Legătura între agricultură şi schimbările ADN-ului primilor europeni

Revoluţia agricolă a fost unul dintre cele mai profunde evenimentele  din istoria omenirii, ceea ce a dus la creşterea civilizaţiei moderne.

Acum,  în primul studiu de acest gen, o echipă internaţională de oameni de ştiinţă a constatat că după ce agricultura a ajuns în Europa în urmă cu  8 500 de ani, ADN-ul oamenilor a suferit schimbări pe scară largă, afectând înălţimea, digestia, sistemul imunitar şi culoarea pielii.

Cercetătorii au descoperit indicii indirecte ale unora dintre aceste modificări prin studierea genomului europenilor care trăiesc astăzi. Dar noul studiu, au spus ei, face posibil pentru a vedea modificările cum s-au petrecut ele în decurs de mii de ani.

„De zeci de ani noi încercăm să ne dăm seama ce sa întâmplat în trecut ” a spus Rasmus Nielsen, un genetician de la Universitatea din California, Berkley, care nu este implicat în studiu. „Iar acum avem maşina timpului”.

Înainte de apariţia unor studii de ADN stravechi,  oamenii de ştiinţă se bazau în principal pe oase şi alte rămăşiţe fizice pentru a înţelege istoria Europei.

Cele mai vechi oseminte a oamenilor moderni din Europa, care s-au descoperit de cercetători, datează în urmă cu aproximativ 45 000 de ani în urmă.

Europenii timpurii au trăit ca vânători-culegători pentru mai mult de 35 000 de ani. Iar cu aproximativ 8 500 de ani în urmă fermierii au lăsat primul semn în registrul arheologic al continentului.

Prin studierea europenilor care trăiesc astăzi, oamenii de ştiinţă au descoperit deja dovezi care sugerează că strămoşii lor au adaptat agricultura prin selecţia naturală. Aşa cum, instrumentele de secvenţiere a ADN-ului au devenit mai uşor accesibile, cercetătorii au descoperit chiar unele baze moleculare ale acestor trăsături.

Dar aceste studii nu au putut ajuta în a determina exact timpul când au avut loc aceste schimbări, au fost ele rezultatul selecţiei naturale sau a migraţiei oamenilor din alte regiuni.

Oamenii de ştiinţă  abordează acum aceste probleme într-un mod mult mai direct, datorită creşterii rapide a aprovizionării cu material ADN de la schelete vechi. Aceste surse au arătat că ADN-ul europenilor de astăzi provine din trei surse principale.

Înainte de apariţia agriculturii, Europa a fost casă pentru populaţiile de vânători-culegători.

Apoi, aici au ajuns un nou val de populaţii, ADN-ul cărora seamănă cu cel al oamenilor din Orientul Apropiat. Este probabil că ei au adus şi agricultura.

În sfârşit, aproximativ cu 4 500 de ani în urmă, o populaţie nomadă din stepele Rusiei, cunosctă sub numele Yamnaya, au pătruns în Europa.

Analizele care au relevat aceste migraţii s-au bazat pe zeci de gene europene vechi. Dar, într-un alt studiu, publicat în NatureDavid Reich, un genetician de la Harvard Medical School şi colegii săi au analizat genomul a 230 de oameni care au trăit între 8 500 şi 2 3oo de ani în urmă.

Dimensiunea enormă a eşantionului a furnizat suficiente date pentru a urmări variaţii genetice individuale în care acestea devin mai mult sau mai puţin frecvente în perioada istoriei Europei antice.

Rămăşiţele,  ADN-ul cărora a fost analizat de Dr. Reich şi colegii săi, cuprind întregul continent European. Acestea includ, de asemenea, la fel pe cele Yamanaya precum şi a 21 de oameni care au trăit într-o regiune a Turciei, numită Anatolia, acum 8 500 de ani.

Studiul se  remarcă prin faptul că pentru  prima dată oamenii de ştiinţă au fost capabili să analizeze ADN-ul oamenilor care au adus agricultura în Europa.

Cercetătorii au comparat aceste gene vechi cu cele a oamenilor în viaţă. Analiza lor a confirmat ipotezele anterioare bazate pe analiza genomului europenilor actuali, dar au mai relevat că şi alte gene tot au evoluat.

