Gli scienziati un tempo potevano ricostruire il lontano passato dell'umanità solo dalla muta testimonianza di antichi insediamenti, ossatura, e manufatti.

Non più. Ora c'è un nuovo e potente approccio per illuminare il mondo prima dell'alba della storia scritta:leggere il vero codice genetico dei nostri antichi antenati. Due articoli pubblicati sulla rivista Natura il 21 febbraio, 2018, più del doppio del numero di antichi umani il cui DNA è stato analizzato e pubblicato a 1, 336 individui, rispetto a soli 10 nel 2014.

Il nuovo flusso di informazioni genetiche rappresenta una "maturazione" per il nascente campo del DNA antico, afferma l'autore principale David Reich, un investigatore dell'Howard Hughes Medical Institute presso la Harvard Medical School e sconvolge l'amata ortodossia archeologica. "Quando osserviamo i dati, vediamo sorprese ancora e ancora e ancora, "dice Reich.

Insieme al lavoro precedente del suo laboratorio e a quello di altri pionieri del DNA antico, il messaggio del Big Picture è che i nostri antenati preistorici non erano così costretti a casa come si pensava una volta. "C'era una visione secondo cui la migrazione è un processo molto raro nell'evoluzione umana, " spiega Reich. Non è così, dice l'antico DNA. In realtà, Reich dice, "l'ortodossia - l'assunto che le persone di oggi discendano direttamente dalle persone che hanno sempre vissuto in quella stessa zona - è sbagliato quasi ovunque".

Anziché, "la visione che sta emergendo—di cui David è un eloquente sostenitore—è che le popolazioni umane si muovano e si mescolano continuamente, "dice Giovanni Novembre, un biologo computazionale presso l'Università di Chicago.

I costruttori di Stonehenge in gran parte scompaiono

In uno dei nuovi giornali, Reich e un cast di decine di collaboratori tracciano la diffusione di un'antica cultura nota per i suoi vasi stilizzati a forma di campana, il cosiddetto fenomeno del campanile. Questa cultura si diffuse per la prima volta tra l'Iberia e l'Europa centrale a partire dal 4, 700 anni fa. Analizzando il DNA di diverse centinaia di campioni di ossa umane, Il team di Reich mostra che inizialmente solo le idee, non le persone che le hanno originate, hanno fatto la mossa. Questo perché i geni della popolazione iberica rimangono distinti da quelli dei centroeuropei che adottarono i caratteristici vasi e altri manufatti.

Ma la storia cambia quando la cultura del campanile si espanse in Gran Bretagna dopo il 4, 500 anni fa. Quindi, è stato portato da migranti che hanno quasi completamente soppiantato gli abitanti esistenti dell'isola - il misterioso popolo che aveva costruito Stonehenge - nel giro di poche centinaia di anni. "C'è stato un improvviso cambiamento nella popolazione della Gran Bretagna, " dice Reich. "E 'stato un rimpiazzo quasi completo."

Per gli archeologi, questi e altri risultati dello studio del DNA antico sono "assolutamente strabilianti, "dice l'archeologo Barry Cunliffe, professore emerito all'Università di Oxford. "Faranno arrabbiare le persone, ma questo fa parte dell'eccitazione".

Vasta migrazione dalla steppa

Considera il movimento inaspettato di persone che originariamente vivevano nelle steppe dell'Asia centrale, a nord del Mar Nero e del Mar Caspio. Circa 5, 300 anni fa, le culture locali di cacciatori-raccoglitori furono sostituite in molti luoghi da pastori nomadi, soprannominato Yamnaya, che seppero espandersi rapidamente sfruttando i cavalli e la nuova invenzione del carro, e chi ha lasciato grande, ricchi luoghi di sepoltura.

Gli archeologi sanno da tempo che alcune delle tecnologie utilizzate dagli Yamnaya si sono poi diffuse in Europa. Ma la sorprendente rivelazione dell'antico DNA fu che le persone si mossero, anche, fino alla costa atlantica dell'Europa a ovest, fino alla Mongolia a est e all'India a sud. Questa vasta migrazione aiuta a spiegare la diffusione delle lingue indoeuropee. E ha sostituito in modo significativo i geni locali di cacciatori-raccoglitori in tutta Europa con l'impronta indelebile del DNA delle steppe, come accadde in Gran Bretagna con la migrazione dei Bell Beaker sull'isola.

"L'intero fenomeno dell'espansione della steppa è uno straordinario esempio di ciò che il DNA antico può mostrare, " dice Reich. E, aggiunge Cunliffe, "nessuno, nemmeno gli archeologi nei loro sogni più sfrenati, si aspettava un contenuto genetico di steppa così alto nelle popolazioni del nord Europa nel terzo millennio a.C."

Questo antico ritrovamento del DNA spiega anche lo "strano risultato" di una connessione genetica a cui era stato accennato nei genomi dei moderni europei e dei nativi americani, aggiunge Novembre di Chicago. Il collegamento è la prova di persone che vivevano in Siberia 24, 000 anni fa, il cui DNA rivelatore si trova sia nei nativi americani, e nelle popolazioni della steppa di Yamnaya e nei loro discendenti europei.

