8 Ottobre 2015

Antico genoma dall’Africa sequenziato per la prima volta

DNA da un teschio etiope di 4.500 anni fa rivela che un’enorme ondata migratoria di Eurasiatici Occidentali nel Corno d’Africa, attorno a 3.000 anni fa, ebbe un impatto genetico sulle moderne popolazioni lungo l’intero continente africano.

Gli Archeologi al di fuori dell'entrata della Grotta Mota sugli altopiani etiopi, dove i resti contenenti l'antico genoma furono scoperti. Foto di Matthew Curtis
Gli Archeologi al di fuori dell’entrata della Grotta Mota sugli altopiani etiopi, dove i resti contenenti l’antico genoma furono scoperti.
Foto di Matthew Curtis

[Nota in data 4 Febbraio 2016: si guardi il commento in conclusione del testo, per le importanti correzioni e modifiche apportate dagli autori della ricerca]
Il primo genoma umano antico africano ad essere sequenziato ha rivelato che un’ondata migratoria di ritorno nell’Africa dall’Eurasia Occidentale, attorno a 3.000 anni fa, fu due volte più significativa di quanto ritenuto in precedenza, e ha interessato la composizione genetica delle popolazioni per l’intero continente africano.
Il genoma è stato preso dal teschio di un uomo seppellito a faccia in giù 4.500 anni fa in una grotta chiamata Mota sugli altopiani dell’Etiopia – una grotta sufficientemente fredda e asciutta da preservare il suo DNA per migliaia di anni. In precedenza, l’analisi del genoma antico era limitato a campioni dalle regioni settentrionali e artiche.
L’ultimo studio è riuscito per la prima volta a recuperare e sequenziare un genoma umano antico dall’Africa, fonte di tutta la diversità genetica umana. I ritrovamenti sono stati pubblicati l’8 Ottobre sul periodico Science.

L’antico genoma predata un misterioso evento migratorio che avvenne approssimativamente 3.000 anni fa, e noto come il ‘flusso di ritorno eurasiatico’ (NdT: ‘Eurasian backflow’), quando popolazioni dalle regioni dell’Eurasia Occidentale come quelle del Vicino Oriente e dell’Anatolia improvvisamente tornarono ad inondare il Corno d’Africa.
Il genoma permette ai ricercatori di operare un confronto genetico sull’arco di millenni, e di determinare che questi Eurasiatici Occidentali erano strettamente legati ai contadini degli inizi del Neolitico che portarono l’agricoltura in Europa, 4.000 anni prima.
Confrontando l’antico genoma col DNA dai moderni Africani, il team è riuscito a dimostrare che non solo le popolazioni odierne dell’Africa Orientale possiedono fino al 25% di discendenza eurasiatica determinata da questo evento, ma che le popolazioni africane in tutti gli angoli del continente – dall’estremo occidente fino al meridione – possiedono almeno un 5% del loro genoma attribuibile a questa migrazione eurasiatica.
I Ricercatori descrivono i ritrovamenti come prova che l’evento del ‘flusso di ritorno’ fu di dimensione ed influenza di gran lunga maggiore di quanto ritenuto in precedenza. La massiccia ondata migratoria era forse equivalente a oltre un quarto della popolazione di allora del Corno d’Africa, e colpì l’area e poi si disperse geneticamente lungo l’intero continente.
“A occhio e croce, l’ondata di migrazione di ritorno dall’Eurasia Occidentale nel Corno d’Africa potrebbe aver raggiunto fino al 30% della popolazione che già viveva lì – e questo, per me, è strabiliante. La domanda è: cosa li mosse improvvisamente?” spiega il dott. Andrea Manica, autore senior dello studio, del Dipartimento di Zoologia dell’Università di Cambridge.
Lavori precedenti sulla genetica antica in Africa hanno comportato il tentativo di ricostruzione attraverso i genomi delle attuali popolazioni, cercando di eliminare le moderne influenze. “Con un genoma antico, abbiamo una finestra diretta in un passato distante. Un genoma da un individuo può fornire un quadro di un’intera popolazione,” ha spiegato Manica.
La causa della migrazione dall’Eurasia Occidentale all’indietro verso l’Africa è attualmente un mistero, senza spiegazioni climatiche ovvie. Le prove archeologiche, comunque, mostrano che la migrazione coincise con l’arrivo di colture del Vicino Oriente nell’Africa Orientale, come grano e orzo, suggerendo che i migranti contribuirono a sviluppare nuove forme di agricoltura nella regione.
I ricercatori spiegano che è chiaro che i migranti eurasiatici erano discendenti diretti, o una popolazione molto vicina, ai contadini neolitici che avevano portato l’agricoltura dal Vicino Oriente nell’Eurasia Occidentale, attorno a 7.000 anni fa, e che poi migrarono nel Corno d’Africa 4.000 anni dopo. “È abbastanza notevole che da un punto di vista genetico questa è la stessa popolazione che abbandonò il Vicino Oriente diversi millenni prima,” ha spiegato Eppie Jones, studiosa di genetica al Trinity College di Dublino, che ha guidato il lavoro di laboratorio per sequenziare il genoma.
Mentre la costituzione genetica del Vicino Oriente è cambiata completamente nelle ultime migliaia di anni, gli equivalenti moderni più vicini a questi migranti neolitici sono i Sardi, forse perché la Sardegna è un’isola remota, ha spiegato Jones. “Gli agricoltori trovarono la loro strada verso la Sardegna e crearono quella che è un po’ una capsula temporale. La discendenza sarda è la più vicina a quella dell’antico Vicino Oriente.”

