La ricerca della patria della specie umana moderna è stata una ricerca fondamentale nella scienza e nella cultura, in particolare perché tutti noi portiamo echi genetici dai nostri padri e madri originali.

Viaggia indietro nel tempo abbastanza lontano studiando attentamente i fossili e scrutando l’ascendenza genetica e i segni dicono che tutti gli esseri umani moderni che vagano per la Terra provenivano dall’Africa.

Ma l’Africa è un continente enorme con una vasta gamma di diversità geografica e culturale. Oggi, ovunque tra 1.000 a 2.000 lingue si estendono dal deserto sahariano attraverso le foreste pluviali di montagna alle praterie della savana.

Quindi, da dove vengono esattamente i nostri antenati moderni, molto prima che si diffondessero nei confini più remoti del mondo? Nord-est del Botswana.

Questa regione della nazione africana è la risposta che la rivista Nature ha rivelato lunedì in uno studio che ha tracciato le origini del più profondo lignaggio materno noto agli esseri umani.

Il progetto, condotto da una dozzina di scienziati provenienti da tre continenti, afferma che la madre di tutti gli esseri umani moderni che vivono oggi — dalla Nuova Zelanda a New York — ha avuto origine in questa regione dell’Africa 200.000 anni fa.

“Sappiamo da molto tempo che gli esseri umani moderni hanno avuto origine in Africa”, ha detto Vanessa Hayes, genetista dell’Istituto di ricerca medica Garvan che ha guidato lo studio, in una conferenza stampa giovedì scorso. “Quello che non sapevamo fino a questo studio era esattamente dove si trovava questa patria.”

Il team ha combinato il tracciamento degli antenati genetici con la modellazione del clima per dipingere un quadro di come le nostre antiche madri devono aver vissuto. Questa porzione settentrionale del Botswana — conosciuta come il bacino Makgadikgadi-ora contiene saline aride, ma lo studio dice che una volta era una zona umida lussureggiante, piena di abbastanza animali e vegetazione commestibile per sostenere i nostri antenati cacciatori-raccoglitori.

Questa eredità continua oggi nel modo in cui vivono i Khoisan. Sono un gruppo di cacciatori-raccoglitori che ancora abitano questa regione e il cui contributo volontario al DNA ha reso possibile la scoperta dello studio.

Ma prima di prenotare un volo per visitare questa patria di tutte le madrepatria, è importante sapere che non tutti gli antropologi e gli archeologi credono che questa sia la culla della vita. Il dibattito è sorto perché la genetica sembra indicare una cosa sulla storia umana, ma fossili e artefatti indicano qualcosa di completamente diverso.

Per quasi un decennio, gli scienziati hanno creduto che la nostra specie umana — Homo sapiens — provenisse dall’Africa perché i fossili più antichi che recavano la nostra somiglianza risalgono a 200.000 anni fa. Ma quegli esemplari-noti come resti Omo-sono stati scoperti in Etiopia, migliaia di miglia a nord della patria appena proposta in Botswana.

Inoltre, i fossili di Omo hanno perso il loro mantello come il più antico sapiens conosciuto quando un cranio di 300.000 anni trovato ancora più lontano-il Marocco-è stato svelato nel 2017. Questo è 100.000 anni più vecchio della data che gli scienziati hanno proposto per le origini del Botswana.

Quindi, come può il nostro DNA dipingere un’immagine delle nostre origini, mentre le ossa ne dipingono un’altra? Beh, scoprire l’origine degli esseri umani moderni significa piu ‘che rintracciare la tua eredita’ materna.

Cosa ha fatto lo studio

Le persone spesso parlano di “DNA” come se fosse un’entità singolare, ma le cellule umane contengono in realtà due tipi di questo materiale genetico. Il DNA “nucleare”, trovato nel nucleo di una cellula, contiene le informazioni che definiscono la maggior parte dell’esistenza umana: colore degli occhi, colore dei capelli, altezza, capacità mentale.

Ma una piccola frazione di DNA è alloggiata in un’altra parte delle cellule, i mitocondri. Il DNA mitocondriale consente ai mitocondri di svolgere il loro compito chiave di produrre energia.

Il DNA mitocondriale è anche speciale perché lo erediti solo da tua madre, a differenza del DNA nucleare che è una miscela di entrambi i genitori. Il DNA mitocondriale può anche servire come cronometro di ascendenza perché muta 10 volte più velocemente del DNA nucleare, circa una volta ogni 8.000 anni.

Diciamo che le nostre mamme sono sorelle e la tua sviluppa una mutazione casuale nel suo mitocondriale, mentre la mia no. Il progetto mitocondriale della tua famiglia sarà per sempre diverso dal mio. Quella singola mutazione funge da bivio per la strada della nostra discendenza, che ora può essere rintracciata all’indietro nel tempo (e nello spazio se le nostre famiglie si allontanano l’una dall’altra).

