Neanderthal. Quanti erano? Archeologi e genetisti danno risposte diverse. Una nuova ricerca dovrebbe aiutarli a raggiungere un consenso e far luce sulla storia dimenticata di questi antichi popoli. Compresa l'estinzione piuttosto precoce. Nel 1856, tre anni prima della pubblicazione di On the Origin of Species di Charles Darwin, un gruppo di minatori scoprì fossili umani in una grotta calcarea nella valle di Neander, nel nord della Germania, in seguito chiamata Neanderthal 1, la prima indicazione di un'altra specie umana arcaica. Da allora, abbiamo cercato di capire il più possibile sui nostri misteriosi antenati. Per fare ciò, gli esperti hanno raccolto due principali linee di prova: centinaia di ossa e strumenti di pietra trovati sparsi dalla Spagna e dall'Inghilterra ai Monti Altai, e dati e conclusioni molto recenti tratte da modelli statistici.
Tuttavia, questi approcci hanno dipinto immagini sorprendentemente diverse di come avrebbero dovuto apparire le popolazioni di Neanderthal. L'evidenza archeologica suggerisce che circa 150.000 individui coprivano l'Europa e l'Asia, vivevano in piccoli gruppi di 15-25 individui e il loro numero totale variava notevolmente con i cambiamenti climatici (comprese le gravi ere glaciali), che si sono verificati in un intervallo di mezzo milione anni - fino all'estinzione dei Neanderthal 40.000 anni fa.
Il sequenziamento genetico racconta una storia diversa. Alcune delle stime basate sui geni definiscono la popolazione di Neanderthal come un mero 1.000; altri ne specificano al massimo alcune migliaia. Ci sono diverse ipotesi che potrebbero spiegare tali risultati: o la popolazione era davvero così piccola, anche al suo apice, oppure era più grande, ma diminuita nel tempo. In ogni caso, i Neanderthal sono sempre stati in declino; la loro scomparsa sembrava essere stata predetta fin dall'inizio.
"Il fatto che questi due tipi di stime non corrispondano è un problema che deve ancora essere affrontato", afferma John Hawkes, un paleoantropologo dell'Università del Wisconsin-Madison.
Ora, tuttavia, i ricercatori guidati da Alan Rogers, un antropologo e genetista di popolazione presso l'Università dello Utah, hanno proposto un nuovo modello genetico che potrebbe conciliare queste differenze. Crede che i Neanderthal fossero molto più numerosi di quanto abbiano dimostrato precedenti studi genetici e li porta sotto gli ovvi artefatti e fossili che lo supportano. Riempie anche la storia evolutiva dei Neanderthal dal momento in cui si sono separati dai nostri antenati in Africa e quando hanno iniziato a incontrare gli esseri umani moderni. In molti modi, i Neanderthal hanno avuto molto più successo come specie - e molto più simili a noi - di quanto pensassimo.
Contrariamente al consenso
Nella genetica della popolazione, la dimensione effettiva della popolazione non è una misura diretta del numero totale di persone che vivevano in un dato momento. È piuttosto una misura della diversità genetica. Gli esperti scansionano il DNA degli individui nel corso della storia, alla ricerca di differenze di sequenza del DNA tra due copie del loro genoma. In sostanza, stimano quante generazioni di fratelli separano la copia materna del gene dalla copia paterna. Se la popolazione è piccola, si aspettano di trovare un antenato comune abbastanza rapidamente; se è grande, richiede più tempo. "È incredibile quante informazioni possono essere apprese da un individuo", afferma Rogers.
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Gli scienziati hanno notato da tempo che i Neanderthal avevano bassi livelli di diversità genetica. Negli africani moderni, circa 11 su 10.000 nucleotidi sono eterozigoti, cioè differiscono tra due copie di un cromosoma. Nei non africani, solo 8 su 10.000 mostrano questo comportamento. Questa cifra scende a 2 su 10.000 per i Neanderthal ei Denisoviani, che la scienza ha identificato solo negli ultimi dieci anni. "La teoria della genetica delle popolazioni ci dice che questo deve significare una piccola dimensione della popolazione" in queste persone arcaiche, dice Montgomery Slatkin, un biologo dell'Università della California, Berkeley, che non era convinto dalle scoperte di Rogers. Ciò significa che la popolazione mirava a un numero di 2000-3000 individui.
"Ma se ci fossero davvero solo 1.000 uomini di Neanderthal nel mondo", dice Rogers, "è difficile credere che abbiano lasciato una così ricca documentazione fossile".
Eppure sono le prove genetiche a cui si rivolgono Rogers ei suoi colleghi, sostenendo che c'erano più uomini di Neanderthal, decine di migliaia. Il lavoro degli scienziati è stato pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences il mese scorso.
La chiave di questa nuova scoperta risiede nel suggerimento dei ricercatori che i Neanderthal avessero un pool genetico molto più diversificato, ma che fossero divisi in piccoli gruppi isolati di individui geneticamente simili. Tale frammentazione distorcerebbe le scoperte genetiche precedenti: le stime passate indicherebbero le popolazioni locali e la loro storia regionale, tralasciando il quadro generale.
Rogers ha deciso di colmare questa lacuna adattando ed estendendo il modello di mescolamento della popolazione utilizzato da altri ricercatori. Invece di analizzare il genoma di una persona, lui e il suo team hanno confrontato varianti genetiche comuni agli africani moderni, agli eurasiatici moderni, ai neanderthaliani e ai denisoviani. Una prima versione di questo modello è stata sviluppata per valutare la forza dell'incrocio tra uomini moderni e uomini di Neanderthal. La principale innovazione di Rogers è stata quella di aggiungere i Denisoviani a questa miscela e aumentare in modo significativo l'elenco delle possibili combinazioni e intrecci di popolazioni. E lo ha aiutato a rispondere a domande che vanno ben oltre l'incrocio sulla dimensione della popolazione e altre questioni.
