Un vantaggio evolutivo dalla maggiore tolleranza a fumo e a fuoco?

2 Agosto 2016
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Un nuovo studio, pubblicato su Molecular Biology and Evolution, relaziona di una mutazione genetica che avrebbe aiutato i moderni umani ad adattarsi al fuoco e al fumo, costituendo probabilmente un vantaggio evolutivo rispetto ai Neanderthal.

La mutazione si trova solo nei moderni umani e permetterebbe un'accresciuta tolleranza ai composti tossici generati dal fumo e dal fuoco. Se si respira fumo, è ideale metabolizzarlo non troppo velocemente, al punto da sovraccaricare il sistema e causare tossicità a livello cellulare. L'ipotesi evolutiva è che l'esposizione dei Neanderthal a grandi quantità di queste tossine possa aver condotto a problemi respiratori, diminuità capacità riproduttiva per le donne e maggiore propensione dei preadolescenti a malattie respiratorie causate da virus.

Lo studio "Divergent Ah receptor ligand selectivity during hominin evolution", di Troy D. HubbardIain A. MurrayWilliam H. BissonAlexis P. SullivanAswathy SebastianGeorge H. PerryNina G. Jablonski e Gary H. Perdew, è stato pubblicato su Molecular Biology and Evolution.

Link: Molecular Biology and EvolutionEurekAlert! via Molecular Biology and Evolution (Oxford University Press).

Un fuoco, foto da WikipediaCC BY-SA 3.0, caricata da e di Dirk Beyer.


Neanderthal, moderni umani e riproduzione

1 - 6 Giugno 2016
Neanderthal

Il genoma dei Neanderthal contiene mutazioni nocive che rendevano gli ominidi meno adatti alla riproduzione del 40% rispetto ai moderni umani. Questa la stima di un nuovo studio, pubblicato su Genetics.

I Neanderthal sono un affascinante argomento di studio per i genetisti, perché ci mostrano cosa avviene quando due gruppi umani si evolvono separatamente a lungo, per poi riunirsi. I Neanderthal erano una popolazione che rimase piccola, e tendeva a riprodursi all'interno del gruppo e con una minore diversità genetica rispetto ai moderni umani. L'accoppiamento tra parenti sembrerebbe essere stato comune. Le mutazioni nocive tendevano quindi a persistere, piuttosto che essere spazzate via.

Ai tempi del mescolamento tra moderni umani e Neanderthal, questi erano in un rapporto di dieci a uno: non stupisce quindi il ritrovare un 10% di genoma Neanderthal nei moderni umani al tempo del mescolamento. Molte delle mutazioni però si sono perse nel corso di poche generazioni: l'eredità genetica dei Neanderthal era dunque assai maggiore in passato.

L'aver ereditato del DNA dai Neanderthal è però avvenuto pagandone il prezzo: circa il 2% del DNA dei moderni umani non Africani proviene dai Neanderthal, e questo comporta una minore idoneità riproduttiva, stimata all'1%.

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Aree erbose dell'Africa Orientale ed evoluzione dei primi ominidi

6 Giugno 2016

Il fiume Turkwel nel Kenya settentrionale. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory
Il fiume Turkwel nel Kenya settentrionale. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory

Si ritiene che le praterie dell'Africa Orientale siano state il luogo dove emersero i primi ominidi, con la separazione dagli scimpanzé che viene ad essere collocata tra i 6 e i 7 milioni di anni fa.

Un nuovo studio, pubblicato su PNAS, contiene le registrazioni più complete finora prodotte per le antiche piante nell'area degli odierni stati di Etiopia e Kenya. Tra i 24 e i 10 milioni di anni fa, qui prevalevano le foreste. Poi vi fu evidentemente un cambiamento climatico per cui cominciarono ad emergere le aree erbose, prima ancora di qualsiasi antenato umano.

Lo scheletro del ragazzo di Turkana, un Homo erectus. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory
Lo scheletro del ragazzo di Turkana, un Homo erectus. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory

I sedimenti suggeriscono però che queste ultime divennero dominanti proprio quando gli umani cominciarono ad evolvere. L'essere bipede emerse come combinazione del camminare e dell'arrampicarsi sugli alberi, la creazione di utensili per avere a disposizione una più vasta gamma di cibo.