Dalla fine degli anni 1980, i genetisti hanno saputo che se si raccolgono abbastanza campioni umani da abbastanza posti nel mondo, allora il DNA mitocondriale può essere usato per tracciare il patrimonio materno da oggi al tempo in cui ci siamo allontanati dal nostro antenato comune più recente, che alcuni chiamano Eve mitocondriale.

Nel corso degli anni, man mano che più informazioni genetiche sono state raccolte da più persone, questa Eva mitocondriale– il cui profilo del DNA mitocondriale è soprannominato “aplogruppo L0” — è stata rintracciata sempre più vicino all’Africa meridionale, atterrando esattamente tra le persone Khoisan che parlano il clic.

Una donna Khoisan in Namibia il 22 agosto 2010. I Khoisan sono un gruppo etnico dell’Africa sud-occidentale. Vivono nel deserto del Kalahari oltre i confini di Botswana, Namibia, Angola e Sud Africa. La maggior parte vive in Botswana, e hanno uno stile di vita di foraggiamento basato sulla caccia di animali selvatici e la raccolta di cibo veld. Il loro stile di vita è particolarmente adatto alle dure condizioni del deserto del Kalahari. Foto di Eric LAFFORGUE / Gamma-Rapho via Getty Images

Ma Khoisan resti e siti archeologici si estendono in tutta la regione — da sotto il fiume Zambesi e Delta dell’Okavango nel nord del Botswana alla punta più meridionale dell’Africa. Nel corso di centinaia di anni, questa zona è stata influenzata da migranti, come le culture Bantu non parlanti dall’Africa centrale, rendendo il quadro genetico torbido.

“Il primo sforzo è stato quello di cercare persone che non si identificano come Khoisan, ma potrebbero potenzialmente portare il più antico aplogruppo L0”, ha detto Eva Chan, una scienziata di bioinformatica nel laboratorio di genomica del cancro comparativo e prostatico umano presso l’Istituto Garvan di ricerca medica, che ha co-autore dello studio. Quindi, Chan, Hayes e i loro colleghi hanno raccolto 198 nuovi campioni di DNA provenienti dai sudafricani e li hanno confrontati con circa 1.000 profili genetici precedentemente raccolti dalla regione.

Cosa ha trovato lo studio

I loro risultati mostrano che l’Eva mitocondriale — che statisticamente parlando non è una donna, ma un gruppo di donne strettamente correlate — è emersa circa 200.000 anni fa nel bacino di Makgadikgadi.

“C’era una volta un lago molto grande lì there Si estendeva dalla Namibia, attraverso il Botswana e nello Zimbabwe”, ha detto Hayes, aggiungendo che era più grande del Lago Vittoria — il più grande lago dell’Africa.

Il team propone che quando Eva mitocondriale e la sua progenie umana moderna apparvero in questa regione 200.000 anni fa, il lago Makgadikgadi avrebbe iniziato a rompersi in corpi idrici più piccoli, creando una zona umida.

Sulla base dei loro dati genetici, le prime famiglie rimasero in questa regione per 70.000 anni.

“Poi improvvisamente circa 130.000 anni fa, vediamo che si verificano divergenze o che si dividono i lignaggi”, ha detto Hayes. Un gruppo si è spostato a nord-est, sulla base di analisi genetiche. Un secondo ramo delle famiglie originali L0 non si è spostato a sud fino a 110.000 anni fa.

Per spiegare meglio perché queste migrazioni si sono verificate, il team di ricerca ha creato modelli climatici, basati in parte su nuclei di sedimenti oceanici vicini che contengono indizi su vegetazione antica e precipitazioni.

“Confrontando i dati climatici con le linee temporali delle divergenze genetiche, abbiamo trovato uno schema sorprendente”, ha detto Axel Timmermann, direttore del Centro di fisica del clima presso l’Università nazionale di Pusan in Corea del Sud. “Più precipitazioni circa 130.000 anni fa, a nord-est della patria Makgadikgadi creato un corridoio verde-un corridoio vegetato-per la migrazione per il primo gruppo.”

Migliaia di zebra si riuniscono vicino ultima pozza d’acqua rimanente prima di iniziare la loro migrazione annuale da Makgadikgadi Pans al fiume Boteti in Botswana. Foto di George Steinmetz/via Getty Images

Prima che questo corridoio verde si aprisse, il bacino di Makgadikgadi sembrava essere circondato da una terra arida e inospitale con poca fauna selvatica, basata sui record ancestrali di leoni, giraffe e zebre. Un secondo corridoio aperto 110.000 anni fa a sud-ovest, consentendo la migrazione successiva. A differenza del cambiamento climatico visto oggi, che è in gran parte di origine umana, quegli antichi modelli erano dovuti a uno spostamento dell’asse e dell’orbita terrestre che accade ogni poche migliaia di anni.

“In particolare, l’estate dell’emisfero australe si sta avvicinando al sole, quindi riceve più luce solare”, ha detto Timmermann, parlando delle simulazioni del modello climatico dei ricercatori. “Si sta riscaldando e ha anche più umidità.”

Perché questo è importante

Chiunque abbia familiarità con la genetica umana e documenti fossili sa che questo nuovo studio non chiude il caso sulla nostra patria ancestrale.

