Tracce del passato. Il Dna dei nostri antenati in un dente di cervo
Gli scienziati recuperano il DNA di una donna antica da un ciondolo di 20.000 anni fa
[5 Maggio 2023]
Manufatti realizzati in pietra, ossa o denti forniscono importanti informazioni sulle strategie di sussistenza dei primi esseri umani, sul loro comportamento e sulla loro cultura. Ma, dato che nel Paleolitico sepolture e corredi funerari erano molto rari, fino ad oggi è stato difficile attribuire questi manufatti a individui specifici. Questo ha limitato le possibilità di trarre conclusioni, ad esempio, sulla divisione del lavoro o sui ruoli sociali dei singoli individui durante questo periodo. Lo studio “Ancient human DNA recovered from a Palaeolithic pendant”, pubblicato su Nature da un team di ricercatori internazionale del quale faceva parte anche Tsenka Tsanova del Dipartimento di chimica “Giacomo Ciamician” dell’università di Bologna, ha isolato per la prima volta con successo un antico DNA umano da un manufatto paleolitico: un dente di cervo bucato scoperto nella grotta di Denisova nella Siberia meridionale.
Per collegare direttamente gli oggetti culturali a individui specifici e quindi ottenere informazioni più approfondite sulle società paleolitiche, il team ricerca interdisciplinare internazionale guidato dal Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie ha sviluppato un nuovo metodo non distruttivo per isolare il DNA da ossa e denti. Anche se sono più rari degli strumenti di pietra, gli scienziati si sono concentrati specificamente sui manufatti realizzati con elementi scheletrici, perché «Sono più porosi e quindi hanno maggiori probabilità di trattenere il DNA presente nelle cellule della pelle, nel sudore e in altri fluidi corporei».
Ma prima di poter lavorare con manufatti reali, i ricercatori dovevano prima assicurarsi che questi oggetti preziosi non venissero danneggiati. Marie Soressi, archeologa dell’Universiteit Leiden, che ha supervisionato il lavoro insieme a Matthias Meyer, un genetista del Max Planck, evidenzia che «La struttura superficiale dei manufatti ossei e dentali paleolitici fornisce informazioni importanti sulla loro produzione e utilizzo. Pertanto, preservare l’integrità dei manufatti, comprese le microstrutture sulla loro superficie, era una priorità assoluta».
Il team di scienziati ha testato l’influenza di varie sostanze chimiche sulla struttura superficiale di ossa e denti archeologici e ha sviluppato un metodo non distruttivo a base di fosfato per l’estrazione del DNA. La Essel spiega ancora: «Si potrebbe dire che abbiamo creato una lavatrice per manufatti antichi all’interno del nostro laboratorio pulito. Lavando i manufatti a temperature fino a 90° C, siamo in grado di estrarre il DNA dalle acque di lavaggio, mantenendo intatti i manufatti».
Il team ha applicato per la prima volta questo metodo a una serie di manufatti trovati nella grotta francese di Quinçay, scavata negli anni ’70 e ’90 e sottolinea che «Sebbene in alcuni casi sia stato possibile identificare il DNA degli animali da cui sono stati realizzati i manufatti, la stragrande maggioranza del DNA ottenuto proveniva dalle persone che avevano maneggiato i manufatti durante o dopo lo scavo. questo ha reso difficile identificare l’antico DNA umano».
Per superare il problema della moderna contaminazione umana, i ricercatori si sono quindi concentrati su materiale che era stato appena scavato, utilizzando guanti e mascherine e mettendolo in sacchetti di plastica puliti con i sedimenti ancora attaccati e dicono che «Tre pendenti di denti della grotta di Bacho Kiro in Bulgaria, che ospitano i più antichi esseri umani moderni datati in modo sicuro in Europa, hanno mostrato livelli significativamente più bassi di contaminazione del DNA moderno; tuttavia, in questi campioni non è stato possibile identificare alcun DNA umano antico».
La svolta è stata finalmente resa possibile da Maxim Kozlikin e Michael Shunkov dell’Istituto di archeologia ed etnografiadella Branca siberiana dell’Accademia russa delle scienze che hanno scavato la famosa grotta di Denisova in Russia. Nel 2019, ignari del nuovo metodo sviluppato a Lipsia, hanno scavato in modo pulito e messo da parte un pendente con dente di cervo del Paleolitico superiore. Eè da questo dente che i genetisti del Max Planck di Lipsia hanno isolato non solo il DNA dell’animale, un cervo wapiti, ma anche grandi quantità di antico DNA umano. La Essel sottolinea che «La quantità di DNA umano che abbiamo recuperato dal ciondolo è stata straordinaria, quasi come se avessimo prelevato un dente umano». E sulla base dell’analisi del DNA mitocondriale, la piccola parte del genoma che viene ereditata esclusivamente dalla madre, i ricercatori hanno concluso che «La maggior parte del DNA probabilmente aveva origine da un singolo individuo umano». Utilizzando i genomi del wapiti e mitocondriali umani sono stati in grado di stimare l’età del ciondolo tra i 19.000 e i 25.000 anni, senza campionare il prezioso oggetto per la datazione C14.
Oltre al DNA mitocondriale, i ricercatori hanno anche recuperato una frazione sostanziale del genoma nucleare del suo proprietario umano. In base al numero di cromosomi X hanno determinato che «Il ciondolo è stato realizzato, utilizzato o indossato da una donna» e hanno anche scoperto che «Questa donna era geneticamente strettamente imparentata con individui antichi contemporanei provenienti dall’estremo oriente della Siberia, i cosiddetti “antichi eurasiatici del nord” per i quali i resti scheletrici erano stati precedentemente analizzati».
Per Meyer, «Gli scienziati forensi non saranno sorpresi dal fatto che il DNA umano possa essere isolato da un oggetto che è stato maneggiato molto, ma è sorprendente che questo sia ancora possibile dopo 20.000 anni».
Ora gli scienziati sperano di applicare il loro metodo a molti altri oggetti realizzati con ossa e denti nell’età della pietra «Per saperne di più sull’ascendenza genetica e sul sesso degli individui che li hanno realizzati, utilizzati o indossati».