Cambiamenti climatici. Un "collo di bottiglia" ancestrale avrebbe potuto portare all'estinzione dell'uomo. La scoperta

[U]n nuovo metodo di stima dello sviluppo demografico delle popolazioni antiche ha portato alla luce un cruciale, drammatico “collo di bottiglia” che avrebbe potuto riscrivere storia dell’umanità, un evento che avrebbe potuto mettere a serio rischio l’evoluzione umana così come la conosciamo oggi. Le cause principali potrebbero essere state i cambiamenti climatici e ambientali, inclusi eventi di glaciazione e siccità. Il “collo di bottiglia” rappresenta un periodo critico in cui la popolazione umana si ridusse drasticamente, mettendo a rischio l’evoluzione futura.

La ricerca

Un’enigmatica lacuna nei reperti fossili in Africa ed Eurasia, fino ad ora inspiegabile, sembra trovare finalmente una spiegazione grazie agli sforzi congiunti di un team di ricercatori provenienti da Cina, Italia e Stati Uniti. Utilizzando una metodologia innovativa chiamata FitCoal (Processo di Coalescenza Infinitesimale Rapida), questi studiosi sono riusciti a dedurre con precisione le dinamiche demografiche grazie all’analisi delle sequenze genomiche di ben 3.154 individui contemporanei. I risultati sorprendenti indicano che i nostri antenati più remoti hanno attraversato un periodo estremamente critico di contrazione demografica, durante il quale solamente 1.280 individui fertili sono riusciti a mantenere una popolazione per un’incredibile durata di circa 117.000 anni.

Nonostante questa ricerca abbia portato alla luce alcuni aspetti della vita degli antichi esseri umani nel Pleistocene medio-iniziale, rimangono numerose domande aperte che meritano approfondimenti.

Il metodo di ricerca

Nonostante la vastità delle sequenze genomiche analizzate in questo studio, è particolarmente significativo che FitCoal sia in grado di rilevare un così antico “collo di bottiglia” anche quando si dispone di un numero limitato di sequenze, come sottolinea Yun-Xin Fu, autore principale dello studio nonché esperto di genetica teorica delle popolazioni presso l’Health Science Center dell’Università del Texas a Houston.

L’impatto della scoperta

I risultati di questa rilevante scoperta sono disponibili online su Science. L’analisi delle sequenze genomiche odierne, effettuata attraverso FitCoal, ha messo in luce l’impressionante perdita di vite umane subita dai nostri antenati precoci, con conseguente impoverimento della diversità genetica.

Una nuova fase di ricerca

Secondo Giorgio Manzi, autore senior dell’articolo e antropologo dell’Università La Sapienza di Roma, la lacuna nei reperti fossili africani ed eurasiatici potrebbe ora essere compresa grazie a questo cruciale “collo di bottiglia” nell’Età della Pietra. Tale periodo, dal punto di vista cronologico, coincide con una significativa carenza di prove fossili. Le cause di questo declino nella popolazione ancestrale umana possono essere ricondotte principalmente a fattori climatici: eventi di glaciazione in quel periodo hanno comportato bruschi cambiamenti di temperatura, gravi periodi di siccità e l’estinzione di alcune specie che potevano rappresentare importanti fonti di cibo per gli antichi umani.

Si stima che questa drastica contrazione demografica durante il Pleistocene iniziale e medio abbia comportato la perdita di circa il 65,85% della diversità genetica attuale, e il protrarsi nel tempo di una ridotta popolazione riproduttiva ha messo in serio pericolo l’umanità come la conosciamo oggi. Tuttavia, sembra che questo evento abbia anche portato a un momento di speciazione, durante il quale due cromosomi ancestrali potrebbero essersi fusi per formare quello che oggi conosciamo come il cromosoma 2 nell’uomo moderno. Questa scoperta potrebbe anche aver rivelato il comune antenato degli ominidi di Denisova, dei Neanderthal e degli esseri umani moderni (Homo sapiens).

Come spesso accade, una risposta apre la strada a nuove domande. “Questa nuova scoperta apre un nuovo capitolo nell’ambito dell’evoluzione umana, sollevando numerose domande intriganti, come ad esempio dove vivesse questa popolazione, come abbia affrontato le sfide dei catastrofici cambiamenti climatici e se la selezione naturale durante il “collo di bottiglia” abbia accelerato l’evoluzione del cervello umano,” dichiara Yi-Hsuan Pan, autore senior e esperto di genomica evolutiva e funzionale presso la East China Normal University (ECNU).

