Europeanul este, de asemenea, genetic un popor
Cercetarea genetică a cunoscut o adevărată revoluție în ultimul deceniu. Odată cu dezvoltarea tehnologiilor de secvențare ADN de ultimă generație, a devenit posibilă în doar câțiva ani multiplicarea performanței și eficienței investigațiilor genomice cu un factor de zece milioane. În zilele noastre avem tehnologii cu care putem decoda un întreg genom uman cu miliarde de perechi de baze pentru câteva sute de euro și în câteva ore. În prezent trăim într-o „epocă de secvențiere” în care zeci de mii de genomi au fost deja descifrați de oameni din întreaga lume - și se adaugă noi în fiecare zi.
Atracția și speranța acestei cercetări genetice masive este de a găsi răspunsuri la marile întrebări din vremurile actuale și trecute: cum au evoluat oamenii și de unde au venit? Ce rol joacă genele în dezvoltarea și răspândirea bolilor? Ce asemănări și diferențe determinate genetic există între populațiile umane? Astfel, spre deosebire de asocierea fatală cu regimurile rasiste și colonialiste din secolele al XIX-lea și al XX-lea, genetica a oferit ideea că o mare parte a diversității genetice nu există între diferite populații umane, ci există într-o singură populație: mai mult de 80 la sută din totalul genetice. Diferențele în secvența ADN a oamenilor, cunoscute sub numele de „Polimorfisme cu nucleotide unice” (SNP), apar în aceeași populație umană ca europenii sau asiaticii. Cu alte cuvinte: Pentru a înregistra o mare parte a diversității genetice a oamenilor din afara Africii, este complet suficient să comparați genetic câteva sute de turingieni sau renani.
O altă constatare importantă din cercetarea genetică a populației este că africanii au o diversitate genetică mai mare decât populațiile din afara Africii. Aceasta este interpretată ca o dovadă a originii omului modern în Africa. Reconstrucția arborilor genealogici cu ajutorul materialului genetic arată, de asemenea, că oamenii din afara Africii sunt doar o ramură mică a diversității africane, sau cu alte cuvinte: genetic vorbind, toți oamenii de pe acest pământ sunt africani!
Călătorie moleculară în timp
Analizele genetice permit, de asemenea, clasificarea separării evolutive a populațiilor umane individuale în termeni de timp. Pentru a face acest lucru, așa-numitul „ceas molecular” este calibrat. Astăzi se presupune că fiecare persoană are aproximativ 50 de modificări de bază (mutații) care au apărut în linia germinală a părinților și, prin urmare, nu au făcut parte din genomul părintesc. Acest lucru are ca rezultat o rată de mutație umană de aproximativ 50 de modificări pe generație pe genom. Presupunând că aproximativ 25 de ani trec pe generație, diferențele genetice dintre două populații pot fi utilizate pentru a calcula când trebuie să se fi separat. Dacă, de exemplu, se compară diferențele dintre africani și non-africani, se ajunge la o scindare în urmă cu aproximativ 2000-2500 de generații, adică cu 50.000 până la 60.000 de ani în urmă. Acest calcul se potrivește, de asemenea, bine cu descoperirile arheologice și paleoantropologice existente, care indică faptul că în urmă cu aproximativ 42.000 de ani, primii oameni moderni au imigrat în Europa și au deplasat neanderthalienii care locuiau acolo.
Calcule similare pot fi efectuate și pentru repartizarea populației între asiatici și indigenii din Australia sau America. Schimbările în frecvența mutațiilor care apar frecvent (de exemplu SNP) sunt adesea utilizate pentru astfel de calcule. Frecvența acestor SNP în populațiile umane se modifică în timp. Astfel de schimbări pot fi „direcționate”, de exemplu atunci când o anumită variantă genetică duce la un avantaj biologic, cum ar fi capacitatea de a digera laptele ca adult și, astfel, de a dezvolta mai multă hrană într-un habitat nou. O astfel de „deplasare direcționată”, care preferă o anumită variantă genică avantajoasă, este denumită și selecție pozitivă. „Selecția negativă” poate apărea, de asemenea, dacă o anumită modificare genetică duce la o reducere a capacității individuale - de exemplu, dacă o genă este deteriorată, care a fost importantă pentru consumul de alimente, de exemplu. O astfel de schimbare ar fi selectată negativ în timp, adică, indivizii cu acest defect genetic au mai puțini sau deloc descendenți și vor dispărea din nou după câteva generații.
