Il collo di bottiglia climatico che 900mila anni fa rischiò di far estinguere i nostri antenati
Una ricerca a partecipazione italiana rivela quante sono state rischiose le nostre origini ancestrali
[4 Settembre 2023]
Lo studio “Genomic inference of a severe human bottleneck during the Early to Middle Pleistocene transition”, pubblicato su Science da un team di ricercatori cinesi, italiani e statunitensi ha identificato «Una drammatica crisi demografica delle popolazioni umane avvenuta meno di un milione di anni fa, cioè alla fine del Pleistocene Inferiore, che è stata messa in relazione ai drastici cambiamenti climatici di quel periodo».
Secondo l’università la Sapienza di Roma, «L’evento avrebbe ridotto la popolazione dei nostri antenati a un numero paragonabile a quelli di specie a rischio di estinzione, ma sarebbe tuttavia stato fondamentale per far emergere Homo heidelbergensis: la specie ancestrale alle origini di Homo sapiens».
Grazie al FitCoal, unn innovativo metodo bioinformatico, i ricercatori hanno esaminato i genomi completi di 3.154 individui attuali, appartenenti a 50 diverse popolazioni umane, e hanno combinato questi dati con informazioni paleoambientali (clima) e paleoantropologiche (fossili) che consentissero di risalire a periodi preistorici precedenti all’apparizione della nostra specie. Infatti, i risultati dello studio hanno rivelato che «Tra 930 e 813 mila anni fa la popolazione dei nostri antenati si ridusse di circa il 98,7%, arrivando a contare solo circa 1.300 individui fertili: un numero paragonabile alle specie a rischio di estinzione, come sono ad esempio gli attuali panda. Tale fenomeno, noto come collo di bottiglia (o bottleneck) genetico, è stato con ogni probabilità dovuto ai drastici cambiamenti climatici che caratterizzano la cosiddetta “transizione medio-pleistocenica”. Successivamente a un milione di anni fa i cicli glaciali e interglaciali si ampliarono a livello planetario, portando a condizioni di estrema aridità in Africa e a estinzioni di intere comunità di grandi mammiferi. Queste avverse condizioni climatiche e ambientali resero la sopravvivenza estremamente difficile anche per i nostri antenati, portandoli sull’orlo dell’estinzione. L’evento sarebbe stato tanto catastrofico quanto generativo, dando probabilmente origine a una specie che viene ritenuta ancestrale all’evoluzione di noiHomo sapiens (cosa che avvenne intorno a 200 mila anni fa in Africa)».
Alla Sapienza fanno notare che «Questi risultati genetici trovano conferma nell’assenza di fossili umani in quel periodo. E’ stata infatti rilevata una lacuna di circa 300 mila anni che coincide quasi perfettamente con il periodo del collasso demografico rilevato dallo studio. Precedentemente a circa un milione di anni fa ci sono abbondanti evidenze paleoantropologiche, ma intorno a 950 mila anni fa queste scompaiono quasi completamente dall’intero continente africano (come anche in Eurasia), per tornare ad aumentare solo dopo 650.000 anni fa con reperti che vengono solitamente attribuiti alla specie Homo heidelbergensis».
L’autore senior dello studio, Giorgio Manzi della Sapienza, spiega ancora: « Il divario nei reperti fossili africani ed eurasiatici può essere spiegato cronologicamente da questo collo di bottiglia nella prima età della pietra. Coincide con questo periodo di tempo proposto di significativa perdita di prove fossili. Questo periodo di crisi demografica potrebbe aver giocato un ruolo fondamentale nell’evoluzione umana. Durante un bottleneck, i normali equilibri ecologici e genetici vengono sconvolti, aumentando la probabilità che si vengano a fissare varianti genetiche inattese, contribuendo all’emergere di una nuova specie».
Aanche llo Shanghai Institute of Nutrition and Health dell’università dell’Accademia cinese delle scienze (SINH-CAS), sono convinti che «Le ragioni suggerite per questo calo della popolazione ancestrale umana sono principalmente climatiche: gli eventi glaciali intorno a questo periodo portano a cambiamenti di temperatura, gravi siccità e perdita di altre specie, potenzialmente utilizzate come fonti di cibo dagli esseri umani ancestrali. Si stima che circa il 65,85% dell’attuale diversità genetica potrebbe essere andato perduto a causa di questo collo di bottiglia nel Pleistocene iniziale e medio, e il periodo prolungato di numero minimo di individui riproduttori ha minacciato l’umanità come la conosciamo oggi. Tuttavia, questo collo di bottiglia sembra aver contribuito a un evento di speciazione in cui due cromosomi ancestrali potrebbero essere convergenti per formare quello che è attualmente noto come cromosoma 2 negli esseri umani moderni. Con queste informazioni, è stato potenzialmente scoperto l’ultimo antenato comune dei Denisoviani, dei Neanderthal e degli esseri umani moderni (Homo sapiens).
Per l’altro autore italiano che ha partecipato allo studio, Fabio Di Vincenzo dell’università di Firenze, conclude: «Questa nuova specie è probabilmente Homo heidelbergensis che possiamo considerare un vero e proprio ultimo antenato comune, ossia la forma umana che si diffuse dall’Africa in Eurasia, dando origine all’evoluzione di tre diverse specie: Homo sapiens in Africa, i Neanderthal in Europa e i Denisova in Asia».
l’altro autore senior dello studio, Yi-Hsuan Pan, esperto di genomica evolutiva e funzionale alla East China Normal University (ECNU), fa notare che «La nuova scoperta apre un nuovo campo nell’evoluzione umana perché evoca molte domande, come i luoghi in cui vivevano questi individui, come hanno superato i catastrofici cambiamenti climatici e se la selezione naturale durante il collo di bottiglia ha accelerato l’evoluzione del cervello umano. Ora che c’è motivo di credere che tra 930.000 e 813.000 anni fa sia avvenuta una lotta ancestrale, i ricercatori possono continuare a scavare per trovare risposte a queste domande e rivelare come una popolazione così piccola persistesse in condizioni presumibilmente difficili e pericolose. Il controllo del fuoco, così come il cambiamento del clima per renderlo più ospitale per la vita umana, potrebbero aver contribuito a un successivo rapido aumento della popolazione circa 813.000 anni fa».
Un altro autore dello studio, Li Peng dello SINH-CAS, conclude: «Questi risultati sono solo l’inizio. Gli obiettivi futuri con queste conoscenze mirano a dipingere un quadro più completo dell’evoluzione umana durante questo periodo di transizione dal Pleistocene inferiore al medio, che a sua volta continuerà a svelare il mistero che è l’ascendenza e l’evoluzione umana primitive».