Una nuova analisi del DNA degli antichi esseri umani moderni (Homo sapiens) in Europa e in Asia ha determinato, più precisamente che mai, il periodo di tempo durante il quale i Neanderthal si incrociarono con gli esseri umani moderni, a partire da circa 50.500 anni fa e durando circa 7.000 anni – fino a quando i Neanderthal iniziarono a scomparire.
Questo incrocio ha lasciato gli eurasiatici con molti geni ereditati dai nostri antenati di Neanderthal, che in totale costituiscono tra l’1% e il 2% dei nostri genomi odierni.
La stima basata sul genoma è coerente con le prove archeologiche secondo cui gli esseri umani moderni e i Neanderthal hanno vissuto fianco a fianco in Eurasia per un periodo compreso tra 6.000 e 7.000 anni. L’analisi, che ha coinvolto genomi umani attuali e 58 genomi antichi sequenziati dal DNA trovato in ossa umane moderne provenienti da tutta l’Eurasia, ha trovato una data media per i Neanderthal-Homo sapiens incroci di circa 47.000 anni fa. Le stime precedenti per il tempo degli incroci variavano da 54.000 a 41.000 anni fa.
Le nuove date implicano anche che la migrazione iniziale degli esseri umani moderni dall’Africa all’Eurasia fosse sostanzialmente terminata 43.500 anni fa.
“La tempistica è davvero importante perché ha implicazioni dirette sulla nostra comprensione dei tempi della migrazione fuori dall’Africa, poiché la maggior parte dei non africani oggi eredita l’1-2% di antenati dai Neanderthal”, ha affermato Priya Moorjani, assistente professore di biologia molecolare. e biologia cellulare presso l’Università della California, Berkeley, e uno dei due autori senior dello studio. “Ciò ha implicazioni anche per la comprensione degli insediamenti nelle regioni al di fuori dell’Africa, che in genere viene effettuata esaminando materiali archeologici o fossili in diverse regioni del mondo.”
L’analisi del genoma, condotta anche da Benjamin Peter dell’Università di Rochester a New York e del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology (MPI-EVA) di Lipsia, in Germania, sarà pubblicata nel numero cartaceo del 13 dicembre della rivista Scienza. I due autori principali sono Leonardo Iasi, uno studente laureato presso MPI-EVA, e Manjusha Chintalapati, ex ricercatore post-dottorato alla UC Berkeley, ora presso la società Ancestry DNA.
La maggiore durata del flusso genico può aiutare a spiegare, ad esempio, perché gli asiatici orientali hanno circa il 20% in più di geni di Neanderthal rispetto agli europei e agli asiatici occidentali. Se gli esseri umani moderni si fossero spostati verso est circa 47.000 anni fa, come suggeriscono i siti archeologici, avrebbero già avuto geni di Neanderthal mescolati.
“Abbiamo dimostrato che il periodo di mescolamento è stato piuttosto complesso e potrebbe aver richiesto molto tempo. Diversi gruppi potrebbero essersi separati durante il periodo compreso tra 6.000 e 7.000 anni e alcuni gruppi potrebbero aver continuato a mescolarsi per un periodo di tempo più lungo”, ha affermato Peter. . “Ma un singolo periodo condiviso di flusso genico si adatta meglio ai dati.”
“Uno dei risultati principali è la stima precisa dei tempi della mescolanza di Neanderthal, che era stata precedentemente stimata utilizzando singoli campioni antichi o individui attuali. Nessuno aveva provato a modellare insieme tutti i campioni antichi”, ha detto Chintalapati. “Questo ci ha permesso di costruire un quadro più completo del passato”
Deserti di Neanderthal nel genoma
Nel 2016, Moorjani ha aperto la strada a un metodo per dedurre i tempi del flusso genetico dei Neanderthal utilizzando genomi spesso incompleti di individui antichi. A quel tempo, solo cinque arcaici Homo sapiens i genomi erano disponibili. Per il nuovo studio, Iasi, Chintalapati e i loro colleghi hanno utilizzato questa tecnica con 58 genomi di animali antichi precedentemente sequenziati Homo sapiens che vissero in Europa, Asia occidentale e centrale negli ultimi 45.000 anni e i genomi di 275 esseri umani contemporanei in tutto il mondo per fornire una data più precisa: 47.000 anni fa. Invece di presumere che il flusso genetico avvenisse in una singola generazione, hanno provato modelli più complessi sviluppati da Iasi e Peter per stabilire che l’incrocio si estendeva per circa 7.000 anni, anziché essere intermittente.
I tempi dell’incrocio tra i Neanderthal e gli esseri umani moderni sono stati confermati da un altro studio indipendente condotto dai ricercatori dell’MPI-EVA e la cui pubblicazione è prevista per il 12 dicembre sulla rivista Natura. Quello studio, un’analisi di due genomi appena sequenziati di Homo sapiens che visse circa 45.000 anni fa, è stata trovata anche una datazione di 47.000 anni fa.
