Vista generale dello scavo del rifugio roccioso di Shum Laka (regione di Grassfields in Camerun). Questo sito ospitava una popolazione umana che ha vissuto nella regione per almeno cinque millenni e aveva poche parentele genetiche con le persone che vivono oggi nella regione. L'analisi dei dati del DNA antico dell'intero genoma delle persone che vivevano in questo sito ha fornito informazioni sull'esistenza di diversi, mai apprezzati prima, lignaggi umani africani presto ramificati (foto di Pierre de Maret, gennaio 1994).
Un team di ricercatori internazionali, che include un antropologo dell'Università Saint Louis di Madrid, scavato in profondità per trovare alcuni dei più antichi DNA africani mai registrati, in un nuovo studio pubblicato su Natura .
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 una squadra belga e camerunese 30 anni fa.
Le scoperte, "Antichi raccoglitori dell'Africa occidentale nel contesto della storia della popolazione africana, " pubblicato il 22 gennaio in Natura , rappresentano il primo DNA antico dell'Africa occidentale o centrale, e alcuni dei DNA più antichi recuperati da un contesto tropicale africano. Consentono una nuova comprensione delle profonde relazioni ancestrali tra i primi Homo sapiens nell'Africa sub-sahariana.
Questo studio è stato il prodotto 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 dell'Africa Centrale, Université Libre de Bruxelles e campus di Madrid dell'Università Saint Louis); Camerun (Università di Yaoundé, Università di Buea); e Cina (Duke Kunshan University).
Un sito archeologico unico 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 oggi da più di un terzo degli africani.
"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 domanda, " disse Mary Prendergast, dottorato di ricerca, professore di antropologia e cattedra di scienze umane nel campus dell'Università Saint Louis di Madrid, e co-autore supervisore dello studio. "Il consenso è che il gruppo linguistico bantu abbia avuto origine nell'Africa centro-occidentale, prima di diffondersi nella metà meridionale del continente dopo circa 4, 000 anni fa."
Si pensa che questa espansione sia la ragione per cui la maggior parte delle persone dal centro, l'Africa 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, " disse Isabelle Ribot, dottorato di ricerca, un antropologo dell'Università di Montreal che ha scavato e studiato le sepolture, ed è uno dei principali autori dello studio.
Il rifugio roccioso di Shum Laka è stato scavato negli anni '80 e '90 da archeologi belgi e camerunesi. Vanta una documentazione archeologica impressionante e ben datata, con date al radiocarbonio che coprono gli ultimi 30, 000 anni. Utensili di pietra, resti di piante e animali, e infine la ceramica indica collettivamente la caccia e la raccolta a lungo termine basate sulla foresta e un'eventuale transizione allo sfruttamento intensivo dei frutti degli alberi.
Shum Laka è emblematico dell'età dalla pietra al metallo, ' un'era critica nella storia dell'Africa centro-occidentale che alla fine ha dato origine alla metallurgia e all'agricoltura dell'età del ferro. Durante questa epoca, il sito servì ripetutamente 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 qui prima dell'età del ferro, " ha detto Ribot. "Gli ambienti tropicali e i terreni acidi non sono favorevoli alla conservazione delle ossa, quindi i risultati del nostro studio sono davvero notevoli".
Gli scienziati della Harvard Medical School hanno campionato le ossa petrose (dell'orecchio interno) di sei individui sepolti a Shum Laka. Quattro di questi campioni hanno prodotto DNA antico, e sono stati datati direttamente al Laboratorio del radiocarbonio della Pennsylvania State University. La conservazione molecolare è stata impressionante date le condizioni di sepoltura, e ha consentito l'analisi del DNA antico dell'intero genoma.
Una popolazione di cacciatori-raccoglitori recentemente documentata
Sorprendentemente, l'antico DNA sequenziato dai quattro figli:una coppia sepolta 8, 000 anni fa, gli altri 3, 000 anni fa, rivela antenati molto diversi da quelli della maggior parte dei parlanti bantu di oggi. Anziché, sono più vicini ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale.
"Questo risultato suggerisce che i parlanti bantu che vivono oggi in Camerun e in tutta l'Africa non discendono dalla popolazione a cui appartenevano i bambini Shum Laka, " ha detto Mark Lipson, dottorato di ricerca, Facoltà di Medicina di Harvard, autore principale dello studio. "Ciò sottolinea l'antica diversità genetica in 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 della pastorizia in Africa, come in altre parti del mondo, è stata accompagnata da molti movimenti di persone.
"Se torni indietro di 5, 000 anni fa, praticamente tutti coloro che vivevano a sud del Sahara erano cacciatori-raccoglitori, " disse Prendergast. "Ma guarda una mappa dell'Africa che mostra i gruppi di foraggiatori oggi, e vedrai che sono pochissimi e distanti tra loro."