Ricordate, il DNA mitocondriale costituisce una piccola frazione — 0,0005 per cento-del codice genetico umano.

“Le radici più profonde del DNA mitocondriale non ci dicono davvero la posizione della radice più profonda delle migliaia di altri geni nel nucleo che sono anche unici per le persone oggi”, ha detto Rick Potts, capo del programma Human Origins dello Smithsonian Institution.

Prendi, ad esempio, un gene chiamato EPAS1. Alcune mutazioni in questo gene consentono ai tibetani di vivere in alta quota, ma hanno ereditato questo tratto di super-atleta da Denisovans. Denisovans sono come Neanderthal, un gruppo estinto di esseri che sono distinti da Homo sapiens, ma potrebbe accoppiarsi con loro tutti uguali.

Ecco la cosa, il nostro antenato comune con Denisovans e Neanderthal si è separato dai nostri antenati sapien e ha lasciato l’Africa, insieme ad altre specie di ominidi simili all’uomo, centinaia di migliaia di anni prima che la Eva mitocondriale germogliasse nel bacino di Makgadikgadi.

Pott ha detto che questa nuova ricerca fa un enorme lavoro di rintracciare le origini materne di tutti gli esseri umani moderni che camminano sulla Terra oggi — le madri di tutte le madri.

“Lo abbiamo tutti come parte del nostro patrimonio — una storia strettamente africana”, ha detto Potts. “Quando le persone provenienti da Europa o Nord America utilizzano 23andMe o Ancestry.com, otterranno risultati che non sono L0 DNA mitocondriale, ma sono derivati da L0 – originariamente derivato dalla storia africana.”

Ma ha detto che il principale asporto dello studio trascura tutti gli altri contributi al patrimonio, inclusi alcuni provenienti dall’Africa antica.

Se, ad esempio, una madre avesse solo figli, il suo DNA verrebbe trasmesso negli esseri umani successivi, ma ciò non “si registrerebbe nei mitocondri”, ha detto Potts. “Quindi potrebbe esserci stato un certo numero di madri che hanno contribuito da tutta l’Africa alla moderna diversità genetica umana, ai genomi degli umani moderni e a cosa significa essere umani.”

Potts mette anche in discussione il requisito del” corridoio verde ” per queste prime migrazioni, dato che gli esseri umani moderni possono vivere in luoghi infernalmente difficili– dai poli gelidi al deserto rovente. Anche il moderno Khoisan sopravvive nel terreno meno ospitale del deserto del Kalahari.

“Alcuni di noi che studiano il paleoambiente e l’evoluzione umana si stanno allontanando dall’idea che gli umani debbano attenersi a un ambiente idilliaco del corridoio per muoversi”, ha detto Potts. E ha anche ricordato che la documentazione fossile, che include ossa sapien anatomicamente più vecchie provenienti dal Marocco e dall’Etiopia, non quadrano con questa patria Makgadikgadi geneticamente determinata.

Vanessa Hayes discutere il significato della regione Makgadikgadi-Okavango con Headman ǀkunkkunta da una famiglia estesa Ju/’hoansi. Vivendo all’interno della regione patria del grande Kalahari della Namibia, Vanessa ha visitato Uchkun e la sua famiglia allargata per oltre un decennio. / kun è stato uno dei tanti partecipanti che hanno donato il suo mitogenoma a questo studio. Foto di Chris Bennett, Evolving Picture, Sydney, Australia

Hayes ha respinto questa logica, dicendo che il DNA deve ancora essere estratto dal cranio del Marocco per capire dove si inserisce nella storia degli esseri umani moderni.

“Volevamo davvero definire la popolazione fondatrice”, ha detto Hayes, che dirige anche l’unità dell’Istituto Garvan per la genomica del cancro comparativo e prostatico umano. “Finché non otteniamo il DNA da questi scheletri e ne troviamo di più skeletons…it e’ molto difficile per noi speculare.”

Ma quei fossili potrebbero non esistere più, dato che l’Africa ha assistito a un flusso costante di cambiamenti climatici, geologici e architettonici.

Le ossa fossilizzate conosciute supportano l’idea che tutti gli esseri umani, sia sapien, Neanderthal, Denisovan o altro, provenissero dall’Africa, ma suggeriscono che l’emergere della nostra specie moderna sia avvenuto in tutto il continente e in modi diversi. Ad esempio, il suo laboratorio ha riportato l’anno scorso la più antica prova conosciuta in Kenya di commercio a lunga distanza, strumenti di pietra precisi e pastelli primitivi, risale a 305.000 anni.

Potts si chiede se l’immagine genetica — ancora una volta il DNA antico è scoperto — dirà la stessa cosa del record dell’artefatto. Fino ad allora, paragona lo studio Makgadikgadi alla parabola di uomini ciechi che cercano di comprendere un elefante.

” Questa è una delle grandi cose di un documento come questo: contribuisce una parte dell’elefante. Ma non ci dà il tutto”, ha detto Potts.