Una punta proiettile, dall'area del Lago di Turkana. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory
Un proiettile dall'area del Lago di Turkana. Credit: Kevin Krajick/Lamont-Doherty Earth Observatory

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Migrazione di ritorno in Africa all'inizio del Paleolitico Superiore

19 - 26 Maggio 2016

Il teschio della donna di Pestera Muierii, vissuta 35 mila anni fa. Credits: E. Trinkaus and A. Soficaru
Immagini di laboratorio: il mitogenoma è stato estratto dalla donna di Pestera Muierii, vissuta 35 mila anni fa. Credits: E. Trinkaus and A. Soficaru

Dopo la dispersione "fuori dall'Africa" iniziò l'espansione demografica in Eurasia di ominidi con una morfologia simile a quella che conosciamo oggi.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature - Scientific Reports, presenta il genoma mitocondriale di una donna da Pesteri Muierii (Romania), vissuta 35 mila prima del tempo presente. Esso corrisponde alla stirpe basale U6, ora scomparsa, e dalla quale derivano i lignaggi di popolazioni del Nord Africa.
Lo studio può quindi confermare l'origine eurasiatica di detto lignaggio, e attestare una migrazione di ritorno dall'Eurasia in Africa, all'inizio del Paleolitico Superiore (40-45 mila anni fa).
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Differenze tra Neanderthal e moderni umani nella dieta dell'Era Glaciale

27 Aprile 2016

Molare umano fossilizzato utilizzato nello studio. Credit: Sireen El Zaatari PLOS ONE e0153277
Molare umano fossilizzato utilizzato nello studio. Credit: Sireen El Zaatari PLOS ONE e0153277

Il clima fluttuante durante l'Era Glaciale alterava gli habitat: in questo contesto, moderni umani e Neanderthal avrebbero adattato differentemente la loro dieta.
Queste le conclusioni di un nuovo studio, pubblicato su PLOS One, che ha esaminato la microusura di molari fossilizzati (52 da Neanderthal e moderni umani del Paleolitico Superiore), al fine di esaminare gli aspetti della dieta degli ominidi dell'epoca, nell'Eurasia occidentale.
I Neanderthal si sarebbero adattati all'ambiente della fredda steppa, mangiando principalmente carne e utilizzando come supplemento alla dieta piante, semi, nocciole. I moderni umani, al contrario, mantennero nella loro dieta una porzione relativamente grande di cibo da vegetali, nonostante i lievi cambiamenti climatici. Sireen El Zaatari, tra gli autori dello studio, spiega che per farlo avranno utilizzato strumenti per estrarre gli elementi della loro dieta dall'ambiente.
Come nota conclusiva, lo studio non ci informa peraltro la competizione tra Neanderthal e moderni umani del Paleolitico Superiore, visto che gli individui esaminati non combaciano temporalmente. Nonostante questo, queste differenze comportamentali potrebbero aver contribuito al declino dei Neanderthal e alla sopravvivenza della nostra specie.
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I reperti in osso, corno e avorio dal sito di Sungir

14 Aprile 2016

Strumenti per la caccia. Credit: Fonte: Taisiya Soldatova
Strumenti per la caccia. Credit: Fonte: Taisiya Soldatova

Gli strumenti in osso e avorio dal sito di Sungir, nei pressi della città russa di Vladimir, sono stati oggetto di studio da parte degli archeologi dell'Università Statale Lomonosov di Mosca.
Il sito a cielo aperto di Sungir risale al Paleolitico Superiore, e fu scoperto nel 1956: si ritrovò allora un complesso funerario con due tombe, ciascuna delle quali conteneva due sepolture. Molti i reperti ritrovati allora, tra i quali grani di collane in avorio, braccialetti, lance.  Sulla base dei materiali biologici ritrovati, il sito viene datato tra il 28,800 ± 240 e il 25,500 ± 200 prima del tempo presente. Secondo altri dati, avrebbe 30 mila anni.
Credit: Fonte: Taisiya Soldatova
Credit: Fonte: Taisiya Soldatova

In un nuovo studio, pubblicato sul digest della Hugo Obermaier Society for Quaternary Research and Archaeology of the Stone Age, si sono presi in esame 171 reperti in avorio, osso, corna. Si tratta di diversi strumenti per il lavoro e per la caccia, oltre a materiali di scarto, ma gli archeologi si sono soprattutto soffermati a studiare gli ornamenti.
Strumenti in avorio. Credit: Fonte: Taisiya Soldatova
Strumenti in avorio. Credit: Fonte: Taisiya Soldatova

Sono risultate differenze nei manufatti prodotti con diversi materiali: quelli in avorio erano meglio formati di quelli in osso o corna, e nessuno strumento in avorio era usato per le attività casalinghe. In avorio erano solo armi da caccia, oggetti d'arte e ornamenti. Tre oggetti in avorio potevano essere considerati degli strumenti, e però in quanto ritrovati in un contesto funerario potevano avere un significato simbolico.
Sulla base di queste peculiarità, gli studiosi hanno perciò potuto suggerire paralleli con i siti europei dell'Aurignaziano.
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Trasmissione delle prime malattie tra ominidi ed estinzione dei Neanderthal