Questo studio contribuisce a un numero crescente di ricerche sul DNA antico che dimostrano l'antica diversità genetica e la struttura della popolazione che da allora è stata cancellata dai cambiamenti demografici che hanno accompagnato la diffusione della produzione alimentare.
Scavo di una doppia sepoltura presso il rifugio roccioso di Shum Laka (regione di Grassfields in Camerun) contenente i resti di due ragazzi che vissero ~8, 000 anni fa e che erano geneticamente della stessa famiglia. Il DNA antico rivela che questi due individui e un'altra coppia di bambini sepolti cinque millenni dopo a Shum Laka provenivano da una popolazione stabile che fu poi quasi completamente sostituita dalle popolazioni molto diverse che vivono oggi in Camerun (foto di Isabelle Ribot, gennaio 1994).
Un raro lignaggio ereditato paterno con radici profonde
Uno degli individui campionati, un maschio adolescente, portava un raro aplogruppo 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, e questa è la prima volta che è stato visto nel DNA antico. A00 è un aplogruppo profondamente divergente, essendosi separato da tutti gli altri lignaggi umani conosciuti circa 300, 000-200, 000 anni fa. Ciò dimostra che questo lignaggio più antico conosciuto di maschi umani moderni è presente nell'Africa centro-occidentale da più di 8 anni. 000 anni, e forse molto più a lungo.
Nuova luce sulle origini umane
Sebbene i risultati non parlino direttamente delle origini della lingua bantu, gettano nuova luce su molteplici fasi della profonda storia dell'Homo sapiens. I ricercatori hanno esaminato il DNA dei bambini Shum Laka insieme al DNA pubblicato da antichi cacciatori-raccoglitori dell'Africa orientale e meridionale, così come il DNA di molti gruppi africani odierni. Combinando questi set di dati, potrebbero costruire un modello di lignaggi divergenti nel corso del passato umano.
"La nostra analisi indica l'esistenza di almeno quattro importanti lignaggi umani profondi che hanno contribuito alle persone che vivono oggi, e che divergevano tra loro tra circa 250, 000 e 200, 000 anni fa, " disse David Reich, dottorato di ricerca, della Harvard Medical School, autore senior dello studio.
Questi lignaggi sono ancestrali degli attuali cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale, cacciatori-raccoglitori dell'Africa meridionale, e tutti gli altri umani moderni, con un quarto lignaggio costituito da una "popolazione fantasma" precedentemente sconosciuta che ha contribuito con una piccola quantità di antenati sia agli africani occidentali che a quelli orientali.
"Questa radiazione quadrupla, inclusa la posizione di un moderno lignaggio umano 'fantasma' che divide profondamente, non era stata identificata prima dal DNA, "Reich ha detto.
I modelli precedenti per le origini umane suggerivano che gli attuali cacciatori-raccoglitori dell'Africa meridionale, che si divisero dalle altre popolazioni circa 250, 000-200, 000 anni fa, rappresentano il ramo più profondo conosciuto della moderna variazione umana. Però, Lipson ha detto, "La nuova analisi suggerisce che il lignaggio che contribuisce ai cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale è altrettanto antico e si è discostato dalle altre popolazioni africane nello stesso periodo".
Questa scoperta si aggiunge a un crescente consenso tra archeologi e genetisti che le origini umane in Africa potrebbero aver coinvolto profondamente divergenti, popolazioni geograficamente separate.
L'analisi ha anche rivelato un'altra serie di quattro lignaggi umani ramificati tra 80, 000 e 60, 000 anni fa, compresi i lignaggi che contribuiscono maggiormente agli antenati degli attuali africani orientali e occidentali e di tutti i non africani.
Considerando questo nuovo modello di rapporti tra popolazione umana, gli autori potrebbero dimostrare che circa un terzo della discendenza dei bambini Shum Laka derivava da un lignaggio strettamente imparentato con i cacciatori-raccoglitori dell'Africa centrale, e circa due terzi dei loro antenati provenivano da un lignaggio distintivo lontanamente imparentato con la maggioranza degli attuali africani occidentali.
"Questi risultati evidenziano come il paesaggio umano in Africa solo poche migliaia di anni fa fosse profondamente diverso da quello che è oggi, e sottolineare il potere dell'antico DNA di sollevare il velo sul passato umano che è stato gettato dai recenti movimenti di popolazione, "Reich ha detto.
Il team di ricerca internazionale prevede di tornare a Shum Laka quest'anno, in parte per aiutare a comunicare i risultati alle comunità accademiche e più ampie del Camerun. "Le collaborazioni interdisciplinari come questa sono una parte essenziale della ricerca sul DNA antico, "dice Reich.
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