Studiile anterioare au sugerat faptul că europenii au devenit mai capabili de a digera laptele după ce au început creşterea vitelor.  Dr. Reich şi colegii săi au confirmat faptul că LTC, o genă care ajută la digestia laptelui, a suferit o selecţie naturală intensă, rapid devenind răspândită la europenii vechi.

Dar aceasta nu sa întâmplat atunci când sa început agricultura în Europa, cum sa presupus. Primul semn al acestei schimbări se pare că datează doar cu 4 000 de ani în urmă.

În timp ce agricultura a adus beneficii ca un nou adaos de proteine în lapte, aceasta a creat, de asemenea, şi unele riscuri. Primii agricultori europeni care depindeau în principal de grâu şi alte culturi riscau să primească doze mici de substanţe nutritive importante.

Deci, o genă numită   SLC22A4 s-a dovedit a fi avantajoasă, de îndată ce europenii au început fermieritul, a constatat  Dr. Reich şi colegii săi. Aceasta codifică o proteină de pe suprafaţa celulelor care extrage un aminoacid, numit ergothioneine.

Grâul şi alte culturi au un nivel scăzut de ergothioneine, iar noua variantă a genei a crescut absorbţia lui.  Astfel acei fermieri la care a fost prezentă această genă, au avut şanse mai mari pentru a supraveţui.

Totuşi, această soluţie a creat o problemă. Acelaş segment ADN care poartă gena SLC22A4,  conţine de asemenea, o variaţie care creşte riscul de tulburări digestive, cum ar fi sindromul intestinului iritabil. Deci, aceste boli  pot fi o consecinţă indirectă a întorsăturii Europei spre agricultură.

Dr. Reich şi colegii săi, de asemenea, au urmărit schimbările culorii pielii la europeni.

Iniţial vânătorii-culegători, descendenţi ai oamenilor care au venit din Africa, au avut pielea închisă la culoare acum 9 000 de ani în urmă. Agricultorii care au venit din Anatolia erau mai albicioşi, şi această trăsătură sa răspândit prin  Europa. Mai târziu, a apărut o variantă de genă care a înălbit pielea europenilor şi mai tare.

De ce? Oamenii de ştiinţă au crezut mult timp că pielea mai deschisă ne-a ajutat să căpătăm mai multă vitamina D de la lumina soarelui la altitudini înalte. Dar vânătorii-culegători au reuşit-o bine şi cu pielea mai închisă la culoare. Dr. Reich sugerează că ei au primit suficientă vitamina D din carnea căpătată prin vânătoare.

El a expus o ipoteză, care spune că trecerea la agricultură a redus aportul de vitamina D,  şi a declanşat schimbarea culorii pielii.

O nouă colecţie de ADN străvechi , de asemenea, a permis Dr. Reich şi colegilor săi pentru a urmări evoluţia încurcată a înălţimii în Europa.

După o sortare prin 169 de gene legate de înălţime, sa descoperit că agricultorii anatolieni au fost relativ înalţi, iar Yamanya chiar şi mai înalţi.

Europenii de nord au moştenit o cantitate mai mare din ADN-ul Yamnaya, ce respectiv  îi face înalţi. Dar, în sudul Europei, oamenii au crescut mai puţin înalţi după apariţia agriculturii.

Dr. Reich a spus că nu este clar de ce selecţia naturală a favorizat statura joasă în sud şi nu în partea de nord. Oricare ar fi motivul, această istorie evolutivă şi astăzi formează diferenţele de înălţime pe tot continentul.

Dr. Reich şi alţi cercetători au căpătat  ADN european şi mai vechi, care le va permite să descopere mai multe efecte a selecţiei naturale. Într-adevăr, acelaş lucru îl fac cercetătorii şi de pe alte continente.

Într-o zi, ei vor fi capabili să măsoare schimbările istorice în genomul uman pe tot globul pe o perioadă de peste 10 000 de ani.

„Cred că în viitor, putem face acest lucru peste tot în lume, nu doar în Europa”, a spus Dr. Reich.

Anunțuri