I genetisti che studiano il DNA antico hanno scoperto una ragazza i cui genitori erano di due specie diverse

Le possibilità di scoprirne le prove? Poche possibilità nella migliore delle ipotesi, o almeno così pensavano gli esperti. Poi i ricercatori in una grotta in Siberia si sono imbattuti in un minuscolo frammento di osso. Inizialmente, il team non si era nemmeno reso conto che proveniva da un ominide, un termine che significa semplicemente "tutte le specie considerate umane". Ma presto ebbe inizio una storia incredibile.

Sebbene l'osso languisse nell'oscurità per anni, un intrepido ricercatore alla fine lo trovò. Viviane Slon è stata capace di estrarre il DNA dal manufatto. E ciò che ha scoperto ha ribaltato decenni di ricerche. Ora abbiamo alcune nuove entusiasmanti verità su come gli antichi umani si sono fatti strada nel mondo. Ma perché l'osso era così importante?

Bene, sappiamo che sulla Terra prima esistevano diverse specie anche accanto agli umani moderni. Ciò che è stato scoperto è un ibrido diretto. Si tratta di una storia in evoluzione, e quindi non c'è da meravigliarsi se i ricercatori hanno reagito con gioia alla notizia.

C'è una storia incredibile dietro questo frammento di osso: una storia tutta sulla razza umana. Oggi, tutte le persone appartengono alla stessa specie, l'Homo sapiens, emersa per la prima volta circa 200.000 - 300.000 anni fa. Ma come sanno gli appassionati di preistoria, non è sempre stato così.

I primi antenati umani conosciuti erano in realtà gli Australopitechi. Si trattava di un certo numero di specie diverse che erano in grado sia di arrampicarsi che di camminare su due gambe. Secondo la ricerca, questi lontani parenti dell'Homo sapiens sono emersi per la prima volta in Africa più di quattro milioni di anni fa. E, naturalmente, avrebbero avuto un aspetto molto diverso da come siamo oggi.

Successivamente, secondo gli scienziati, iniziarono ad emergere le varie specie di Homo. All'inizio, hanno sviluppato gambe più lunghe che erano più adatte alla corsa e alla camminata. Poi il loro cervello è cresciuto. E questi adattamenti potrebbero aver segnalato un cambiamento nel comportamento, poiché questi primi umani iniziarono a cacciare e a seguire una dieta più carnivora.

Poi, circa 700.000 anni fa, la specie conosciuta come Homo heidelbergensis emerse in Africa ed Eurasia. Gli esperti hanno suggerito che questi ominidi erano molto più simili alle persone moderne nel loro aspetto, ponendo le basi per come si sarebbero evoluti i loro discendenti. Si sono comportati anche in modo piuttosto diverso dai loro predecessori.

Apparentemente, l'Homo heidelbergensis era probabilmente più intelligente di quelli che erano venuti prima. I membri di questa specie hanno utilizzato strumenti avanzati e affinato le loro tecniche di caccia, ad esempio. Alcuni credono addirittura che gli individui possano essersi uniti per abbattere animali più grandi, il che indica un grado di coesione sociale. Ma nonostante i vari punti di forza dell'Homo heidelbergensis, la specie si estinse.

Dovresti sapere, tuttavia, che l'Homo heidelbergensis non è scomparso dalla Terra senza lasciare traccia. Anzi, tutt'altro. Si stima che circa 390.000 anni fa, nell'era del Pleistocene medio, un certo numero di specie diverse iniziarono a separarsi da questo antenato comune. E da questi rami, alla fine sarebbero emersi gli umani moderni.

Naturalmente, la storia dell'umanità è una storia evolutiva ricca e variegata, con molte specie di ominidi che si pensa siano coesistite l'una accanto all'altra nel corso dei millenni. E non si limitavano a tollerare la presenza l'uno dell'altro. Per anni, i ricercatori sapevano che tra questi diversi gruppi di primi esseri umani si verificava un certo grado di incrocio. Fino alla scoperta tedesca, tuttavia, nessuno poteva dimostrarlo con certezza.

