La localizzazione di antichi campioni nei pressi del Lago Titicaca, altezza 3812 metri, in quello che oggi è il Perù e la Bolivia. Credito:autori dello studio
Uno studio multicentrico sui resti genetici di persone che si stabilirono migliaia di anni fa nelle Ande del Sud America rivela un quadro complesso dell'adattamento umano dai primi insediamenti, a una divisione di circa 9, 000 anni fa tra popolazioni di alta e di pianura, alla devastante esposizione alle malattie europee nel periodo coloniale del XVI secolo.
Condotto da Anna Di Rienzo, dottorato di ricerca, e Giovanni Lindo, dottorato di ricerca, JD, dall'Università di Chicago; Mark Aldenfer, dottorato di ricerca, dell'Università della California, Merce; e Ricardo Verdugo dell'Università del Cile, i ricercatori hanno utilizzato campioni di DNA appena disponibili di sette interi genomi per studiare come gli antichi popoli andini, compresi i gruppi che si raggruppavano intorno al lago Titicaca in Perù e Bolivia, 12, 000 piedi sul livello del mare, adattati al loro ambiente nel corso dei secoli.
Nel diario Progressi scientifici , hanno confrontato i loro sette genomi storici con 64 genomi moderni di un'attuale popolazione andina degli altipiani, l'agropastorale Aymara della Bolivia, e il cacciatore-raccoglitore di pianura Huilliche-Pehuenche nel Cile costiero.
Gli obiettivi erano (1) fino ad oggi la migrazione iniziale verso gli altopiani andini, (2) identificare gli adattamenti genetici all'ambiente d'alta quota che hanno permesso tale insediamento, (3) stimare l'impatto del contatto europeo a partire dal 1530 che causò il quasi annientamento di molte comunità di pianura del Sud America.
"Abbiamo campioni molto antichi dalle alte Ande, ", ha detto Di Rienzo. "Quei primi coloni hanno la più stretta affinità con le persone che ora vivono in quella zona. Questo è un duro, freddo, ambiente povero di risorse, con bassi livelli di ossigeno, ma le persone lì si sono adattate a quell'habitat e allo stile di vita agricolo".
Ingresso nelle Americhe 20 ka fa. Divisione alta/bassa quota 8750 anni. Contatto europeo 1532 d.C. Credito:autori dello studio
Lo studio, "La preistoria genetica degli altopiani andini 7, 000 anni BP tramite contatto europeo, " ha scoperto diverse caratteristiche inaspettate.
I ricercatori hanno scoperto che gli altipiani andini hanno subito un calo della popolazione molto più piccolo del previsto a seguito del contatto con esploratori europei che arrivarono per la prima volta in Sud America nel 1530. In pianura, modelli demografici e documenti storici deducono che fino al 90% dei residenti potrebbe essere stato spazzato via dopo l'arrivo degli europei. Ma le persone che vivono nelle Ande superiori hanno avuto solo una riduzione della popolazione del 27 percento.
Anche se gli abitanti delle montagne vivevano ad altitudini superiori a 8, 000 piedi, il che significava ossigeno ridotto, temperature rigide frequenti e radiazioni ultraviolette intense, non hanno sviluppato le risposte all'ipossia osservate nei nativi di altri ambienti ad alta quota, come il Tibet.
Gli andini potrebbero essersi adattati all'ipossia d'alta quota "in un modo diverso, attraverso modificazioni cardiovascolari, " suggeriscono i ricercatori. Hanno trovato prove di alterazioni in un gene chiamato DST, che è associato alla formazione del muscolo cardiaco. Gli altipiani andini tendono ad avere ventricoli destri ingranditi. Questo potrebbe aver migliorato l'assunzione di ossigeno, migliorare il flusso sanguigno ai polmoni.
Ma il segnale di adattamento più forte che i ricercatori hanno trovato era in un gene chiamato MGAM (maltasi-glucoamilasi), un enzima intestinale. Svolge un ruolo importante nella digestione dei cibi ricchi di amido come le patate, un alimento originario delle Ande. Uno studio recente suggerisce che la patata potrebbe essere stata addomesticata nella regione almeno 5, 000 anni fa. Selezione positiva sul gene MGAM, notano gli autori, "può rappresentare una risposta adattativa a una maggiore dipendenza dagli addomesticati amidacei".
Uno dei contesti di sepoltura campionati a Jiskairumoko. L'immagine mostra uno degli individui incontrati durante lo scavo. I resti umani sono stati rimossi in questa immagine. Credito:Mark Aldenderfer
La presenza precoce di questa variante nelle popolazioni andine suggerisce "un significativo cambiamento nella dieta da una che era probabilmente più a base di carne a una più vegetale, " ha detto Aldenderfer di UC Merced, un antropologo. "La tempistica della comparsa della variante è abbastanza coerente con ciò che sappiamo del record paleo-etno-botanico negli altopiani".
Sebbene i coloni andini abbiano consumato una dieta ricca di amido dopo aver iniziato a coltivare, i loro genomi non hanno sviluppato copie aggiuntive del gene dell'amilasi correlato all'amido, comunemente riscontrato nelle popolazioni agricole europee.
Un confronto degli antichi genomi con i loro discendenti viventi ha anche rivelato la selezione per i geni correlati al sistema immunitario subito dopo l'arrivo degli europei, suggerendo che gli andini sopravvissuti potrebbero aver avuto un vantaggio per quanto riguarda i patogeni europei di nuova introduzione.
"Il contatto con gli europei ha avuto un impatto devastante sulle popolazioni sudamericane, come l'introduzione di malattie, guerra, e disordine sociale, " ha spiegato Lindo. "Concentrandosi sul periodo precedente a quello, siamo stati in grado di distinguere gli adattamenti ambientali dagli adattamenti derivanti da eventi storici".
"Nel nostro giornale, " ha detto Aldenferfer, "non c'era nessuna di questa priorità dei geni a scapito dei dati archeologici. Abbiamo lavorato avanti e indietro, genetica e archeologia, per creare una narrazione coerente con tutti i dati a portata di mano."
