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Genomi di ominidi ricavati da residui e sporcizia nelle grotte

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da “Nature” – 27 aprile 2017 – Ewen Callaway

Genomi di ominidi ricavati da residui e sporcizia nelle grotte

Per la prima volta, ricercatori hanno identificato DNA di nostri antichi parenti senza la necessità di trovare le loro ossa, aprendo una nuova finestra sul passato.

Un esempio anche per le ricerche nella grotta di Lamalunga ad Altamura, nel Parco Nazionale dell’Alta Murgia.

Ossa e denti non sono gli unici modi per conoscere i parenti umani estinti. Per la prima volta, ricercatori hanno recuperato il DNA da un ominide senza avere resti evidenti ma solo i sedimenti dalle grotte in cui essi vivenano. La tecnica apre un nuovo modo di studiare la preistoria. Da sedimenti nelle grotte europee e asiatiche, una squadra guidata dal genetista Viviane Slon e dal biologo molecolare Matthias Meyer, dell’Istituto Max Planck per l’antropologia evolutiva di Lipsia, in Germania, ha sequenziato i genomi di strutture cellulari chiamate mitocondri da Neanderthal e da un altro gruppo di ominidi, i Denisovani. Il loro lavoro è pubblicato su Science. “È emozionante vedere che è possibile ricavare DNA di ominidi da residui organici e sedimenti”, ​​dice Michael Bunce, un biologo evolutivo della Curtin University di Perth, in Australia. Slon e Meyer non sono il primo a decodificare residui organici antichi. Il paleogenetista Eske Willerslev del Museo di Storia Naturale della Danimarca di Copenaghen, ha iniziato quest’approccio nel 2003, per scoprire le piante e gli animali che popolavano gli ambienti preistorici. Utilizzando questa tecnica, lui e la sua squadra hanno rivelato che la Groenlandia era ricca di foreste. Ma Slon e Meyer sono i primi ad usare la tecnica sul DNA di ominidi.

 

Detective tra i residui organici

Non è facile isolare il materiale genetico dei popoli antichi dai residui organici. Il DNA è estremamente raro nel terreno rispetto a quello proveniente da piante, animali, funghi e microbi. È anche facile mescolarlo con il DNA dei ricercatori a tutti i livelli, per esempio.Per aumentare le probabilità, il team di Slon e Meyer ha raccolto sedimenti dai siti in cui erano stati trovati strumenti o i resti di Neanderthals o Denisovani. Hanno analizzato sette grotte, tra cui due nella Siberia meridionale. Il team ha analizzato i campioni di sedimenti con tecniche che estraggono il DNA mitocondriale dei mammiferi, che è più abbondante nelle cellule rispetto al DNA del nucleo. Per assicurarsi di non osservare materiale genetico moderno, i ricercatori hanno analizzato solo brevi sequenze con danni chimici tipici dell’antico DNA. Il gruppo ha recuperato, da quattro dei siti, nove genomi mitocondriali di varia completezza degli antichi ominidi. Il DNA di Neanderthal era presente in tutte e quattro le grotte. Sequenze di Denisovani, però, si sono presentate solo in una camera della caverna meridionale siberiana dove resti di un gruppo enigmatico erano stati precedentemente identificati.

Ma quando?

Determinare quando questi individui siano vissuti è difficile. Il DNA attaccato a residui organici può essere prelevato dall’acqua, può poi penetrare nel terreno dei siti archeologici e finire in uno strato geologico contenente materiale molto più vecchio – richiedendo sforzi con risultati confusi fino ad oggi. I ricercatori hanno quindi cercato di dimostrare che il DNA recuperato non si era spostato in strati più vecchi. Nella grotta di Chagyrskaya, in Siberia, i ricercatori hanno trovato abbondante DNA animale in strati geologici che contenevano ossa animali e utensili in pietra e niente in strati più antichi in cui mancavano segni di presenza umana o animale. Ciò significa che è probabile che il DNA di ominidi non si sia mosso attraverso gli altri strati. Ma Robin Allaby, un genetista evolutivo dell’Università di Warwick a Coventry, nel Regno Unito, non è convinto. Pensa che la grande quantità di DNA recuperata da alcuni siti è un’evidenza che un sacco di materiali diversi potrebbero essere stati mescolati e sistemati in un determinato strato geologico. “Puoi identificare gli ominidi, ma datarli diventa un problema”, dice.
La fonte esatta del DNA è anche poco chiara. I liquidi corporei, il materiale fecale, i capelli e le ossa, sono tutti possibilità, dice Slon. Qualunque sia la fonte, la scoperta del DNA di ominidi nel suolo dovrebbe poter significare che molti siti archeologici che mostrano segni di abitazione di ominidi ma in cui mancano resti evidenti, possono ora essere esaminati geneticamente. Ad esempio, il team di Slon ha identificato il DNA di Neanderthal nel suolo della grotta di Trou Al’Wesse in Belgio, dove gli archeologi hanno trovato strumenti probabilmente prodotti da Neanderthal, ma non hanno mai recuperato ossa.
Insediamenti subacquei
I ricercatori nutrono grandi speranze per il DNA prelevato da residui organici. La squadra di Allaby sta sequenziando sedimenti marini raccolti al largo della costa inglese, in cerca di insediamenti antichi che potrebbero ora essere sommersi. Le temperature dell’oceano costantemente fredde sono ideali per la conservazione del DNA e Allaby pensa che il materiale genetico trovato sott’acqua potrebbe rivelare dettagli delle migrazioni umane dall’Africa nell’Australasia e nelle Americhe. Mikkel Winther Pedersen, un paleoecologo molecolare dell’Università di Cambridge, nel Regno Unito, e i suoi colleghi hanno decodificato lo scorso anno DNA animale dal terreno di siti archeologici in Groenlandia, documentando la caccia alle balene di circa 4.000 anni fa.
Pedersen spera che i recenti studi possano modificare il modo in cui gli archeologi scavano i siti. “Salvare i residui e la sporcizia”, ​​consiglia, “anche se ritieni di non doverle necessariamente usare.” Dopo tutto, ci può essere nascosto il genoma di un Neanderthal.

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