Majoritatea mutațiilor sunt „neutre”
Majoritatea diferențelor genetice dintre populațiile umane, totuși, nu duc la selecție, ci se comportă mai degrabă neutru și, prin urmare, sunt „nedirecționate”. Cu cât populațiile mai lungi trăiesc separat unul de celălalt sau nu fac schimb de gene între ele, cu atât se acumulează mai multe diferențe în frecvența acestor SNP. Acest proces este cunoscut sub numele de deriva genetică. Populațiile care se află în apropiere geografică, s-au separat recent unul de altul sau schimbă în mod regulat gene între ele, prin urmare, au mai puține diferențe de frecvență decât populațiile izolate geografic. Acest lucru creează o legătură strânsă între genetica umană și originea geografică.
Genetic nu există granițe naționale
Un studiu realizat de John Novembre și colegii din 2008 a făcut conexiunea dintre gene și originea geografică deosebit de impresionantă. Grupul de cercetare a reușit să reproducă harta Europei bazându-se doar pe diferențele genetice dintre rezidenții de astăzi ai căror bunici trăiau la cel mult 200 de kilometri de locul de reședință al nepoților lor. Acest lucru a clarificat faptul că datele genetice ale unei persoane pot fi utilizate pentru a determina originea geografică a strămoșilor lor. Ceea ce a fost, de asemenea, izbitor la acest studiu a fost că arată un gradient genetic pentru Europa, adică o schimbare genetică continuă care nu coincide în niciun caz cu granițele naționale sau lingvistice existente: din punct de vedere genetic, granițele naționale sunt de nesuportat. Pe de altă parte, izolarea geografică, cum ar fi situația insulară din Sardinia, este vizibilă din punct de vedere genetic: sardii reprezintă o populație separată de continentul italian.
Așezarea omului
Gradientul caracteristic continentului arată clar că populațiile europene învecinate au schimbat întotdeauna gene pe parcursul istoriei lor dacă nu au fost separate bariere geografice majore. Din păcate, investigația populațiilor din zilele noastre, interschimbabile genetic, strâns înrudite, permite doar concluzii limitate cu privire la istoria lor anterioară. Pentru a înțelege schimbările genetice majore ale populațiilor de-a lungul timpului, datele din trecut ale genomului sunt utilizate din ce în ce mai mult.
Revoluția tehnologiei de secvențiere a afectat, de asemenea, analiza genetică a materialului genetic de la organisme moarte de mult. Încă din 2008, genomul unui mamut dispărut a fost descifrat cu succes pentru prima dată. În urmă cu doi ani, genomurile unui paleo-eschimos în vârstă de 4.000 de ani și ale neanderthalului dispărut au fost descifrate. Analiza moleculelor ereditare din oasele umane, care au o vechime de până la 500.000 de ani, face posibilă compararea compoziției genetice a populațiilor actuale și anterioare și urmărirea populațiilor trecute care au dispărut de atunci. Comparația ADN-ului de astăzi cu ADN-ul vechi arată schimbări majore în structura genetică a populațiilor umane între perioade individuale de timp și oferă informații valoroase despre răsturnările populației și schimbările de mobilitate, precum și răspândirea grupurilor individuale din preistorie. Analizele materialului genetic vechi fac posibilă testarea ipotezelor din arheologie și cercetări istorice și pentru a ilustra măsura în care schimbarea culturală se corelează cu mobilitatea schimbată, imigrația și fluxurile genetice rezultate.
Una dintre cele mai importante întrebări despre istoria timpurie a Europei a fost multă vreme dacă trecerea de la vânători și culegători la fermierii arabili în urmă cu aproximativ 7.500 de ani a fost însoțită de o schimbare a populației. Această schimbare de epocă, care este fundamentală pentru dezvoltarea omului modern, a fost rezultatul unei dezvoltări culturale lente sau a fost cauzată de imigrația oamenilor în Europa? Două ipoteze s-au confruntat: Conform primei, așa-numita Revoluție Neolitică a fost o răspândire pură de cultură și cunoaștere care a fost transmisă de la o regiune la alta fără ca oamenii înșiși să migreze. Potrivit celeilalte ipoteze, începutul agriculturii în Europa poate fi dat de la o imigrație a oamenilor din Orientul Mijlociu care provin din regiunea așa-numitei semilune fertile, unde au fost găsite cele mai vechi urme ale agriculturii.