E sì, anche se si dice spesso che i membri di specie diverse non possono incrociarsi con successo, questo è tutt'altro che un dato di fatto. Come ha sottolineato Michael Marshall di Forbes in un articolo del 2018, mentre un mulo nato da un asino e un cavallo è sempre sterile, l'esito di altri accoppiamenti interspecie potrebbe variare da animale ad animale.

Apparentemente, ha a che fare tutto con il DNA. Per fare un esempio, basta pensare a un mulo che è il prodotto di un cavallo e un asino, che hanno rispettivamente 64 e 62 cromosomi. Dunque, la prole finisce per avere 63 cromosomi, un numero dispari. E questo ha delle conseguenze, naturalmente. Poiché i meccanismi della riproduzione sessuale richiedono che un uovo e uno spermatozoo contengano ciascuno il 50 percento dei cromosomi di un animale, questo numero dispari indica che la creatura ha un codice genetico "difettoso", che le impedisce di riprodursi ulteriormente.

Ma alcune specie di primati, come gorilla e oranghi, condividono un numero identico di cromosomi. Alcuni ricercatori hanno teorizzato, quindi, che potrebbe essere più facile per loro produrre una prole sana. Ci sono persino prove che bonobo e scimpanzé si siano incrociati in vari momenti della loro storia.

È interessante notare che questa teoria potrebbe anche spiegare perché alcuni grandi felini sono in grado di incrociarsi con successo. La tanto decantata ligre non si trova mai in natura, poiché gli habitat naturali di leoni e tigri sono in genere troppo distanti per consentire l'accoppiamento. Ma diversi zoo in tutto il mondo ora ospitano esempi di questa grande creatura, che, da adulta, è solitamente più grande di uno dei suoi genitori. Le ligri possono anche continuare a produrre la propria prole.

E, soprattutto, si pensa che anche i primi esseri umani condividessero lo stesso numero di cromosomi. Ciò significava che le diverse specie potevano incrociarsi. Gli esperti ritengono che l'Homo sapiens abbia iniziato ad accoppiarsi con l'Homo neanderthal non molto tempo dopo la migrazione dall'Africa e la diffusione in tutto il mondo.

Ecco perché la maggior parte degli esseri umani moderni provenienti dall'Asia e dall'Europa hanno circa il 2% di DNA di Neanderthal. Forse l'hai notato nel tuo test genetico? Ma l'Homo sapiens non si stava solo accoppiando con l'Homo neanderthal. Apparentemente, i membri della specie si sono anche accoppiati con quelli di un altro ramo dell'albero genealogico umano. Sono conosciuti come i Denisova.

I Denisova sono una scoperta abbastanza recente nel campo degli studi evoluzionistici. In effetti, prove certe della loro esistenza sono venute alla luce solo nel 21° secolo. Nel 2010 un team di scienziati, sempre del Max Planck Institute, ha annunciato i risultati della loro ultima ricerca. Dopo aver analizzato un dente e un osso di un dito trovati sui monti Altai in Siberia, avevano trovato prove di una nuova specie di primi umani.

Soddisfatti della loro scoperta monumentale, i ricercatori hanno soprannominato la specie Denisova in onore della grotta in cui sono stati trovati gli esemplari. Ma a parte ciò che potrebbe essere interpretato dal DNA, si sapeva poco di questo antenato umano. Poi, nel 2012, la ricerca nello stesso sito in Siberia ha rivelato un altro piccolo frammento di osso.

All'inizio, i ricercatori hanno messo insieme il frammento insignificante con gli innumerevoli fossili di animali che sono stati recuperati dalla grotta. E solo anni dopo, quando Samantha Brown dell'Università di Oxford ha dato un'occhiata più da vicino, la sua vera natura è stata rivelata. Incaricata di catalogare i manufatti, Brown ha analizzato le proteine ​​all'interno di questo osso e si è resa conto che proveniva da un antico essere umano.