Neanderthal potrebbero essere stati infettati dalle malattie portate "fuori dall'Africa" dagli umani. Così affermano i ricercatori

Neanderthal

La revisione delle ultime prove genetiche suggerisce che malattie infettive sono di decine di migliaia di anni più antiche di quanto pensato in precedenza, e che potevano "saltare" tra diverse specie di ‘ominidi’. I ricercatori dicono che gli umani che migrarono fuori dall'Africa sarebbero stati ‘serbatoi di malattie tropicali’ – malattie che potrebbe aver accelerato l'estinzione dei Neanderthal. 
Un nuovo studio suggerisce che i Neanderthal lungo l'Europa possano essere stati infettati da malattie portate dall'Africa da ondate di umani anatomicamente moderni, o Homo sapiens. Poiché entrambi erano specie di ominidi, sarebbe stato facile per i patogeni saltare tra le popolazioni: così spiegano i ricercatori. Questo potrebbe aver contribuito alla scomparsa dei Neanderthal.
Ricercatori dalle università di Cambridge e Oxford Brookes hanno rivisto le ultime prove raccolte dai genomi dei patogeni e dal DNA di antiche ossa, e hanno concluso che alcune malattie infettive sono probabilmente di molte migliaia di anni più antiche di quanto creduto in precedenza.
Ci sono prove che i nostri antenati si incrociarono coi Neanderthal e scambiarono geni associati con la malattia. Ci sono pure prove che i virus si trasferirono negli umani da altri ominidi, quando ancora si era in Africa. Quindi, sostengono i ricercatori, ha senso supporre che gli umani poterono, a sua volta, trasmettere malattie ai Neanderthal e che – se ci accoppiavamo con loro – probabilmente lo facemmo.
La dott.ssa Charlotte Houldcroft, della Divisione di Antropologia Biologica di Cambridge, afferma che molte delle infezioni probabilmente si trasmisero dagli umani ai Neanderthal – come i Cestodi, la tubercolosi, le ulcere allo stomaco e tipologie di herpes – si tratta di malattie croniche che avrebbero indebolito i cacciatori raccoglitori Neanderthal, rendendoli meno adatti e in grado di procacciarsi del cibo, il che potrebbe aver catalizzato l'estinzione della specie.
“Gli umani che migrarono fuori dall'Africa sarebbero stati un significativo serbatoio di malattie tropicali,” afferma la dott.ssa Houldcroft. “Per la popolazione Neanderthal dell'Eurasia, adattata all'ambiente geografico infettivo, l'esposizione a nuovi patogeni trasportati dall'Africa può essere stata catastrofica.”
“Ad ogni modo, è improbabile che sia stato qualcosa simile a Colombo con l'arrivo delle malattie in America, che decimò le popolazioni native. È più probabile che piccole bande di Neanderthal avessero ognuna i propri disastri infettivi, che indebolirono il gruppo e fecero pendere l'ago della bilancia contro la loro sopravvivenza,” afferma la dott.ssa Houldcroft.
Le nuove tecniche sviluppate negli ultimi anni significano che i ricercatori possono ora scrutare nel distante passato delle moderne malattie, sbrogliando il suo codice genetico, e pure estraendo il DNA dai fossili di alcuni dei nostri primi antenati per rivelare le tracce della malattia.
In uno studio pubblicato oggi (NdT: 10 Aprile) nell'American Journal of Physical Anthropology, Houldcroft, che studia pure le moderne infezioni nell'Ospedale di Great Ormond Street, e il dott. Simon Underdown, ricercatore di evoluzione umana all'Università di Oxford Brookes, scrivono del fatto che i dati genetici dimostrano come molte malattie infettive si siano “evolute insieme agli umani e ai nostri antenati per un periodo dalle decine di migliaia ai milioni di anni”.
Il punto di vista di lunga data sulle malattie infettive è che esse esplosero con l'alba dell'agricoltura, attorno a 8.000 anni fa, con popolazioni umane sempre più dense e sedentarie che convivevano col bestiame, creando la tempesta perfetta per la diffusione delle malattie. I ricercatori affermano che le ultime prove suggeriscono che le malattie ebbero un “periodo di impressione” (NdT: in Inglese, “burn in period”. Con burn-in si indica "il processo al quale sono sottoposti i componenti di un sistema prima di essere messi in servizio") molto più lungo, che predata l'agricoltura.
Infatti, affermano che molte malattie tradizionalmente ritenute essere ‘zoonosi’, trasmesse da greggi animali agli umani, come la tubercolosi, erano in realtà trasmesse nel bestiame dagli umani in primo luogo.
“Stiamo cominciando a vedere prove che i batteri ambientali erano probabilmente antenati di molti patogeni che causarono le malattie durante l'avvento dell'agricoltura, e che inizialmente passarono dagli umani ai loro animali,” afferma la dott.ssa Houldcroft.
“I cacciatori raccoglitori vivevano in piccoli gruppi di foraggieri. I Neanderthal vivevano in gruppi tra i 15-30 membri, ad esempio. Così le malattie sarebbero scoppiate sporadicamente, ma non sarebbero state in grado di diffondersi molto lontano. Con la comparsa dell'agricoltura, queste malattie trovarono le condizioni perfette per esplodere, ma erano già in circolazione.”
Non ci sono al momento prove concrete di trasmissione di malattie infettive tra umani e Neanderthal; ad ogni modo, considerando la sovrapposizione nel tempo e geograficamente, e non ultime le prove di mescolamento, Houldcroft e Underdown affermano che si deve essere verificata.
Credit: Charlotte Houldcroft
Credit: Charlotte Houldcroft