Agricultura a început cu imigrația
Pentru a testa aceste ipoteze cu ajutorul geneticii, o serie de studii au examinat secțiuni scurte ale ADN-ului mitocondrial - moștenit doar prin linia feminină - de la scheletele fermierilor timpurii și de la vânători și culegători mai târziu. Rezultatele acestei comparații au fost clare: structura genetică a vânătorilor și culegătorilor a diferit semnificativ de cea a primilor fermieri arabili. Drept urmare, Revoluția neolitică și stabilirea oamenilor au început cu imigrația.
Datorită muncii cu ADN mitocondrial în locul nucleului celular, această lucrare de pionierat a fost inițial limitată la linia maternă. Procedând astfel, nu au permis nicio cunoaștere detaliată despre originea și compoziția genetică exactă a populațiilor preistorice sau despre contribuția lor biologică la europenii de astăzi. În urmă cu doi ani, un studiu de pionierat a reușit pentru prima dată să descifreze și să compare genomul complet al unei duzini de vânători și culegători care au trăit în urmă cu 8.000 de ani și a unui fermier agricol timpuriu din Europa care a trăit acum 7200-5400 de ani. Pe de o parte, s-a dovedit că ADN-ul nucleului celular, adică genomul, al ambelor grupuri diferea foarte mult unul de altul. Pe de altă parte, a devenit evident că primii fermieri arabili sunt genetic mai asemănători cu locuitorii din Orientul Mijlociu decât cu vânătorii și culegătorii europeni. Astfel, teoria imigrației primilor fermieri din Semiluna Fertilă ar putea fi, de asemenea, confirmată.
Imigranți din Eurasia
Studiul a oferit alte informații inovatoare despre originile și istoria dezvoltării europenilor: europenii de astăzi nu numai că poartă urmele genetice ale europenilor originali și sunt, prin urmare, un amestec genetic de fermieri, vânători și culegători timpurii, dar aparent sunt și prin intermediul unei a treia populații care pare să provină din nordul Eurasiei. Acesta din urmă poate fi găsit la toți europenii de astăzi, dar nici la vânători și culegători, nici la primii fermieri arabili și, astfel, o indicație clară a viitoarei imigrații ulterioare.
Alte trei studii publicate în 2015 au examinat genomul unui total de 230 de indivizi preistorici din Eurasia de Vest. Aceștia au trăit în urmă cu 8000 până la 3000 de ani și, prin componența lor genetică, dovedesc diferența genetică mare dintre primii fermieri arabili și vânătorii și culegătorii târzii din Europa. S-ar putea arăta că primii fermieri din Europa prezintă o asemănare genetică surprinzător de mare cu primii fermieri din Anatolia și cu locuitorii actuali din Sardinia. Din aceasta rezultă că Sardinia, după ce a fost colonizată de primii fermieri arabili în urmă cu 7000 de ani, nu a obținut cu greu alte componente genetice suplimentare din afara insulei. În ceea ce privește istoricul dezvoltării, analizele genomului celor 230 de schelete au arătat că proporția ADN-ului vânătorilor-culegători la primii fermieri arabili din Europa Centrală a crescut din nou după imigrarea lor. S-a concluzionat că primii fermieri arabili după imigrarea lor în Europa nu i-au deplasat pe vânători și culegători rezidenți acolo, ci că ambele populații au existat în paralel timp de câteva mii de ani și abia atunci au fost amestecate genetic.
Unul dintre cele trei studii efectuate de un grup de cercetare condus de Wolfgang Haak de la Institutul Max Planck pentru Istoria Omului din Jena a arătat, de asemenea, pentru prima dată că, pe lângă imigrația fermierilor arabili timpurii, a existat o altă imigrație genetică masivă în Europa. Acest lucru a avut loc în epoca cuprului, la tranziția dintre neoliticul mediu și final, în urmă cu aproximativ 4800 de ani în urmă în Europa Centrală și puțin mai devreme și mai târziu în alte părți din Asia de Vest.
