laboratorio evoluzione
L’UOMO NERO
[Guido Barbujani, L’invenzione delle razze, Bompiani 2008]
Marcello Sala
Chi sono gli antenati?
ecc. ecc.
ecc. ecc.
il bis-bisnonno e la bis-bisnonna
il bisnonno e la bisnonna
il nonno e la nonna
il padre e la madre
Quanti antenati ha ciascuno di noi
alla prima generazione?
2: padre e madre
Quanti alla seconda generazione?
4: due nonni materni e due paterni
Quanti alla decima generazione?
Aumentando di 2 volte a ogni generazione
1 x2x2… per 10 volte 210 = 1024
Se due generazioni distano circa 25 anni
quanti antenati 1000 anni fa?
1000/25 = 40 240 = 1.099.511.627.776 1.000 Miliardi
Ma oggi vivono sulla Terra solo 6 Miliardi di uomini
Come è possibile che più si va indietro nel tempo
più sono gli uomini che risultano presenti sulla Terra?
Quelli conteggiati sono antenati virtuali
e non persone diverse
Quanti nonni ha il Sig. X?
4
E quanti la Sig.ra Y
4
Se X e Y sono cugini, quanti nonni hanno in tutto?
6
I matrimoni tra parenti riducono il numero di antenati
I matrimoni tra parenti riducono il numero di antenati
tanto più quanto più stretta è la parentela
come accade quando la popolazione è poco numerosa
Quanto più si va indietro nel tempo
tanto meno numerose sono le popolazioni umane
tanto più comuni sono gli antenati
ovvero ci sono pochi antenati comuni
a tanti più individui
L’ antenato comune
di tutti gli uomini di oggi (200.000 anni fa)
Perché nero?
Come si fa a ricostruire la storia?
Dalla collocazione nello spazio e nel tempo
delle diverse forme e culture umane
Partendo da quali elementi concreti?
- distribuzione geografica delle lingue attuali
- distribuzione geografica dei DNA attuali
- documentazioni archeologiche (oggetti culturali)
- documentazioni paleontologiche: fossili (ossa) e mummie
Come si fa a ricostruire le forme del corpo dalle ossa?
L’anatomia identifica relazioni tra
forma delle ossa e forma del sistema muscolare
e tra questo e gli altri organi
Tre teorie sull’origine dell’umanità attuale
▪
( = H. Neanderthalensis)
Somiglianze tra uomini recenti e
fossili della stessa area geografica
continuità generazionale regionale
Teoria di Coon:
1 Milione di anni fa popolazioni di H. erectus
si diversificarono su base geografica (continenti)
Da ogni ceppo di H. erectus si sono evolute
razze di H. sapiens diverse per ogni continente
In Europa l’H. Neanderthalensis è un anello intermedio
Solo negli ultimi secoli le popolazioni
si sono molto mescolate complicando il quadro
Obiezioni?
- Non è possibile che evoluzioni indipendenti
da popolazioni di H. erectus
abbiano tutte come uguale esito H. sapiens
- In un milione di anni evoluzioni indipendenti
danno origine a specie diverse e non a razze diverse
In Israele in siti vicini sono stati trovati
fossili di Neanderthal e di sapiens
Quando sono stati datati è risultato che risalgono
i sapiens a 90.000 anni fa
i Neanderthal a 50.000 anni fa
Che cosa se ne può dedurre?
Si può escludere che
i Neanderthal siano antenati dei sapiens
Somiglianze tra uomini recenti e
fossili della stessa area geografica
continuità generazionale regionale
Teoria multiregionale:
Differenziazione iniziale
ed evoluzione su linee parallele
su base geografica ma…
linee non indipendenti per via di migrazioni
I Neanderthal sono antenati dei sapiens
È stata esaminata una vasta collezione di
crani antichi e moderni dell’Asia dell’Est e Sud-Est
zone da cui avrebbero avuto origine
le popolazioni asiatiche e australiane
È risultato che le popolazioni antiche assomigliano
per metà dei caratteri
più a quelle moderne della stessa zona
per metà più a quelle moderne dell’altra zona
Che cosa se ne può dedurre?