Successivamente, l'osso passò a Slon, un paleogenetista. E per saperne di più su questo misterioso ominide, anche lei iniziò a indagare sul DNA contenuto nel frammento. Ma alla fine, ha trovato più di quanto chiunque si aspettasse.

All'inizio, l'osso non sembrava essere qualcosa di particolarmente notevole. Era un pollice e si crede provenga da una ragazza adolescente che probabilmente aveva circa 13 anni. Si pensa che sia morta circa 90.000 anni fa, quando i Denisova popolavano questo piccolo angolo dei Monti Altai.

Ma quando Slon ha analizzato il DNA presente nei mitocondri dell'osso, ha ricevuto una grande sorpresa. Chiunque abbia un vivo interesse per la genetica, questo tipo di struttura cellulare contiene materiale che un bambino eredita solo dalla madre. E in questo caso, indicava che l'adolescente discendeva da una donna di Neanderthal.

"Questo era già molto eccitante", ha detto Slon a National Geographic nel 2018. "È diventato ancora più eccitante solo quando abbiamo iniziato a esaminare il DNA nucleare". La nostra conoscenza della genetica ci dice che questo materiale viene tramandato sia per linea maschile che per linea femminile e ha permesso agli scienziati di saperne di più sul padre di questo antico adolescente.

"È stato allora che ci siamo resi conto che c'era qualcosa di un po' strano in questo osso", ha continuato Slon. In effetti, i risultati furono così scioccanti che inizialmente era convinta di aver commesso un errore. Aveva in qualche modo distorto i dati senza rendersene conto? O forse il campione era stato corrotto in laboratorio?

Alla fine, però, Slon si rese conto che non c'era alcun errore. Sebbene la madre dell'adolescente avesse il DNA di Neanderthal, suo padre, secondo l'analisi, era stato un Denisoviano. E non era tutto. Durante l'analisi del frammento osseo, il paleogenetista ha anche scoperto che il corredo genetico della ragazza era notevolmente vario nel suo insieme.

Ma cosa significa in parole povere? Bene, ha tutto a che fare con un concetto noto come eterozigosi. In sostanza, se i tuoi genitori fossero strettamente imparentati – diciamo cugini di secondo grado, per esempio – la quantità di eterozigosi presente nei tuoi geni sarebbe relativamente scarsa. Se tu fossi il risultato di incroci tra specie, d'altra parte, quei livelli sarebbero altissimi. E' chiaro?

L'osso trovato nella grotta di Denisova, è stato sicuramente un caso di quest'ultimo. Parlando con National Geographic, il biologo computazionale Richard E. Green ha spiegato dell'antico DNA: "È eterozigote fuori dal wazoo. Questo è davvero ciò che lo inchioda. " Sorprendentemente, Slon aveva scoperto uno dei santi graal dell'evoluzione umana: un bambino di prima generazione nato dall'incrocio tra le specie.

"Sapevamo da studi precedenti che i Neanderthal e i Denisova dovevano aver occasionalmente avuto figli insieme", ha detto Slon al quotidiano londinese Evening Standard nel 2018. "Ma non avrei mai pensato che saremmo stati così fortunati da trovare un vero figlio dei due gruppi". Il genetista dell'università di Havard, David Reich era d'accordo.

"È incredibile poter trovare qualcosa del genere", ha detto Reich al National Geographic. "Sembrava improbabile che saremmo stati in grado di cogliere l'accaduto sul fatto: un individuo che è davvero il prodotto di un ibrido di prima generazione". La scoperta è stata così fortuita, infatti, che ha sollevato interrogativi su quanto fosse davvero comune tale incrocio.

"È sorprendente che troviamo questo bambino Denisovan/Neanderthal tra i pochi individui antichi i cui genomi sono stati sequenziati", ha detto all'Evening Standard Svante Pääbo del Max Planck Institute. “Neanderthal e Denisova potrebbero non aver avuto molte opportunità di incontrarsi. Ma quando lo hanno fatto, devono essersi accoppiati frequentemente, molto più di quanto pensassimo in precedenza.

