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Il primo antico DNA dell'Africa occidentale illumina il profondo passato umano
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Un team di ricercatori internazionali ha scavato a fondo per trovare alcuni dei più antichi DNA africani in archivio, in un nuovo studio pubblicato su Nature
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Un team di ricercatori internazionali, tra cui un antropologo dell'Università Saint Louis di Madrid, ha scavato a fondo per trovare alcuni dei più antichi DNA africani in archivio, in un nuovo studio pubblicato su Nature.
L'Africa è la patria della nostra specie e ospita una maggiore diversità genetica umana rispetto a qualsiasi altra parte del pianeta. Gli studi sul DNA antico dei siti archeologici africani possono gettare una luce importante sulle profonde origini dell'umanità. Il team di ricerca ha sequenziato il DNA di quattro bambini sepolti 8.000 e 3.000 anni fa a Shum Laka in Camerun, un sito scavato da un team belga e camerunese 30 anni fa.
I reperti, "Ancient West African foragers in the context of African population history", pubblicati il 22 gennaio su Nature, rappresentano il primo antico DNA dell'Africa occidentale o centrale, e alcuni dei più antichi DNA recuperati da un contesto tropicale africano. Essi permettono una nuova comprensione delle profonde relazioni ancestrali tra i primi Homo sapiens nell'Africa subsahariana.
Questo studio è stato il risultato della collaborazione tra genetisti, archeologi, antropologi biologici e curatori di musei con sede in Nord America (tra cui la Harvard Medical School e l'Université de Montréal), Europa (Museo Reale Belga di Scienze Naturali, Museo Reale per l'Africa Centrale, Université Libre de Bruxelles e il campus di Madrid dell'Università Saint Louis), Camerun (Università di Yaoundé, Università di Buea) e Cina (Università Duke Kunshan).
Un sito archeologico unico nel suo genere con una conservazione eccezionale
Shum Laka è un rifugio roccioso situato nella regione dei 'Grassfields' del Camerun, un luogo a lungo indicato dai linguisti come la probabile culla delle lingue bantu, un gruppo diffuso e diversificato di lingue parlate da più di un terzo degli africani di oggi.
"Linguisti, archeologi e genetisti studiano l'origine e la diffusione delle lingue bantu da decenni, e la regione di Grassfields è la chiave di questa questione", ha detto Mary Prendergast, PhD, professore di antropologia e cattedra di scienze umane al campus dell'Università Saint Louis di Madrid, e co-autore dello studio. "Il consenso è che il gruppo linguistico bantu ha avuto origine nell'Africa centro-occidentale, prima di diffondersi nella metà meridionale del continente dopo circa 4.000 anni fa"
Si ritiene che questa espansione sia la ragione per cui la maggior parte delle persone provenienti dall'Africa centrale, orientale e meridionale sono geneticamente strettamente imparentate tra loro e con gli africani occidentali.
"Shum Laka è un punto di riferimento per comprendere la profonda storia dell'Africa centro-occidentale", ha detto Isabelle Ribot, PhD, un'antropologa dell'Università di Montreal che ha scavato e studiato le sepolture, ed è un autore chiave dello studio.
Un team di ricercatori internazionali, tra cui un antropologo dell'Università Saint Louis di Madrid, ha scavato a fondo per trovare alcuni dei più antichi DNA africani in archivio, in un nuovo studio pubblicato su Nature.
L'Africa è la patria della nostra specie e ospita una maggiore diversità genetica umana rispetto a qualsiasi altra parte del pianeta. Gli studi sul DNA antico dei siti archeologici africani possono gettare una luce importante sulle profonde origini dell'umanità. Il team di ricerca ha sequenziato il DNA di quattro bambini sepolti 8.000 e 3.000 anni fa a Shum Laka in Camerun, un sito scavato da un team belga e camerunese 30 anni fa.
