Quella che apparentemente sembrava soltanto sporcizia sparsa sul pavimento di un’antica e remota grotta in Messico ha rivelato una nuova fonte di DNA antico vitale:
Per la prima volta, gli scienziati hanno sequenziato DNA antico da campioni di terreno – ed è tutto grazie agli orsi del Paleolitico superiore che hanno utilizzato prolificamente la grotta come loro gabinetto circa 16.000 anni fa. Gli scienziati descrivono il loro lavoro come “ lo sbarco sulla Luna della genomica“, poiché la svolta significa che i resti fossilizzati non sono più l’unico modo per ottenere il DNA antico. Inoltre, mostra che il DNA antico può ora essere studiato nel contesto di popolazioni, piuttosto che di individui frammentari sparsi. “Quando un animale o un essere umano urina o defeca, vengono escrete anche le cellule dell’organismo. E i frammenti di DNA di queste cellule sono ciò che possiamo rilevare nei campioni di terreno”, ha spiegato il genetista Eske Willerslev dell’Università di Copenaghen in Danimarca. “Utilizzando tecniche di sequenziamento estremamente potenti, abbiamo ricostruito i genomi – profili genetici – sulla base di questi frammenti per la prima volta. Abbiamo dimostrato che i capelli, l’urina e le feci forniscono tutti materiale genetico che, nelle giuste condizioni, può sopravvivere molto più a lungo di 10.000 anni. “
La grotta di Chiquihuite, dove sono stati ottenuti i campioni, è ben nota come sito di importanza storica. Molti strumenti e frammenti di pietra, risalenti a un periodo compreso tra i 25.000 ed i 30.000 anni fa, mostrano un periodo di occupazione umana, ma gli umani non sono stati gli unici a utilizzare la grotta. Ossa e tracce di DNA hanno anche rivelato la presenza di una serie di animali, tra cui orsi, pipistrelli, arvicole, roditori e ratti canguri. Utilizzando questi campioni, Willerslev e il suo team hanno ora sequenziato e ricreato integralmente i genomi di due orsi del Paleolitico superiore. Il primo esemplare era l’antenato del moderno orso nero americano (Ursus americanus), che ancora vaga per le foreste del continente nordamericano. Il secondo era l’orso gigante dalla faccia corta (Arctodus simus), ormai estinto , uno degli orsi più grandi mai vissuti, morto alla fine dell’ultima era glaciale circa 11.000 anni fa:
I ricercatori hanno quindi confrontato questi genomi con quelli di altri orsi, inclusi 83 orsi neri odierni provenienti da Stati Uniti e Canada, e tre orsi dalla faccia corta giganti che vivevano nello Yukon in Canada circa 22.000 anni fa, sulla base di un’analisi del loro resti fossili. Hanno scoperto che gli orsi neri chiquihuiti sono strettamente imparentati con gli orsi moderni del Nord America, ma condividono anche l’ascendenza con gli orsi neri in Alaska. I ricercatori hanno anche scoperto che gli orsi Chiquihuiti appartengono al lignaggio orientale e che questo lignaggio è stato il primo a divergere dalle altre popolazioni odierne di orsi neri americani. Il DNA degli orsi giganti dalla faccia corta è stato messo insieme usando il DNA di tutti gli otto orsi moderni della famiglia Ursidae, così come tre orsi estinti e i tre orsi giganti dalla faccia corta nel territorio dello Yukon.
“Gli orsi dalla faccia corta che vivevano nel Messico settentrionale erano nettamente diversi dalla popolazione degli orsi [dalla faccia corta] che vivevano nel Canada nord-occidentale”, ha detto il genetista Mikkel Winther Pedersen dell’Università di Copenaghen. “Questo è un eccellente esempio della nuova conoscenza che diventa improvvisamente disponibile quando si ricostruiscono i genomi sulla base di frammenti di DNA estratti dal suolo“. Oltre alle scoperte sugli orsi, che colmano alcune lacune nella nostra conoscenza degli antenati degli animali nelle Americhe, i risultati mostrano che ora possiamo raccogliere molto di più dal DNA ambientale di quanto fosse possibile in precedenza, hanno detto i ricercatori.
Frammenti di DNA trovati nei sedimenti utilizzati per mostrare solo che una particolare specie era presente e quando. Ora, utilizzando le tecniche del team, gli scienziati potrebbero essere in grado di imparare molto di più su questi animali, ad esempio dove si adattano al loro albero genealogico e come gli animali sono migrati e si sono discostati dai loro antenati comuni. “In tutto il mondo, tutti coloro che sono scientificamente coinvolti nello studio del DNA antico hanno riconosciuto la necessità di ricostruire i genomi dai frammenti trovati nel suolo o nei sedimenti. Riuscire a farlo per la prima volta significa che abbiamo aperto una nuova frontiera”, ha detto Willerslev. “L’analisi del DNA trovato nel suolo potrebbe avere il potenziale per espandere la narrativa su tutto, dall’evoluzione delle specie agli sviluppi del cambiamento climatico – questo è lo sbarco sulla Luna della genomica perché i fossili non saranno più necessari”. La ricerca del team è stata pubblicata su Current Biology.
