Un team di ricerca internazionale ha condotto il primo approfondimento, studio su larga scala della storia genomica delle antiche civiltà nelle montagne e nelle coste delle Ande centrali prima del contatto con l'Europa.

Le scoperte, pubblicato online il 7 maggio in Cellula , rivelano le prime distinzioni genetiche tra i gruppi nelle regioni vicine, popolazione che si mescola all'interno e al di là delle Ande, sorprendente continuità genetica in mezzo a sconvolgimenti culturali, e il cosmopolitismo ancestrale tra alcune delle civiltà antiche più note della regione.

Guidato da ricercatori della Harvard Medical School e dell'Università della California, Santa Cruz, il team ha analizzato i dati sull'intero genoma di 89 individui che vivevano tra i 500 e i 9 anni, 000 anni fa. Di questi, 64 genomi, che vanno da 500 a 4, 500 anni, sono stati recentemente sequenziati, più che raddoppiando il numero di individui antichi con dati sull'intero genoma dal Sud America.

L'analisi includeva rappresentanti di civiltà iconiche nelle Ande da cui non erano stati riportati dati sull'intero genoma prima, compreso il Moche, Nasca, Wari, Tiwanaku e Inca.

"Questo è stato un progetto affascinante e unico, " disse Nathan Nakatsuka, primo autore dell'articolo e un MD/Ph.D. studente nel laboratorio di David Reich al Blavatnik Institute di HMS.

"Rappresenta il primo studio dettagliato della storia della popolazione andina informato da genomi precoloniali con un'ampia copertura temporale e geografica, " disse Lars Fehren-Schmitz, professore associato presso l'UC Santa Cruz e co-autore senior del documento con Reich.

"Questo studio fa anche un passo importante verso la correzione dello squilibrio globale nei dati del DNA antico, "disse Reich, professore di genetica all'HMS e membro associato del Broad Institute del MIT e di Harvard.

"La grande maggioranza degli studi sul DNA antico pubblicati fino ad oggi si è concentrata sull'Eurasia occidentale, " ha detto. "Questo studio in Sud America ci permette di iniziare a discernere ad alta risoluzione la storia dettagliata dei movimenti umani in questa parte straordinariamente importante del mondo".

Attenzione sulle Ande

Le Ande centrali, che circonda l'odierno Perù, è uno dei pochi luoghi al mondo dove l'agricoltura è stata inventata piuttosto che essere adottata da altrove e dove è stata documentata la prima presenza di civiltà complesse in Sud America. Mentre la regione è stata un importante centro di ricerca archeologica, non c'era stata alcuna caratterizzazione sistematica con il DNA antico dell'intero genoma fino ad ora, hanno detto gli autori.

Genetisti, compresi molti degli attuali membri del team, precedentemente studiato la profonda storia genetica del Sud America nel suo insieme, compresa l'analisi di diversi individui degli altopiani andini di molte migliaia di anni fa. Ci sono state anche analisi degli attuali residenti delle Ande e un numero limitato di analisi del DNA mitocondriale o del cromosoma Y da singoli antichi siti andini.

Il nuovo studio, però, si espande su questi risultati per fornire un ritratto molto più completo. Ora, Nakatsuka ha detto, i ricercatori sono "finalmente in grado di vedere come la struttura genetica delle Ande si è evoluta nel tempo".

Concentrandosi su quella che viene spesso chiamata storia precolombiana, lo studio dimostra come i grandi studi sul DNA antico possano rivelare di più sulle culture antiche rispetto allo studio dei soli gruppi odierni, disse Reich.

"Nelle Ande, la ricostruzione della storia della popolazione basata sull'analisi del DNA delle persone di oggi è stata impegnativa perché c'è stato così tanto cambiamento demografico dal contatto con gli europei, " spiegò Reich. "Con i dati del DNA antico, possiamo effettuare una ricostruzione dettagliata dei movimenti delle persone e di come questi si riferiscono ai cambiamenti noti dalla documentazione archeologica."

Antica struttura demografica 'straordinaria'

Le analisi hanno rivelato che entro il 9, 000 anni fa, i gruppi che vivevano negli altopiani andini divennero geneticamente distinti da quelli che alla fine arrivarono a vivere lungo la costa del Pacifico. Gli effetti di questa prima differenziazione si vedono ancora oggi.

Le impronte genetiche che distinguono le persone che vivono negli altopiani da quelle delle regioni vicine sono "notevolmente antiche, " disse Nakatsuka, chi riceverà il dottorato nei sistemi, biologia sintetica e quantitativa a maggio.

"È straordinario, data la piccola distanza geografica, "aggiunse Reich.

entro 5, 800 anni fa, la popolazione del nord ha anche sviluppato firme genetiche distinte da popolazioni che sono diventate prevalenti nel sud, la squadra ha trovato. Ancora, queste differenze possono essere osservate oggi.

Dopo quel tempo, flusso genico si è verificato tra tutte le regioni delle Ande, anche se ha rallentato drasticamente dopo 2, 000 anni fa, la squadra ha trovato.

"È entusiasmante che siamo stati effettivamente in grado di determinare la struttura della popolazione relativamente fine nelle Ande, permettendoci di distinguere tra costiere, settentrionale, gruppi del sud e dell'altopiano, nonché individui che vivono nel bacino del Titicaca, ", ha detto Fehren-Schmitz.

"Questo è significativo per l'archeologia delle Ande e ora ci permetterà di porre domande più specifiche riguardo alle demografie locali e alle reti culturali, ", ha affermato il coautore dello studio Jose Capriles della Pennsylvania State University.