I reperti, "Ancient West African foragers in the context of African population history", pubblicati il 22 gennaio su Nature, rappresentano il primo antico DNA dell'Africa occidentale o centrale, e alcuni dei più antichi DNA recuperati da un contesto tropicale africano. Essi permettono una nuova comprensione delle profonde relazioni ancestrali tra i primi Homo sapiens nell'Africa subsahariana.
Questo studio è stato il risultato della collaborazione tra genetisti, archeologi, antropologi biologici e curatori di musei con sede in Nord America (tra cui la Harvard Medical School e l'Université de Montréal), Europa (Museo Reale Belga di Scienze Naturali, Museo Reale per l'Africa Centrale, Université Libre de Bruxelles e il campus di Madrid dell'Università Saint Louis), Camerun (Università di Yaoundé, Università di Buea) e Cina (Università Duke Kunshan).
Un sito archeologico unico nel suo genere con una conservazione eccezionale
Shum Laka è un rifugio roccioso situato nella regione dei 'Grassfields' del Camerun, un luogo a lungo indicato dai linguisti come la probabile culla delle lingue bantu, un gruppo diffuso e diversificato di lingue parlate da più di un terzo degli africani di oggi.
"Linguisti, archeologi e genetisti studiano da decenni l'origine e la diffusione delle lingue bantu, e la regione di Grassfields è la chiave di questa questione", ha detto Mary Prendergast, dottoranda di ricerca, docente di antropologia e cattedra di scienze umane al campus dell'Università Saint Louis di Madrid, e coautore dello studio. "Il consenso è che il gruppo linguistico bantu ha avuto origine nell'Africa centro-occidentale, prima di diffondersi nella metà meridionale del continente dopo circa 4.000 anni fa"
Si ritiene che questa espansione sia la ragione per cui la maggior parte delle persone provenienti dall'Africa centrale, orientale e meridionale sono geneticamente strettamente imparentate tra loro e con gli africani occidentali.
"Shum Laka è un punto di riferimento per comprendere la profonda storia dell'Africa centro-occidentale", ha detto Isabelle Ribot, PhD, un'antropologa dell'Università di Montreal che ha scavato e studiato le sepolture, ed è un autore chiave dello studio.
Il rifugio di Shum Laka è stato scavato negli anni '80 e '90 da archeologi provenienti dal Belgio e dal Camerun. Vanta un'impressionante e ben datata documentazione archeologica, con date radiocarboniche che coprono gli ultimi 30.000 anni. Gli strumenti di pietra, i resti di piante e animali e, infine, la ceramica indicano collettivamente una caccia e raccolta a lungo termine nella foresta e un'eventuale transizione verso lo sfruttamento intensivo dei frutti degli alberi.
Shum Laka è emblematico dell'"età della pietra all'età del metallo", un'epoca critica della storia dell'Africa centro-occidentale che ha dato origine alla metallurgia e all'agricoltura dell'età del ferro. Durante quest'epoca, il sito è stato ripetutamente utilizzato come luogo di sepoltura per le famiglie, con 18 individui (principalmente bambini) sepolti in due fasi principali a circa 8.000 e 3.000 anni fa.
"Tali sepolture sono uniche per l'Africa occidentale e centrale, perché gli scheletri umani sono estremamente rari prima dell'età del ferro", ha detto Ribot. "Gli ambienti tropicali e i suoli acidi non sono gentili con la conservazione delle ossa, quindi i risultati del nostro studio sono davvero notevoli"
Gli scienziati della Harvard Medical School hanno campionato le ossa di petrous (orecchio interno) di sei individui sepolti a Shum Laka. Quattro di questi campioni hanno prodotto DNA antico e sono stati datati direttamente al Laboratorio di Radiocarbonio della Pennsylvania State University. La conservazione molecolare è stata impressionante date le condizioni di sepoltura, e ha permesso l'analisi del DNA antico di tutto il genoma.