Nuovi approfondimenti dall'Europa sudorientale

La seconda novità di Reich Natura carta, sulla storia genomica dell'Europa sudorientale, rivela un'ulteriore migrazione man mano che l'agricoltura si diffonde in tutta Europa, sulla base dei dati di 255 individui che vivevano tra i 14, 000 e 2, 500 anni fa. Aggiunge anche una nuova affascinante pepita:la prima prova convincente che la mescolanza genetica delle popolazioni in Europa era sbilanciata verso un sesso.

I geni cacciatori-raccoglitori rimasti nell'Europa settentrionale dopo l'afflusso di agricoltori migratori provenivano più da maschi che da femmine, La squadra di Reich ha trovato. "Le prove archeologiche mostrano che quando gli agricoltori si diffusero per la prima volta nel nord Europa, si fermarono ad una latitudine dove i loro raccolti non crescevano bene, " dice. "Di conseguenza, c'erano confini persistenti tra gli agricoltori e i cacciatori-raccoglitori per un paio di migliaia di anni." Questo ha dato ai cacciatori-raccoglitori e agli agricoltori molto tempo per interagire. Secondo Reich, uno scenario speculativo è che durante questo lungo, interazione prolungata, c'era una dinamica sociale o di potere in cui le donne contadine tendevano ad essere integrate nelle comunità di cacciatori-raccoglitori.

Finora è solo un'ipotesi, ma il fatto che il DNA antico fornisca indizi sui diversi ruoli sociali e destini di uomini e donne nella società antica "è un altro modo, Penso, che questi dati sono così straordinari, "dice Reich.

Macchine avanzate

Questi progressi scientifici sono stati alimentati da tre sviluppi chiave. Uno è la drastica riduzione dei costi (e l'aumento della velocità) nel sequenziamento dei geni resa possibile dalle macchine avanzate di Illumina e di altre società. La seconda è una scoperta guidata da Ron Pinhasi, un archeologo presso l'University College di Dublino. Il suo gruppo ha mostrato che l'osso petroso, contenente il minuscolo orecchio interno, ospita 100 volte più DNA di altri resti umani antichi, offrendo un enorme aumento della quantità di materiale genetico disponibile per l'analisi. Il terzo è un metodo implementato da Reich per leggere i codici genetici di 1,2 milioni di parti variabili accuratamente scelte di DNA (note come polimorfismi a singolo nucleotide) piuttosto che dover sequenziare interi genomi. Ciò velocizza l'analisi e ne riduce ulteriormente i costi.

Il nuovo campo ha fatto colpo quando Svante Pääbo del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, lavorando con Reich e molti altri colleghi, ha usato il DNA antico per dimostrare che i Neanderthal e gli umani si sono incrociati. Da allora, il numero di antichi umani il cui DNA Reich ha analizzato è aumentato esponenzialmente. Il suo laboratorio ha generato circa tre quarti dei dati pubblicati a livello mondiale e, inclusi dati non pubblicati, ora ha raggiunto 3, 700 genomi. "Ogni volta che saltiamo di un ordine di grandezza nel numero di individui, possiamo rispondere a domande che non avremmo nemmeno potuto fare prima, "dice Reich.

Ora, con centinaia di migliaia di antichi scheletri (e le loro ossa petrose) ancora da analizzare, il campo del DNA antico è pronto sia per definire le questioni attuali che per affrontarne di nuove. Per esempio, Il team di Reich sta lavorando con Cunliffe e altri per studiare più di 1, 000 campioni dalla Gran Bretagna per misurare in modo più accurato la sostituzione del pool genetico esistente dell'isola con il DNA correlato alla steppa del popolo Bell Beaker. "Le prove che abbiamo per una sostituzione del 90% sono molto, molto suggestivo, ma dobbiamo testarlo un po' di più per vedere quanta parte della popolazione pre-Beaker è davvero sopravvissuta, " spiega Cunliffe.

Oltre a questo, DNA antico offre la promessa di studiare non solo i movimenti dei nostri lontani antenati, ma anche l'evoluzione dei tratti e della predisposizione alle malattie. "Questo è un nuovo strumento scientifico che, come il microscopio quando fu inventato nel diciassettesimo secolo, permette di studiare aspetti della biologia che prima semplicemente non era possibile esaminare, " spiega Reich. In un esempio, gli scienziati dell'Università di Copenaghen hanno trovato il DNA della peste nelle popolazioni della steppa. Se i gruppi che migrarono in Gran Bretagna dopo il 4, 500 anni fa portarono con sé la malattia, questo potrebbe aiutare a spiegare perché la popolazione esistente si è ridotta così rapidamente.

Con la possibilità di molte di queste scoperte ancora in vista, "è un momento molto emozionante, "dice Cunliffe. "Il DNA antico rivitalizzerà l'archeologia in un modo che pochi di noi avrebbero potuto immaginare anche dieci anni fa".