiche ci dicono che le terre a Sud dei ghiacci erano popolate dall’uomo moderno già circa 14.000 anni fa, e che quindi l’inizio della migrazione potrebbe essere addirittura precedente. I primi spostamenti, dunque, cominciarono con tutta probabilità seguendo la costa dell’Oceano Pacifico, più di 15.000 anni fa. Tuttavia, la via lungo le Montagne Rocciose costituì comunque un importante crocevia per migrazioni successive sia verso Sud che verso Nord.


La nostra storia ed i nostri viaggi passati sono scritti nel DNA, il nostro passaporto molecolare.



Referenze:
– Hofmanová et al. Early farmers from across Europe directly descended from Neolithic Aegeans. PNAS, 2016 DOI: 10.1073/pnas.1523951113
– Heupink et al. Ancient mtDNA sequences from the First Australians revisited. PNAS, 2016 DOI:10.1073/pnas.1521066113
– Heintzman et al. Bison phylogeography constrains dispersal and viability of the Ice Free Corridor in western Canada. PNAS, 2016; 201601077 DOI:10.1073/pnas.1601077113

Immagine: © photoromano / Fotolia