L’ipotesi della continuità generazionale regionale
non è confermata
Studiando più di 100 regioni del DNA in campioni
di individui di popolazioni di diversi continenti
la variabilità genetica totale dell’umanità è:
• per il 5% tra popolazioni dello stesso continente
• per il 10% tra popolazioni di continenti diversi (razze?)
• per l’85% interna alle popolazioni
Che cosa se ne può ricavare
in relazione all’ipotesi multiregionale?
Se le popolazioni di continenti diversi
si sono evolute separatamente
per centinaia di migliaia di anni
ciascuna ha avuto tempo di accumulare
un suo particolare insieme di mutazioni
la variabilità tra loro dovrebbe essere molto più forte
Non esistono fuori dall’Africa
fossili con caratteristiche
intermedie tra erectus e sapiens
In tutti i continenti
o forme arcaiche o forme moderne
che cosa ci dice questo?
Teoria out of Africa:
200.000 anni fa una nuova specie H. sapiens
si differenzia dal ceppo di H. ergaster in Africa
e da lì si diffonde in tutti i continenti
sostituendo le popolazioni preesistenti di H. erectus
e in Europa di H. Neanderthalensis
Il tempo di evoluzione del sapiens in aree separate
è troppo breve perché si differenzino delle razze
su base geografica
È stato raccolto un vasto repertorio di misure scheletriche
in reperti dai 650.000 a 8.000 anni fa
provenienti da Africa, EstEuropa, OvestEuropa, Asia
Si sono eseguiti calcoli statistici per verificare
se le somiglianze e le differenze tra queste misure
fossero più compatibili con l’ipotesi che
a) la popolazione arcaica di ogni regione è ancestrale
rispetto a quella recente della stessa regione
b) le popolazioni arcaiche dell’Africa o del Medio Oriente
sono ancestrali rispetto a tutte popolazioni moderne
L’ipotesi b) ha probabilità molto più alta
Quindi…?
La teoria multiregionale è da scartare in favore di
quella dell’origine africana recente
quanto
DNA
diverso?
max 0,1%
max 0,1
max 0,1%
Se si studia la distribuzione geografica
delle varianti (alleli) di un gene
si ottiene in generale
• massimo di diversità in Africa
(la diversità genetica tra due boscimani
è 5 volte superiore a quella tra
un europeo e un aborigeno australiano)
• minimo in America e Oceania
• in Europa e Asia situazione intermedia
• in alcune popolazioni isolate
(geograficamente o linguisticamente)
caratteristiche eccentriche
Colori = varianti genetiche nelle popolazioni umane
dati da analisi del DNA mitocondriale
Quale storia suggeriscono questi dati?
Con la migrazione
la variazione diminuisce:
perché?
Se a migrare è
un piccolo gruppo di individui,
parte della variazione
della popolazione di partenza
va persa per deriva genetica
Con il trascorrere del tempo
tra popolazioni separate
si accumulano
differenze genetiche
Le popolazioni africane sono
più diverse tra loro
le popolazioni di America e
Oceania sono meno diverse:
che cosa ci dice questo?
Le popolazioni africane
si sono separate da più tempo
le altre più recentemente
Dunque perché
l’antenato comune degli uomini d’oggi è nero?
I primi Homo sapiens vivevano nell’Africa orientale
sono gli antenati comuni di tutti gli Homo sapiens
che hanno vissuto e che oggi vivono sulla Terra
http://www.bradshawfoundation.com/journey
Ulteriori dati
nuova ipotesi:
l’ondata parte
dall’Africa
e si diffonde
portando con sé
una nuova cultura
(simbolica)
Solo nell’ultima
colonizzazione
del Nord Europa
si evolve
il carattere
“pelle bianca”
Quale vantaggio evolutivo ci sarebbe nell’avere pelle chiara?
Favorisce l’assorbimento delle radiazioni solari
necessarie alla produzione della vitamina D indispensabile
per lo sviluppo delle ossa (assorbimento del Calcio)
Ma la pelle chiara protegge meno dalle scottature
e dai tumori della pelle: e allora?
