Il paleo-DNA racconta la storia degli antichi Europei

Il DNA antico proviene da scheletri umani trovati in Germania centrale che risalgono fino a 7.500 anni fa. I reperti hanno permesso di ricostruire la prima storia genetica dettagliata dell’Europa moderna.

Un team internazionale di ricercatori dell’Australian Centre for Ancient DNA (ACAD) di Adelaide, dell’Università tedesca di Minz e del Genographic Project della  National Geographic Society ha estratto il DNA da ossa e denti di 39 individui e l’ha analizzato presso il centro australiano ACAD. I risultati, pubblicati su Nature Communications, hanno permesso di ottenere una mappa evolutiva delle sequenze, ma hanno anche riservato alcune sorprese, come un inspiegabile ricambio genetico avvenuto tra 4.000 e 5.000 anni fa. 

I paleogenetisti hanno studiato un aplogruppo del DNA mitocondriale, un gruppo di lignaggi genetici di origine materna rappresentati nel 45% dell’attuale popolazione europea. In genetica, un aplogruppo è definito come un insieme di diversi aplotipi, varianti alleliche sui cromosomi strettamente associate tra loro, che derivano dallo stesso aplotipo ancestrale. Le loro sequenze sono molto utili negli studi di evoluzione molecolare per definire le popolazioni genetiche e ricostruire, come in questo caso, le antiche migrazioni.

Mappa delle migrazioni umane basata sugli aplogruppi mitocondriali (i numeri rappresentano gli anni prima del presente) (Immagine: Wikimedia Commons)

«Questo è il primo record genetico ad alta risoluzione di questi lignaggi attraverso il tempo, ed è affascinante che possiamo osservare direttamente sia l’evoluzione in tempo reale del DNA umano, sia i drammatici cambiamenti demografici che hanno avuto luogo in Europa», spiega Wolfgang Haak dell’ACAD, primo autore dell’articolo. I ricercatori hanno potuto ricostruire più di 4.000 anni di preistoria, dai primi agricoltori attraverso l’antica Età del Bronzo, fino ai tempi moderni. Il record di questo gruppo genetico ereditato per via materna, chiamato aplogruppo H, mostra che i primi agricoltori dell’Europa centrale sono geneticamente e culturalmente figli di una migrazione che, a partire dalla Turchia e dal Vicino Oriente, dove l’agricoltura ha avuto origine, li portò in Germania circa 7.500 anni fa. 

La sequenza evolutiva dell'aplogruppo mitocondriale H (Immagine: Nature Communications)

Primo studio di questo genere
Alan Cooper, direttore dell’ACAD ha dichiarato: «La cosa interessante è che i marcatori genetici di questa prima cultura paneuropea, che ebbe evidentemente molto successo, sono stati poi improvvisamente sostituiti circa 4.500 anni fa, e non sappiamo perché. Qualcosa di importante dev’essere accaduto e la sfida,  ora, è scoprire di cosa si è trattato.» Questo è il primo studio che riguarda antiche popolazioni basato su un gran numero di genomi mitocondriali. Un risultato che il team ha reso possibile ottimizzando le tecniche di sequenziamento di interi genomi mitocondriali recuperati da scheletri antichi. Queste sequenze genetiche, accuratamente datate, forniscono un’opportunità unica per studiare la storia demografica dell’Europa. Oltre a stimare le dimensioni della popolazione, infatti, consentono di determinare con precisione la velocità evolutiva delle sequenze, che fornisce una scala temporale molto più accurata di eventi significativi nella recente evoluzione umana.

«Abbiamo stabilito che le basi genetiche dell’Europa moderna risalgono alla metà del Neolitico, dopo questa importante transizione genetica avvenuta circa 4.000 anni fa. La diversità genomica è stata poi ulteriormente modificata dall’arrivo e dall’espansione di una serie di culture provenienti dall'antica Iberia (Spagna e Portogallo) e dall’Europa orientale attraverso il Neolitico recente», ha detto Haak. Un evento chiave sembra essere stato l’espansione della cultura del vaso campaniforme (così chiamata per la forma delle ceramiche prodotte), comparsa in Iberia intorno al 2.800 a.C. e approdata in Germania parecchi secoli dopo. Con essa, le lingue celtiche si diffusero lungo la costa atlantica e in Europa centrale.

La diffusione in Europa della cultura del vaso campaniforme, tra l'età del rame e l'antica Età del Bronzo (fine III – inizio II millennio a.C.), ha lasciato tracce anche nel DNA mitocondriale (Immagine: Wikimedia Commons)

La fruttuosa sinergia tra studi paleogenetici e archelogici ha stimolato i ricercatori a continuare questo approccio. Infatti progettano già di realizzare nuovi transetti in tutta l’Europa, per aggiungere nuove tessere al puzzle della nostra storia evolutiva. Spencer Wells, a capo del Progetto Genografico –  che cerca di capire come si è distribuita la popolazione sul pianeta nel corso dei millenni, analizzando il DNA di centinaia di migliaia di individui – ha dichiarato: «Studi come questo sui resti antichi rappresentano un prezioso contributo al lavoro che stiamo facendo con le popolazioni moderne nel Progetto Genografico. Mentre il DNA di persone che vivono oggi può rivelare il risultato finale degli spostamenti dei loro antenati, per capire veramente le dinamiche che hanno portato agli attuali modelli genetici dobbiamo studiare anche il materiale antico.»

Il genetista Spencer Wells racconta il suo Progetto Genografico, che vuole costruire un albero genealogico dell’umanità (Fonte: http://www.ted.com)

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