De asemenea, s-au răspândit nomazi de stepă
Prima imigrație majoră în Europa în urmă cu aproximativ 7.500 de ani poate fi explicată bine prin stilul de viață schimbat: agricultura și creșterea bovinelor au permis o aprovizionare mai stabilă cu alimente și, astfel, au dus la o creștere a populației, care a dus la extinderea teritorială a fermierilor arabili. A doua schimbare majoră a compoziției genetice a europenilor în urmă cu aproximativ 4800 de ani, ca urmare a imigrației masive din stepa pontică, poate fi explicată slab doar cu modul de viață diferit, deoarece este - cel puțin în Europa Centrală - atât cu imigranții din stepă, cât și cu cei deja rezidenți erau fermieri și fermieri. Explicații posibile pentru acest lucru ar fi o producție mai mare de alimente în rândul imigranților din stepă datorită dezvoltării pășunilor care nu sunt potrivite pentru agricultura arabilă, precum și a conflictelor armate (ceea ce indică descoperirile arheologice) sau a prăbușirii populației agricole locale arabile din cauza apariției bolilor.
Răspândirea ciumei
Ultima explicație a luat avânt în 2015, când geneticienii și arheologii care lucrează cu Simon Rassmussen de la Universitatea din Copenhaga au reușit să reconstruiască genomii ciumei pentru prima dată din schelete din epoca bronzului timpuriu. Cei mai vechi agenți patogeni de ciumă investigați provin din schelete din stepa Asiei Centrale, în vârstă de aproximativ 5.200 de ani. Aici s-ar putea ca boala să se fi produs și să se răspândească spre vest cu locuitorii stepei. Acest lucru indică faptul că cercetătorii din jurul Rassmussen au găsit, de asemenea, ceea ce căutau în schelete vechi de 4500 de ani din Europa Centrală și din statele baltice. Este posibil ca prima epidemie majoră de ciumă să se fi produs acum 5000 de ani, răspândindu-se spre vest de stepă și afectând mai întâi fermierii europeni decât nomazii stepei pontice. Aceștia din urmă au trăit probabil întotdeauna cu agentul patogen al ciumei și, prin urmare, au avut probabil o imunitate mai mare. O prăbușire legată de epidemie a populației arabile din Europa ar fi putut la rândul său să creeze un vid al populației în care ar putea pătrunde nomazi de stepă.
Studiile genetice confirmă în mod impresionant că migrația și mobilitatea au făcut întotdeauna parte din istoria umană: toți europenii de astăzi sunt un popor de gene din diferite părți ale Eurasiei, care au fost amestecate în decursul ultimelor milenii și nu se poate identifica o delimitare genetică clară între locuitorii din Europa . Din punct de vedere genetic, nicio națiune nu poate fi recunoscută ca populație independentă. O altă perspectivă este că, în istoria Europei, inovațiile au ajuns întotdeauna în Europa cu o imigrație majoră, fără de care am călători în pădurile europene ca vânători și culegători cu pielea întunecată.
Johannes Krause este director la Institutul Max Planck pentru istoria omului din Jena și conduce departamentul de arheogenetică acolo.
Seria: De unde vin oamenii?
Explorarea rădăcinilor comune ale tuturor oamenilor este, mai ales în perioadele de răspândire a tendințelor populiste-rasiste, unul dintre cele mai importante eforturi științifice. Seria „De unde vine omul?” Se bazează pe o serie de prelegeri la Muzeul de Istorie Naturală Senckenberg din Frankfurt și la Universitatea Goethe din Frankfurt pe Main, care oferă sprijin editorial pentru acest ziar și care este menit să ne clarifice viziunea asupra Homo sapiens. Nu este vorba doar despre evoluția umană în ansamblu, ci și despre dezvoltarea gândirii și a inteligenței noastre, a emoțiilor noastre și a conștientizării noastre despre artă și estetică. Amplitudinea subiectelor o arată clar: cele șase prelegeri susținute de vorbitori de renume internațional se referă la observații dincolo de granițele disciplinelor de specialitate.