I Neanderthal si sarebbero adattati alle malattie del loro ambiente europeo. Ci sono prove che gli umani beneficiarono dal ricevere componenti genetici attraverso l'incrocio che li protesse da alcune: tipologie di sepsi batteriche – avvelenamento del sangue a causa di ferite infettate – ed encefalite da zecche che abitano nelle foreste siberiane.
A loro volta gli umani, al contrario dei Neanderthal, si sarebbero adattati alle malattie africane, che avrebbero trasportato durante le ondate di espansione in Europa e Asia.
I ricercatori descrivono l'Helicobacter pylori, un batterio che causa l'ulcera allo stomaco, come primo candidato di malattia che gli umani possono aver trasmesso ai Neanderthal. Si stima che abbia infettato gli umani per la prima volta in Africa tra le 88 e le 116 migliaia di anni, e che arrivò in Europa dopo 52.000 anni fa. Le prove più recenti suggeriscono che i Neanderthal si estinsero attorno ai 40.000 anni fa.
Un altro candidato è l'herpes simplex 2, il virus che causa l'herpes genitale. Ci sono prove conservate nel genoma di questa malattia che suggeriscono che fu trasmessa dagli umani in Africa 1.6 milioni di anni fa da un'altra specie di ominidi attualmente ignota che a sua volta la acquisì dagli scimpanzé.
“L'ominide ‘intermedio’ che fece da ponte per il virus tra gli scimpanzé e gli umani dimostra che le malattie possono saltare tra specie di ominidi. Il virus dell'herpes si trasmette sessualmente e attraverso la saliva. Poiché ora sappiamo che gli umani si incrociarono coi Neanderthal, e che in conseguenza di ciò tutti noi portiamo un 2-5% di DNA Neanderthal, ha senso supporre che, insieme ai fluidi corporei, umani e Neanderthal trasferirono le malattie,” afferma la dott.ssa Houldcroft.
Recenti teorie sulle cause dell'estinzione dei Neanderthal variano dal cambiamento climatico a un'antica alleanza coi lupi che determinò il dominio nella catena alimentare. “È probabile che una combinazione di fattori causò la scomparsa dei Neanderthal,” afferma la dott.ssa Houldcroft, “e le prove si accumulano sul fatto che la diffusione delle malattie fu una causa importante.”
Credit: Simon Underwood
Credit: Simon Underwood

Testo tradotto dalla University of Cambridge; Link: AlphaGalileo, EurekAlert!
Lo studio "Neanderthal genomics suggests a pleistocene time frame for the first epidemiologic transition", di Charlotte J. Houldcroft e Simon J. Underdown, è stato pubblicato sull'American Journal of Physical Anthropology.
Ricostruzione della testa del fossile Shanidar 1, un maschio di Neanderthal che visse circa 70.000 anni fa (John Gurche 2010). Ricostruzione di John Gurche; fotografia di Tim Evanson (http://www.flickr.com/photos/[email protected]/7283199754/), da WikipediaCC BY-SA 2.0, caricata da Tim1965.

