Manufatti fatti di pietra, ossa o denti forniscono importanti informazioni sulle strategie di sussistenza dei primi esseri umani, sul loro comportamento e sulla loro cultura. Tuttavia, fino ad oggi è stato difficile attribuire questi manufatti a individui specifici, poiché sepolture e corredi funerari erano molto rari nel Paleolitico. Ciò ha limitato le possibilità di trarre conclusioni, ad esempio, sulla divisione del lavoro o sui ruoli sociali degli individui durante questo periodo.
Al fine di collegare direttamente gli oggetti culturali a individui specifici e quindi ottenere informazioni più approfondite sulle società paleolitiche, un gruppo di ricerca interdisciplinare internazionale, guidato dal Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia, ha sviluppato un nuovo metodo non distruttivo per l’isolamento del DNA da ossa e denti. Sebbene siano generalmente più rari degli strumenti di pietra, gli scienziati si sono concentrati specificamente sui manufatti realizzati con elementi scheletrici, perché questi sono più porosi e quindi hanno maggiori probabilità di trattenere il DNA presente nelle cellule della pelle, nel sudore e in altri fluidi corporei.
Un nuovo metodo di estrazione del DNA
Prima che il team potesse lavorare con manufatti reali, doveva prima assicurarsi che gli oggetti preziosi non venissero danneggiati. “La struttura superficiale dei manufatti ossei e dentali paleolitici fornisce informazioni importanti sulla loro produzione e utilizzo. Pertanto, preservare l’integrità dei manufatti, comprese le microstrutture sulla loro superficie, era una priorità assoluta”, afferma Marie Soressi, archeologa dell’Università di Leiden che ha supervisionato il lavoro insieme a Matthias Meyer, un genetista di Max Planck.
Il team ha testato l’influenza di varie sostanze chimiche sulla struttura superficiale di ossa e denti archeologici e ha sviluppato un metodo non distruttivo a base di fosfato per l’estrazione del DNA. “Si potrebbe dire che abbiamo creato una lavatrice per manufatti antichi all’interno del nostro laboratorio pulito”, spiega Elena Essel, l’autrice principale dello studio che ha sviluppato il metodo. “Lavando i manufatti a temperature fino a 90°C, siamo in grado di estrarre il DNA dalle acque di lavaggio, mantenendo intatti i manufatti”.
Prime battute d’arresto
Il team ha applicato per la prima volta il metodo a una serie di manufatti della grotta francese Quinçay scavata negli anni ’70 e ’90. Sebbene in alcuni casi sia stato possibile identificare il DNA degli animali da cui sono stati realizzati i manufatti, la stragrande maggioranza del DNA ottenuto proveniva dalle persone che avevano maneggiato i manufatti durante o dopo lo scavo. Ciò ha reso difficile identificare l’antico DNA umano.
Per superare il problema della moderna contaminazione umana, i ricercatori si sono quindi concentrati su materiale che era stato appena scavato utilizzando guanti e maschere per il viso e messo in sacchetti di plastica puliti con sedimenti ancora attaccati. Tre pendenti di denti della grotta di Bacho Kiro in Bulgaria, che ospitano i più antichi esseri umani moderni datati in modo sicuro in Europa, hanno mostrato livelli significativamente più bassi di contaminazione del DNA moderno; tuttavia, in questi campioni non è stato possibile identificare alcun DNA umano antico.
Un ciondolo dalla grotta di Denisova
La svolta è stata finalmente resa possibile da Maxim Kozlikin e Michael Shunkov, archeologi che hanno scavato la famosa grotta di Denisova in Russia. Nel 2019, ignari del nuovo metodo sviluppato a Lipsia, hanno scavato in modo pulito e messo da parte un pendente con dente di cervo del Paleolitico superiore. Da questo, i genetisti di Lipsia hanno isolato non solo il DNA dell’animale stesso, un cervo wapiti, ma anche grandi quantità di antico DNA umano. “La quantità di DNA umano che abbiamo recuperato dal ciondolo è stata straordinaria”, dice Elena Essel, “quasi come se avessimo campionato un dente umano”.
Sulla base dell’analisi del DNA mitocondriale, la piccola parte del genoma che viene ereditata esclusivamente dalla madre ai propri figli, i ricercatori hanno concluso che la maggior parte del DNA probabilmente ha avuto origine da un singolo individuo umano. Utilizzando i genomi wapiti e mitocondriali umani sono stati in grado di stimare l’età del ciondolo tra 19.000 e 25.000 anni, senza campionare il prezioso oggetto per la datazione C14.
Oltre al DNA mitocondriale, i ricercatori hanno anche recuperato una frazione sostanziale del genoma nucleare del suo proprietario umano. In base al numero di cromosomi X hanno determinato che il ciondolo è stato realizzato, utilizzato o indossato da una donna. Hanno anche scoperto che questa donna era geneticamente strettamente imparentata con individui antichi contemporanei provenienti dall’estremo oriente della Siberia, i cosiddetti “antichi eurasiatici del nord” per i quali i resti scheletrici erano stati precedentemente analizzati. “Gli scienziati forensi non saranno sorpresi dal fatto che il DNA umano possa essere isolato da un oggetto che è stato maneggiato molto”, afferma Matthias Meyer, “ma è sorprendente che questo sia ancora possibile dopo 20.000 anni”.
Gli scienziati ora sperano di applicare il loro metodo a molti altri oggetti realizzati con ossa e denti nell’età della pietra per saperne di più sull’ascendenza genetica e sul sesso degli individui che li hanno realizzati, utilizzati o indossati.
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