Ora che sembra esserci una prova convincente di una lotta ancestrale avvenuta tra 930.000 e 813.000 anni fa, i ricercatori possono continuare a scavare per trovare risposte a queste domande e per comprendere come una popolazione così piccola sia riuscita a sopravvivere in condizioni presumibilmente difficili e pericolose. Il controllo del fuoco, unito a un cambiamento climatico più favorevole alla vita umana, potrebbe aver contribuito a un successivo rapido aumento della popolazione attorno all’anno 813.000 a.C.

Questi risultati rappresentano soltanto l’inizio di una nuova fase di ricerca. Gli obiettivi futuri, basati su queste importanti scoperte, puntano a delineare un quadro più completo dell’evoluzione umana durante la transizione dal Pleistocene inferiore a quello medio, allo scopo di svelare ulteriori dettagli sul mistero dell’ascendenza e dell’evoluzione umana primitiva. Così conclude LI Haipeng, autore senior, genetista della popolazione teorica e biologo computazionale presso l’Istituto di Nutrizione e Salute di Shanghai, Accademia Cinese delle Scienze (SINH-CAS).

Questo studio è stato realizzato congiuntamente da LI Haipeng presso SINH-CAS e Yi-Hsuan Pan presso ECNU, con importanti contributi da Fabio Di Vincenzo dell’Università di Firenze, Giogio Manzi dell’Università La Sapienza di Roma e Yun-Xin Fu dell’Health Science Center dell’Università del Texas a Houston. La ricerca è stata redatta per la prima volta da HU Wangjie e HAO Ziqian, studenti/stagisti presso SINH-CAS ed ECNU, attualmente affiliati rispettivamente alla Icahn School of Medicine del Monte Sinai e alla Shandong First Medical University e allo Shandong Academy of Medical Sciences. Hanno inoltre contribuito a questa ricerca DU Pengyuan del SINH-CAS e CUI Jialong dell’ECNU.

FAQ:

Cos’è il “collo di bottiglia” nella storia dell’umanità? Risposta: Il “collo di bottiglia” rappresenta un periodo critico in cui la popolazione umana si ridusse drasticamente, mettendo a rischio l’evoluzione futura.
Quali sono le cause di questo “collo di bottiglia” genetico? Risposta: Le cause principali sono state i cambiamenti climatici e ambientali, inclusi eventi di glaciazione e siccità.
Quali sono le implicazioni di questa scoperta per l’evoluzione umana? Risposta: Questa scoperta solleva nuove domande sulla nostra origine e sulla selezione naturale durante il “collo di bottiglia”.
Come ha influenzato questo evento l’Homo sapiens moderno? Risposta: Questo evento ha contribuito alla formazione del cromosoma 2 negli esseri umani moderni e potrebbe avere legami con i Denisoviani e i Neanderthal.
Qual è il prossimo passo nella ricerca sull’evoluzione umana? Risposta: La ricerca futura mira a comprendere meglio questa transizione dall’Homo heidelbergensis all’Homo sapiens durante il Pleistocene.
Chi ha condotto lo studio e quali sono stati i contributi principali? Risposta: Lo studio è stato guidato dall’Accademia Cinese delle Scienze, con la collaborazione di ricercatori italiani. Hanno utilizzato un innovativo metodo di analisi genetica e dati fossili per ottenere queste importanti scoperte.
Qual è l’importanza di FitCoal nel rilevare il “collo di bottiglia”? Risposta: FitCoal è stato cruciale nel rilevare questo antico evento anche con un numero limitato di sequenze genomiche, aprendo nuove prospettive nella ricerca genetica.
Cosa ha causato il successivo aumento della popolazione dopo il “collo di bottiglia”? Risposta: Il controllo del fuoco e un cambiamento climatico più favorevole alla vita umana potrebbero aver contribuito all’aumento della popolazione dopo l’evento.
Qual è il futuro delle ricerche sull’evoluzione umana? Risposta: Le ricerche future mirano a gettare ulteriori luci sull’ascendenza e sull’evoluzione umana primitiva durante la transizione tra il Pleistocene inferiore e medio.