Vista al di fuori della Grotta Mota sugli altopiani etiopi Foto di Matthew Curtis
Vista al di fuori della Grotta Mota sugli altopiani etiopi
Foto di Matthew Curtis

“I genomi da questa migrazione penetrarono lungo tutto il continente, ben oltre l’Africa Orientale, dagli Yoruba sulla costa occidentale fino agli Mbuti nel cuore del Congo – che mostrano come fino al 7% e 6% dei loro genomi siano dell’Eurasia Occidentale,” ha spiegato Marcos Gallego Llorente, primo autore dello studio, anche lui dal Dipartimento di Zoologia di Cambridge.

“L’Africa è un melting pot globale. Sappiamo che gli ultimi 3.000 anni video un completo rimescolamento della genetica della popolazione in Africa. Perciò, essere in grado di ottenere un’istantanea precedente questi eventi migratori è un grosso passo avanti,” ha spiegato Gallego Llorente.
Il genoma antico di Mota permette ai ricercatori di saltare a un tempo precedente un’altra grande migrazione africana: l’espansione Bantu, quando coloro che parlavano uno dei primi linguaggi Bantu fluirono fuori dall’Africa Occidentale nelle aree centrali e meridionali, attorno a 3.000 anni fa. Manica ha spiegato che l’espansione Bantu potrebbe aver ben contribuito a portare i genomi eurasiatici fino agli angoli più remoti del continente.
I ricercatori hanno anche identificato gli adattamenti per la vita ad alta quota, e la mancanza di geni per la tolleranza al latte – tutti tratti genetici condivisi dalle attuali popolazioni degli altipiani etiopi. Infatti, i ricercatori hanno scoperto che i moderni abitanti dell’area degli altipiani sono diretti discendenti dell’uomo di Mota.
Trovare DNA antico di alta qualità richiede molta fortuna, ha spiegato il dott. Ron Pinhasi, autore co-senior dallo University College di Dublino. “È difficile mettere le mani su resti che sono stati convenientemente conservati. Più denso l’osso, più probabile che si ritrovi del DNA preservato dalla degradazione, così i denti sono spesso utilizzati, ma abbiamo trovato un osso persino migliore – la porzione petrosa.” La porzione petrosa è una parte spessa dell’osso temporale alla base del cranio, appena dietro l’orecchio.
“Il sequenziamento degli antichi genomi è ancora un’operazione così nuova, e sta cambiando il modo con cui ricostruiamo le origini umane,” ha aggiunto Manica. “Queste nuove tecniche cotinueranno ad evolversi, permettendoci di guadagnare una comprensione sempre più chiara sull’identità dei nostri primi antenati.”
Lo studio è stato condotto da un team internazionale di ricercatori, con il permesso dal Ministro della Cultura e l’Autorità per la Ricerca e Conservazione del Patrimonio Culturale dell’Etiopia.
Traduzione da University of Cambridge. L’Università di Cambridge non è responsabile dell’accuratezza della traduzione.
Lo studio “Ancient Ethiopian genome reveals extensive Eurasian admixture throughout the African continent”, di M. Gallego LlorenteE. R. JonesA. ErikssonV. SiskaK. W. ArthurJ. W. ArthurM. C. CurtisJ. T. StockM. ColtortiP. PierucciniS. StrettonF. BrockT. HighamY. ParkM. Hofreiter, D. G. BradleyJ. BhakR. PinhasiA. Manica, è stato pubblicato su Science.

[Commento ulteriore in data 4 Febbraio 2016: gli autori dello studio hanno pubblicato una nota relativa agli errori commessi nella ricerca in questione. Gli errori sarebbero stati causati dall’incompatibilità tra i due software utilizzati. La conclusione relativa a una vasta migrazione dall’Eurasia (più precisamente una fonte geneticamente vicina ai contadini neolitici) nell’Africa Orientale non sarebbe toccata dagli errori. Le conclusioni relative al flusso di ritorno avrebbero però poi riguardato solo l’Africa Orientale e solo in parte alcune popolazioni subsahariane. Gli Yoruba e i Mbuti non mostrano invece livelli più elevati di discendenza dall’Eurasia Occidentale, se confrontati con quanto risulta da Mota.
Link: Nature]