Una popolazione di cacciatori-raccoglitori appena documentata
Sorprendentemente, l'antico DNA sequenziato dai quattro figli - una coppia di bambini sepolti 8.000 anni fa, l'altra 3.000 anni fa - rivela un'ascendenza molto diversa da quella della maggior parte dei parlanti di Bantu di oggi. Sono invece più vicini ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale.
"Questo risultato suggerisce che gli oratori di Bantu che vivono in Camerun e in tutta l'Africa oggi non discendono dalla popolazione a cui appartenevano i bambini di Shum Laka", ha detto Mark Lipson, PhD, Harvard Medical School, autore principale dello studio. "Questo sottolinea l'antica diversità genetica di questa regione e indica una popolazione precedentemente sconosciuta che ha contribuito solo in piccole proporzioni di DNA ai gruppi africani attuali"
La diffusione dell'agricoltura e dell'allevamento in Africa - come in altre parti del mondo - è stata accompagnata da molti movimenti di persone.
"Se si va indietro di 5.000 anni, praticamente tutti coloro che vivevano a sud del Sahara erano cacciatori-raccoglitori", ha detto Prendergast. "Ma guardate una mappa dell'Africa che mostra i gruppi di foraggiatori oggi, e vedrete che sono molto pochi e lontani tra loro"
Questo studio contribuisce a un corpo crescente di ricerca sul DNA antico che dimostra la diversità genetica antica e la struttura della popolazione che da allora è stata cancellata dai cambiamenti demografici che hanno accompagnato la diffusione della produzione alimentare.
Un raro lignaggio paternalmente ereditato con radici profonde
Uno degli individui del campione - un adolescente di sesso maschile - portava un raro gruppo aplogomico del cromosoma Y (A00) che oggi non si trova quasi da nessuna parte al di fuori del Camerun occidentale. A00 è meglio documentato tra i gruppi etnici Mbo e Bangwa che vivono non lontano da Shum Laka, ed è la prima volta che si vede nel DNA antico. A00 è un gruppo aplogloglogico profondamente diverso, essendosi separato da tutti gli altri lignaggi umani conosciuti circa 300.000-200.000 anni fa. Ciò dimostra che questa più antica stirpe conosciuta di maschi umani moderni è presente nell'Africa centro-occidentale da più di 8.000 anni, e forse da molto più tempo.
Nuova luce sulle origini umane
I risultati non parlano direttamente delle origini della lingua bantu, ma gettano nuova luce su molteplici fasi della profonda storia dell'Homo sapiens. I ricercatori hanno esaminato il DNA dei bambini di Shum Laka accanto al DNA pubblicato di antichi cacciatori-raccoglitori dell'Africa orientale e meridionale, così come il DNA di molti gruppi africani attuali. Combinando questi insiemi di dati, potrebbero costruire un modello di lignaggi divergenti nel corso del passato umano.
"La nostra analisi indica l'esistenza di almeno quattro grandi lignaggi umani profondi che hanno contribuito a far vivere le persone di oggi e che si sono allontanati l'uno dall'altro tra circa 250.000 e 200.000 anni fa", ha detto David Reich, PhD, della Harvard Medical School, autore senior dello studio.
Questi lignaggi sono ancestrali agli attuali cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale, ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa meridionale e a tutti gli altri esseri umani moderni, con un quarto lignaggio che è una "popolazione fantasma" precedentemente sconosciuta che ha contribuito con una piccola quantità di antenati sia agli africani occidentali che a quelli orientali.
"Questa quadrupla radiazione - compresa la posizione di un 'fantasma' moderno che sputa profondamente la linea umana moderna - non era mai stata identificata prima d'ora dal DNA", ha detto Reich.