L'aumento della diversità genetica che Rogers e colleghi hanno scoperto corrisponde a un aumento di circa dieci volte della dimensione effettiva della popolazione. Sebbene non sia possibile sapere quanti altri individui di Neanderthal potrebbero non rientrare in questo numero, le stime sui fossili dovranno essere riviste seriamente.
"Lo studio fornisce prove del DNA per ciò che abbiamo visto nei documenti archeologici", afferma Joshua Aki, biologo evoluzionista presso la Princeton University.
Dall'Africa - due volte
Lavorando con sequenze genetiche e il loro modello rivisto, gli scienziati hanno acquisito nuove conoscenze su come i Neanderthal, i Denisoviani e gli esseri umani moderni sono cresciuti, si sono ridotti, si sono separati e si sono fusi periodicamente nel corso della storia. "Vogliamo creare un buon albero genealogico in modo da poter raccontare storie accurate su come i due gruppi sono collegati", dice Stephen Churchill, un antropologo alla Duke University. "Ma è chiaro che la relazione è molto più complicata."
Circa 750.000 anni fa, ha detto Rogers, i predecessori dei Neanderthal e dei Denisoviani hanno lasciato gli antenati degli esseri umani moderni in Africa per trasferirsi nel vasto territorio dell'Eurasia. Questo da solo li ha quasi distrutti; l'evidenza genetica suggerisce che la popolazione ha attraversato prove severe che la ricerca non ha precedentemente identificato. Qualunque cosa abbia causato questa catastrofe, gli antichi sopravvissero e solo poche migliaia di anni dopo - 744.000 anni fa - si divisero in due lignaggi separati, Neanderthal e Denisovani. I primi si sono poi divisi in gruppi regionali più piccoli che hanno affascinato Rogers.
La datazione di questa scissione tra uomini di Neanderthal e Denisoviani è di per sé sorprendente, perché studi precedenti l'hanno messa più tardi: in uno studio del 2016, ad esempio, la scissione è stata identificata come un evento accaduto 450.000 anni fa. Una separazione precoce significa che dobbiamo trovare ancora più fossili di entrambi i gruppi. Dovrai anche rivedere i fossili già trovati. Prendiamo, ad esempio, le ossa del cervello della specie di ominidi Homo heidelbergensis che visse in Europa e in Asia circa 600.000 anni fa. I paleoantropologi non possono essere d'accordo su come si relaziona con altri gruppi di persone; alcuni credono che fossero gli antenati sia degli umani moderni che dei Neanderthal, altri che fossero specie non antiche sostituite dai Neanderthal che vagavano per l'Europa.
Le scoperte di Rogers implicano che H. heidelbergensis doveva essere uno dei primi uomini di Neanderthal. "Abbiamo fissato l'ora della separazione così presto che un ominide europeo 600.000 anni fa deve quasi certamente essere un Neanderthal", dice, "almeno geneticamente, anche se non sembrava affatto un Neanderthal".
In ogni caso, questa nuova ricostruzione della complessa storia antica dei Neanderthal è molto simile a ciò che abbiamo imparato sulle popolazioni umane anatomicamente moderne che si diffusero per la prima volta in Europa e in Asia. Circa 50.000 anni fa, gli eurasiatici si separarono dagli africani, attraversarono un periodo difficile durante il quale la loro popolazione era molto bassa e poi si divisero in popolazioni regionali in tutta l'Eurasia - la cosiddetta teoria non africana della migrazione umana. "Sembra che la stessa cosa sia successa 600.000 o 700.000 anni fa", con i Neanderthal ei Denisoviani, dice Rogers. "C'era un'altra diaspora non africana che nessuno aveva sospettato in precedenza".
Non così male, dopotutto
Non è un segreto che i Neanderthal stessero andando male: le ere glaciali che hanno attraversato e la frammentazione delle loro popolazioni li hanno resi incapaci di sostenere una crescita sociale o tecnologica sostenibile. "Ma uno dei malintesi è che il modo in cui pensiamo al progresso è che gli esseri umani moderni siano migliori e i Neanderthal siano peggiori", dice Hawkes. “Quando si trattava di cacciare e fare affidamento su risorse alimentari ad alta energia in ambienti emarginati, i Neanderthal non erano secondi a nessuno. Hanno risolto problemi che oggi non affrontiamo affatto. Come hanno vissuto con una densità di popolazione così bassa per centinaia di migliaia di anni? Non l'abbiamo mai capito."
Prima di intraprendere la sua ricerca, Rogers credeva che i Neanderthal fossero sull'orlo dell'estinzione quando gli esseri umani moderni entrarono nel loro territorio, che le loro popolazioni fossero già impoverite e piene di malattie genetiche. Non la pensa più così.
Comprendere la vera struttura della popolazione di Neanderthal può aiutare gli scienziati ad approfondire le dinamiche di questi antichi popoli e le loro interazioni con noi. Ad esempio, mi chiedo se ci fossero delle particolarità nell'incrocio tra umani e Neanderthal. Abbiamo incluso una quantità uguale di DNA materno e paterno di Neanderthal o c'è stato un cambiamento?
Il lavoro di Rogers e la ricerca correlata di altri gruppi possono essere un potente punto culminante anche per la genetica moderna. Il loro modello analitico può essere applicato a cani e cavalli, anzi a qualsiasi specie che mostri una riproduzione strutturata nelle loro popolazioni piuttosto che un flusso genico casuale. I geni di Neanderthal potrebbero essere stati collegati a un aumentato rischio di depressione, diabete, malattie cardiache e altri disturbi, e questo resta da vedere.
Ilya Khel