Sebbene sia possibile che la scoperta sia stata poco più di un colpo di fortuna, i ricercatori stanno valutando altre spiegazioni. Uno di questi è che le due specie di ominidi hanno effettivamente interagito - e si sono incrociate - tra loro su base regolare. E se questa teoria fosse vera, capovolgerebbe la nostra precedente comprensione del mondo antico.

Ma l'osso dell'adolescente – che è stato soprannominato Denny – non è l'unica prova a supportare questa ipotesi. Fino al 2018, gli scienziati avevano condotto ricerche genetiche solo su un numero relativamente piccolo di umani antichi - 23, per la precisione. Tuttavia, anche all'interno di questo piccolo campione, c'erano almeno due esemplari che mostravano prove di incroci tra le specie.

Prendi l'individuo noto come Oase 1, per esempio. Identificato dalla loro mascella inferiore, si ritiene che questo membro dell'Homo sapiens abbia camminato sul pianeta circa 37.000 anni fa. Ma nonostante il loro posto relativamente recente nell'albero genealogico umano, è stato scoperto che avevano il DNA di Neanderthal.

Non stiamo nemmeno parlando di un passato molto lontano. Secondo un rapporto pubblicato sulla rivista Nature nel 2015, gli antenati di Neanderthal di Oase 1 potrebbero essere vissuti da quattro a sei generazioni prima. Se l'incrocio tra le specie si fosse verificato solo sporadicamente, ragionò Pääbo, scoperte come questa dovrebbero essere poche e distanti tra loro.

Inoltre, lo studio del Max Planck Institute ha notato qualcos'altro su Denny. Apparentemente, anche il padre dell'adolescente aveva il DNA di Neanderthal combinato con i suoi geni Denisovan. E questo è incredibilmente rivelatore. Secondo Pääbo, "Questi gruppi, quando si incontravano, si mescolavano abbastanza liberamente tra loro".

In precedenza, la maggior parte dei ricercatori presumeva che le interazioni tra questi diversi gruppi fossero avvenute solo di rado. Quindi, in che modo questi ultimi sviluppi alterano la nostra visione degli antichi umani e della loro società in evoluzione? Parlando con National Geographic, Reich ha spiegato: "[It]... trasforma e cambia qualitativamente la nostra comprensione del mondo. Ed è davvero emozionante".

Naturalmente, potrebbero esserci altre spiegazioni sul perché un ibrido di prima generazione sia già apparso in un campione così limitato. Secondo Green, grotte come quella dei Monti Altai avrebbero potuto semplicemente essere punti di incontro popolari per gli antichi umani, portando nell'equazione la distorsione del campionamento. Oppure, come ha detto lo specialista in un'intervista con National Geographic, "Sono le barre singole dell'Eurasia del Pleistocene".

Ma è stata semplicemente la vicinanza a ispirare i Denisova e i Neanderthal a incrociarsi? O c'era qualcos'altro in gioco? Ebbene, secondo Katerina Harvati-Papatheodorou dell'Università di Tubinga, tali interazioni tra specie potrebbero aver costituito una parte vitale della sopravvivenza. Parlando con New Scientist, l'accademico tedesco ha spiegato: "I gruppi umani erano molto piccoli e vulnerabili a una mortalità drastica".

E man mano che emergono ulteriori informazioni, gli scienziati sperano di risolvere alcuni dei misteri che hanno a lungo sconcertato coloro che studiano l'evoluzione umana. I Denisova e i Neanderthal si estinsero rapidamente quando l'Homo sapiens iniziò a prosperare? O sono stati semplicemente assimilati alla specie dominante? In un'intervista con New Scientist, Joshua Akey della Princeton University ha ammesso che il DNA di Denny punta alla seconda di queste ipotesi, anche se siamo molto lontani da una risposta definitiva.