I precedenti modelli di origine umana suggerivano che gli attuali cacciatori-raccoglitori dell'Africa meridionale, che si sono separati dalle altre popolazioni circa 250.000-200.000 anni fa, rappresentano il ramo più profondo conosciuto della moderna variazione umana. Tuttavia, ha detto Lipson, "la nuova analisi suggerisce che il lignaggio che contribuisce ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale è altrettanto antico e si discosta dalle altre popolazioni africane nello stesso periodo"
Questa constatazione si aggiunge al crescente consenso tra gli archeologi e i genetisti sul fatto che le origini umane in Africa possono aver coinvolto popolazioni profondamente divergenti e geograficamente separate.
L'analisi ha anche rivelato un altro insieme di quattro lignaggi umani che si ramificano tra gli 80.000 e i 60.000 anni fa, compresi i lignaggi che hanno contribuito maggiormente all'ascendenza degli attuali africani orientali e occidentali e di tutti i non africani.
Considerando questo nuovo modello di relazioni tra le popolazioni umane, gli autori potrebbero dimostrare che circa un terzo delle ascendenze dei bambini Shum Laka deriva da una stirpe strettamente imparentata con i cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale, e circa due terzi delle loro ascendenze provengono da una stirpe distinta e lontana dalla maggioranza degli attuali africani occidentali.
"Questi risultati evidenziano come il paesaggio umano in Africa solo qualche migliaio di anni fa fosse profondamente diverso da quello attuale, e sottolineano il potere dell'antico DNA di sollevare il velo sul passato umano che è stato gettato dai recenti movimenti della popolazione", ha detto Reich.
Collaborazione internazionale
Il team di ricerca internazionale ha in programma di tornare a Shum Laka quest'anno, in parte per aiutare a comunicare i risultati alla comunità accademica camerunese e alle comunità più ampie. "Le collaborazioni interdisciplinari come questa sono una parte essenziale della ricerca sul DNA antico", dice Reich.
Portachiavi
Lo studio esamina il DNA di quattro persone sepolte nel rifugio di Shum Laka in Camerun, circa 8.000 anni fa e 3.000 anni fa, al passaggio dall'età della pietra all'età del ferro. Questo studio riporta il primo antico DNA recuperato dall'Africa occidentale o centrale, e comprende alcuni dei più antichi DNA recuperati dai tropici africani.
Questa parte dell'Africa centro-occidentale - la regione dei "campi erbosi" del Camerun - è stata identificata come la probabile culla delle lingue bantu, il gruppo linguistico più diffuso e diversificato dell'Africa di oggi. Per decenni linguisti, archeologi e genetisti hanno indagato sull'origine delle lingue bantu e sulla loro diffusione.
Nessuno degli individui del campione di Shum Laka è strettamente imparentato con la maggior parte degli attuali oratori di Bantu. Facevano invece parte di una popolazione separata che ha vissuto nella regione per almeno cinque millenni, e in seguito è stata quasi completamente sostituita da popolazioni molto diverse i cui discendenti comprendono la maggior parte delle persone che oggi vivono in Camerun.
Gli individui di Shum Laka hanno dato rifugio a circa due terzi dei loro antenati da una stirpe precedentemente sconosciuta e lontanamente imparentata con gli attuali africani occidentali e circa un terzo dei loro antenati da una stirpe imparentata con gli attuali cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale. Questa scoperta rivela una diversità genetica precedentemente sconosciuta prima della diffusione della produzione alimentare.
L'analisi dei dati del DNA antico di tutto il genoma di questi individui ha fornito informazioni sulle relazioni tra diversi lignaggi umani africani di primo grado. I risultati suggeriscono che i lignaggi che portano ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale di oggi, ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa meridionale e a tutti gli altri esseri umani moderni si sono allontanati in stretta successione circa 250.000-200.000 anni fa.
Un'altra serie di divergenze genetiche è stata identificata risalente a circa 80.000-60.000 anni fa, compreso il lignaggio che porta a tutti gli attuali non africani.
Queste scoperte rafforzano le argomentazioni recentemente avanzate da archeologi e genetisti secondo cui le origini umane in Africa potrebbero aver coinvolto popolazioni profondamente divergenti e geograficamente separate.