Intreccio genetico

Il team ha scoperto scambi genetici sia all'interno delle Ande che tra popolazioni andine e non andine.

Gli antichi si spostavano tra il Perù meridionale e le pianure argentine e tra la costa settentrionale del Perù e l'Amazzonia, aggirando in gran parte gli altopiani, i ricercatori hanno scoperto.

Fehren-Schmitz era particolarmente interessato a scoprire segni di mobilità a lungo raggio nel periodo Inca. Nello specifico, fu sorpreso di scoprire antichi antenati della costa settentrionale non solo intorno a Cusco, Perù, ma anche in un sacrificio di bambini delle Ande meridionali argentine.

"Questo potrebbe essere visto come una prova genetica per il trasferimento di individui sotto il dominio Inca, una pratica che conosciamo da etnostorica, fonti storiche e archeologiche, " Egli ha detto.

Sebbene le scoperte di mescolanze genetiche in tutte le Ande siano correlate con connessioni archeologiche note, probabilmente richiederanno ulteriori ricerche archeologiche per comprendere i contesti culturali alla base delle migrazioni, disse Nakatsuka.

"Ora abbiamo più prove che dimostrano importanti migrazioni e alcuni vincoli su quando sono avvenute, ma è necessario ulteriore lavoro per sapere perché si sono verificate esattamente queste migrazioni, " Egli ha detto.

Continuità a lungo termine

Le analisi hanno rivelato che più regioni hanno mantenuto la continuità genetica negli ultimi 2, 000 anni nonostante evidenti trasformazioni culturali.

La scoperta contrasta con molte altre regioni del mondo, dove gli antichi studi sul DNA spesso documentano un sostanziale turnover genetico durante questo periodo, disse Reich.

Le strutture della popolazione sorte all'inizio sono persistite attraverso i grandi cambiamenti sociali e nelle società moderne, hanno detto gli autori. Le scoperte offrono nuove prove che possono essere incorporate insieme a documenti archeologici e di altro tipo per informare le teorie sulla storia antica di diversi gruppi nella regione.

"Con nostra sorpresa, abbiamo osservato una forte continuità genetica durante l'ascesa e la caduta di molte delle culture andine su larga scala, come il Moche, Wari e Nasca, " ha detto Nakatsuka. "I nostri risultati suggeriscono che la caduta di queste culture non è stata dovuta alla massiccia migrazione nella regione, per esempio., da una forza militare d'invasione, uno scenario che era stato documentato in alcune altre regioni del mondo."

Due eccezioni alla tendenza della continuità erano i vasti centri urbani che le culture Tiwanaku e Inca chiamavano casa. Piuttosto che essere abbastanza geneticamente omogeneo, le regioni capitali di queste civiltà erano cosmopolite, ospitare persone di diversa estrazione genetica, la squadra ha trovato.

"È stato interessante iniziare a vedere questi scorci di eterogeneità ancestrale, " ha detto Nakatsuka. "Queste regioni hanno qualche somiglianza con ciò che vediamo ora in luoghi come New York City e altre grandi città dove persone di antenati molto diversi vivono fianco a fianco".

paternità cooperativa

Lo studio ha incluso autori di molte discipline e di molti paesi, compresa l'Argentina, Australia, Bolivia, Chile, Germania, Perù, il Regno Unito e gli Stati Uniti.

"Questo è un impressionante interdisciplinare ma, altrettanto importante, collaborazione internazionale, ", ha affermato il coautore dello studio Bastien Llamas dell'Università di Adelaide. "Tutti hanno lavorato a stretto contatto per redigere questo manoscritto sotto la guida di Fehren-Schmitz e Reich".

Era importante collaborare con scienziati locali che appartengono a comunità che discendono dagli individui analizzati nello studio, Fehren-Schmitz ha detto, e ottenere il permesso e impegnarsi continuamente con indigeni e altri gruppi locali, nonché con i governi locali.

L'analisi del DNA di individui antichi può avere implicazioni significative per le comunità odierne. Uno riguarda la manipolazione fisica dei materiali scheletrici, che potrebbe essere sensibile ai gruppi coinvolti.

Il lavoro ha fornito opportunità per guarire le ferite del passato. In un caso, un campione di Cusco, precedentemente ospitato negli Stati Uniti, fu rimpatriato in Perù. Altri resti che erano stati prelevati molto tempo fa in modo improprio dai siti di sepoltura potevano essere datati al carbonio e seppelliti nuovamente.

In assenza di storie scritte precolombiane, l'archeologia è stata la principale fonte di informazioni disponibili per ricostruire la complessa storia del continente, ha detto la coautrice dello studio Chiara Barbieri dell'Università di Zurigo.

"Con lo studio del DNA antico, possiamo leggere la storia demografica dei gruppi antichi e capire come i gruppi antichi e attuali sono collegati, "Il legame con lo studio genetico delle popolazioni viventi apre un dialogo diretto con il passato e un'occasione per coinvolgere le comunità locali", ha affermato.

I ricercatori hanno cercato di coinvolgere profondamente le comunità con l'aiuto di archeologi di ogni area, disse Nakatsuka. I loro sforzi includevano tenere discorsi pubblici sullo studio e tradurre i materiali in spagnolo.

"Siamo stati davvero felici di avere il riassunto e i risultati chiave del nostro documento tradotti e inclusi come parte del documento Cell stesso, per aumentare l'accessibilità del nostro lavoro, " ha detto Nakatsuka. "Speriamo che studi futuri facciano traduzioni simili, comprese le versioni adatte a un pubblico laico per le scuole, mostre museali e organizzazioni culturali, cosa che stiamo facendo anche noi".