Vantaggio e svantaggio dipendono dall’ambiente:
ambiente con un eccesso di
ambiente con scarsità di
radiazione solare (Africa Eq.)
radiazione (Nord Europa)
prevale il vantaggio della
prevale il vantaggio
difesa (pelle scura)
dell’assorbimento (pelle chiara)
Quale la causa del cambiamento evolutivo pelle scura chiara?
la migrazione da ambienti più esposti a ambienti meno esposti
alla radiazione solare
Un cacciatore raccoglitore vissuto 7-8.000 anni fa
vicino a La Braña-Arintero in Spagna
aveva occhi chiari ma pelle scura
Come si fa a saperlo?
Analisi del genoma in confronto con europei attuali:
geni noti per determinare la colorazione della pelle
sono presenti in varianti simili a quelle degli africani
Che cosa se ne può dedurre?
Il carattere ‘pelle chiara’
non si era ancora evoluto
attraverso il processo di
“selezione naturale”
Ma la pelle chiara non è un carattere vantaggioso
dove è minore esposizione alla radiazione solare
che rende possibile la sintesi di vitamina D?
I cacciatori assorbivano la vitamina D
direttamente dalla carne che mangiavano
Con il successivo sviluppo dell’agricoltura
i cereali sostituiscono massicciamente
la carne nella dieta
rendendo necessario la sintesi di vitamina D
nell’organismo
Dall’analisi genica si sa che l’uomo di La Braña-Arintero
non era in grado di digerire il latte e derivati...
Dell’intera popolazione umana solo il 35%
superati i 7-8 anni di età
mantiene la capacità di digerire il latte:
a cosa è dovuta questa capacità?
Grazie a una mutazione genetica si mantiene in funzione
l’enzima che “digerisce” il lattosio (lattasi)
Questa caratteristica si trova nelle popolazioni di
Europa, Africa occidentale, Asia meridionale:
perché?
Per deriva genetica e selezione favorevole
di un carattere ereditario
comparso in Europa circa 7500 anni fa e
successivamente ma in modo indipendente
nelle altre zone geografiche
Le ossa degli animali allevati negli insediamenti mediorientali
ed europei mostrano che i vitelli erano macellati prima
dell’anno di età, anziché una volta raggiunto il peso massimo:
perché, dal momento che in questo modo
la quantità di carne ottenuta era minore?
Le vacche potevano essere munte per tempi più lunghi
Cosa se ne deduce?
Il latte più della carne era la ragione dell’allevamento
potevano digerire il latte
In insediamenti in Anatolia databili a 8.500 anni fa rinvenute
tracce di grassi del latte su cocci: il più antico strumento per
la caseificazione (per separare la cagliata dal siero):
come è possibile dal momento che
la mutazione per la lattasi avviene 1000 anni dopo?
Rispetto al latte fresco i latticini contengono
concentrazioni molto inferiori (tollerabili) di lattosio
Perché la pastorizia si è originata
proprio nelle aree di diffusione della mutazione per la lattasi?
L’allevamento costituì un contesto culturale
in cui quel carattere biologico ereditario era vantaggioso
(si stima un aumento di fertilità del 19%)
La mutazione ha potuto diffondersi solo grazie...?
al vantaggio che forniva ai portatori
l’unico modo per cui il vantaggio poteva manifestarsi era che...?
i portatori avessero a disposizione riserve di latte fresco
Quale rapporto tra evoluzione biologica e culturale?
Un cambiamento culturale ha generato una pressione selettiva
che ha causato un’evoluzione biologica per selezione naturale
Seguendo l’onda migratoria verso nord
i portatori dell’allele mutante per la lattasi
arrivarono in Scandinavia e nelle Isole Britanniche
dove oggi il 90% della popolazione tollera il lattosio:
perché questo successo straordinario?
In regioni fredde i prodotti caseari
si conservavano meglio e più a lungo
ottima protezione contro carestie, raccolti sfortunati
annate climaticamente avverse