L'Homo floresiensis sarebbe sparito prima di quanto ritenuto

30 Marzo 2016
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L'Homo floresiensis è un ominide dalle dimensioni ridotte, scoperto nel 2003 nella grotta di Liang Bua sull’isola indonesiana di Flores. Visse nel Tardo Pleistocene.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature, ha rivisto la datazione per l'esemplare di Homo Floresiensis più recente, collocandolo a 50 mila anni fa e non a 11-13 mila. La ricerca - che avrebbe individuato dei problemi nelle precedenti datazioni del sito - indicherebbe dunque una sparizione dell'ominide molto precedente la data finora ritenuta corretta.
Nel comunicato della Griffith University, si spiega che l'Homo Floresiensis sarebbe dunque scomparso subito dopo l'arrivo dell'Homo sapiens sull'isola, il che porterebbe a supporre che sia stata la nostra specie a portarli all'estinzione. Nello studio su Nature si sottolinea come rimanga una questione aperta la possibilità che l'Homo Floresiensis sia sopravvissuto in un'epoca successiva a 50 mila anni fa, e se abbia incontrato o meno i moderni umani o altri ominidi, come i Denisovan.
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Neanderthal e ruolo della dieta nell'evoluzione

29 Marzo 2016
NeanderthalFino a 40 mila anni fa, l'Homo sapiens convisse coi Neanderthal, addirittura mescolandosi pure ad essi. Tra le differenze di spicco tra le due specie, spicca il fatto che i Neanderthal fossero più bassi e tozzi, con bacini e gabbie toraciche più ampie di quelle dei moderni umani.
 
Un nuovo studio, presentato sull'American Journal of Physical Anthropology, suggerisce ora l'ipotesi che il torace "a campana" e un ampio bacino siano la conseguenza di un'evoluzione che nei Neanderthal sarebbe almeno parzialmente un adattamento a una dieta altamente proteica. Questa avrebbe richiesto un fegato e un sistema urinario di dimensioni maggiori.
Lo studio ha dunque verificato l'ipotesi con dei test. Negli animali, una dieta altamente proteica è associata a fegato e reni più grandi. Similmente, nelle popolazioni artiche vi è un fegato di dimensioni maggiori e si beve più acqua, segno di maggiore attività renale. Durante i duri inverni dell'Era Glaciale, i carboidrati erano scarsi e il grasso era presente in quantità limitata. Al contrario, grandi prede erano presenti in abbondanza.
Già nel 2011, gli autori dello studio presentarono un lavoro sull'Homo erectus nel Levante, nel quale dieta ed evoluzione erano messe in relazione.
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Maggiore impatto dei mescolamenti coi Denisovan in Oceania e Asia meridionale

28 Marzo 2016
 

Cartina che mostra le proporzioni di genoma dedotto come Denisovan, con picco in Oceania e percentuali più alte nell'Asia meridionale. Credit: Sankararaman et al./Current Biology 2016
Cartina che mostra le proporzioni di genoma dedotto come Denisovan, con picco in Oceania e percentuali più alte nell'Asia meridionale. Credit: Sankararaman et al./Current Biology 2016

La maggior parte dei moderni umani non africani possiede una parte di DNA dai Neanderthal. Un nuovo studio, pubblicato su Current Biology, suggerisce ora che la proporzione di DNA derivante dai Denisovan sia per alcuni moderni umani anche più elevata (∼5%) di quella derivante dai Neanderthal. Lo studio ha preso in esame 250 genomi da 120 popolazioni non africane, resi disponibili dal Simons Genome Diversity Project.
In particolare, questo sarebbe vero in Oceania e Asia meridionale. In Oceania, la media dei frammenti dai Denisovan è maggiore di quella relativa ai frammenti dai Neanderthal, che implicherebbe un mescolamento successivo. L'analisi suggerisce infatti che il mescolamento coi Denisovan avvenne più di recente, 100 generazioni dopo quello coi Neanderthal. Per quanto riguarda l'Asia meridionale, vi sarebbe una presenza della stirpe Denisovan maggiore di quanto ritenuto finora.
La ricerca ha pure creato una cartina predittiva sull'impatto di Denisovan e Neanderthal nei moderni umani. C'è molto da scoprire, ma i geni dei Denisovan potrebbero essere legati a un odorato più affinato a Papua Nuova Guinea, o alla possibilità di maggiore adattamento alle altitudini del Tibet. Gli effetti della selezione naturale con riguardo ai geni ereditati dagli umani arcaici sono però positivi e negativi. La rimozione di quanto problematico per i moderni umani sarebbe avvenuto nei 40 mila anni dopo il mescolamento. Una ridotta fertilità maschile si sarebbe pure verificata dopo il mescolamento coi Denisovan, fatto comune negli ibridi tra due gruppi molto divergenti della stessa specie.
In conclusione, l'interazione tra umani moderni e arcaici sarebbe complessa e sarebbe forse relativa a diversi eventi.
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