“Sebbene i genomi antichi fossero stati pubblicati in studi precedenti, non erano stati analizzati per osservare gli antenati dei Neanderthal in modo così dettagliato. Abbiamo creato un catalogo di segmenti degli antenati dei Neanderthal negli esseri umani moderni. Analizzando congiuntamente tutti questi campioni, abbiamo dedotto il periodo del flusso genico era di circa 7.000 anni”, ha detto Chintalapati. “Il gruppo Max Planck ha effettivamente sequenziato nuovi campioni di DNA antico che hanno permesso loro di datare direttamente il flusso genetico dei Neanderthal. E sono arrivati ad un tempismo simile al nostro.”
Il team dell’UC Berkeley/MPI-EVA ha anche analizzato regioni del genoma umano moderno che contengono geni ereditati dai Neanderthal e alcune aree che sono totalmente prive di geni di Neanderthal. Hanno scoperto che le aree prive di geni di Neanderthal, i cosiddetti deserti arcaici o di Neanderthal, si sono sviluppate rapidamente dopo che i due gruppi si sono incrociati, suggerendo che alcune varianti genetiche di Neanderthal in quelle aree del genoma devono essere state letali per gli esseri umani moderni.
Campioni umani dei primi tempi moderni che risalgono a più di 40.000 anni fa: campioni dalla grotta Oase in Romania, Ust’-Ishim in Russia, Zlatý k?? nella Repubblica Ceca, Tianyuan in Cina e Bacho Kiro in Bulgaria – contenevano già questi deserti nei loro genomi.
“Abbiamo scoperto che i primi esseri umani moderni risalenti a 40.000 anni fa non hanno alcuna discendenza nei deserti, quindi questi deserti potrebbero essersi formati molto rapidamente dopo il flusso genetico”, ha detto Iasi. “Abbiamo anche esaminato i cambiamenti nella frequenza degli antenati dei Neanderthal nel tempo e nel genoma e abbiamo trovato regioni che sono presenti ad alta frequenza, forse perché portano varianti benefiche introdotte dai Neanderthal.”
La maggior parte dei geni di Neanderthal ad alta frequenza sono legati alla funzione immunitaria, alla pigmentazione della pelle e al metabolismo, come riportato in alcuni studi precedenti. Una variante del gene immunitario ereditato dai Neanderthal conferisce effetti protettivi al coronavirus che causa il Covid-19, ad esempio. Alcuni dei geni di Neanderthal coinvolti nel sistema immunitario e nella pigmentazione della pelle in realtà aumentavano di frequenza Homo sapiens nel tempo, il che implica che potrebbero essere stati vantaggiosi per la sopravvivenza umana.
“I Neanderthal vivevano fuori dall’Africa nei climi rigidi dell’era glaciale e si adattarono al clima e agli agenti patogeni di questi ambienti. Quando gli esseri umani moderni lasciarono l’Africa e si incrociarono con i Neanderthal, alcuni individui ereditarono i geni di Neanderthal che presumibilmente permisero loro di adattarsi e prosperare meglio.” nell’ambiente”, ha detto Iasi.
“Il fatto che troviamo alcune di queste regioni già in campioni di 30.000 anni fa dimostra che alcune di queste regioni sono state effettivamente adattate immediatamente dopo l’introgressione”, ha aggiunto Chintalapati.
Altri geni, come il gene che conferisce resistenza ai coronavirus, potrebbero non essere stati immediatamente utili ma lo sono diventati in seguito.
“L’ambiente cambia e quindi alcuni geni diventano utili”, ha detto Peter.
Moorjani sta attualmente esaminando le sequenze di Neanderthal nelle persone di discendenza dell’Asia orientale, che non solo hanno una percentuale maggiore di geni di Neanderthal, ma anche alcuni geni – fino allo 0,1% del loro genoma – di un altro gruppo di ominidi primitivi, i Denisoviani.
“È davvero bello poter scrutare il passato e vedere come le varianti ereditate dai nostri cugini evolutivi, Neanderthal e Denisovani, siano cambiate nel tempo”, ha detto Moorjani. “Questo ci permette di comprendere le dinamiche della mescolanza tra uomini di Neanderthal e esseri umani moderni.”
Altri coautori del Scienza articolo sono stati i borsisti post-dottorato Laurits Skov dell’UC Berkeley e Alba Bossoms Mesa e Mateja Hajdinjak dell’MPI-EVA. La ricerca di Moorjani è stata sostenuta dal Burroughs Wellcome Fund e dal National Institutes of Health (R35GM142978).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
