Neanderthal, Denisovani, umani geneticamente vicini e in grado di incrociarsi

Gli umani antichi, i Neanderthal e i Denisovani erano geneticamente più vicini degli orsi polari e degli orsi bruni, e così, come gli orsi, erano in grado di produrre facilmente ibridi sani e fertili secondo uno studio, condotto dalla School of Archaeology dell’Università di Oxford.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Proceedings of the Royal Society B, mostra che i valori della distanza genetica tra l’uomo e i nostri antichi parenti erano inferiori alla distanza tra coppie di specie che sono note per ibridarsi facilmente e avere prole fertile.

Comparazione morfologica tra un cranio di Homo sapiens e un cranio di Homo neanderthalensis (Cleveland Museum of Natural History)

La biologia non è così interessata alle “definizioni rigide”
Lo asserisce il professor Greger Larson, direttore della Paleogenomics & Bio-Archaeology Research Network (PalaeoBARN) di Oxford e autore senior dello studio:

“Il nostro desiderio di classificare il mondo in scatole discrete ci ha portato a pensare alle specie come unità completamente separate. La biologia non si preoccupa di queste definizioni rigide e molte specie, anche quelle che sono distanti evoluzionalmente, scambiano continuamente geni. La nostra metrica predittiva consente una determinazione rapida e semplice della probabilità che due specie producano una prole ibrida fertile. Questa misura comparativa suggerisce che umani, uomini di Neanderthal e Denisovan sono stati in grado di produrre giovani fertili vivi con facilità. “

Un frammento osseo lungo appena 2,5 cm, appartenuto a una ragazza morta a 13 anni di età – rinvenuto nella grotta di Denisova, Siberia, e analizzato dagli scienziati del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia, ha rivelato che la giovane aveva una madre Neanderthal e un padre denisoviano, come si legge nello studio pubblicato su Nature. (Foto: BROWN, S. ET AL)

La lunga storia di accoppiamento tra Denisovani, umani e Neanderthal è stata dimostrata solo di recente attraverso l’analisi dei genomi antichi. La capacità delle specie di mammiferi, compresi gli umani antichi, di produrre prole ibrida fertile è stata finora difficile da prevedere e la relativa fertilità degli ibridi rimane una questione aperta. Alcuni genetisti hanno persino affermato che i Neanderthal e gli umani erano ai “limiti della compatibilità biologica”.

Per rispondere a questa domanda, il team ha sviluppato una metrica utilizzando le distanze genetiche per prevedere la fertilità relativa della prima generazione di ibridi tra due specie di mammiferi. Lo hanno fatto analizzando i dati di sequenza genetica di diverse specie che in precedenza avevano dimostrato di produrre prole ibrida.

Correlando la distanza genetica con la relativa fertilità della prole ibrida, il team ha dimostrato che maggiore è la distanza evolutiva tra due specie, minore è la probabilità che la prole tra loro sia fertile. Inoltre, il team ha utilizzato i valori della distanza per determinare una soglia di fertilità.

L’ingresso della grotta di Denisova, oggi. (Foto:  MAX PLANCK INSTITUTE FOR EVOLUTIONARY ANTHROPOLOGY)

Hanno testato il proxy usando ibridi di mammiferi noti tra cui diverse razze di gatti popolari su Instagram – tra cui Chausies, Bengala e Savannah. In tutte queste razze, gli ibridi maschi di prima generazione sono sterili.

Per riguadagnare fertilità, pur mantenendo alcune caratteristiche feline selvagge, come le macchie leopardate del Bengala, gli allevatori di gatti devono incrociare la progenie femminile di prima generazione con i gatti domestici maschi per stabilire una popolazione riproduttiva di animali domestici. L’analisi del team ha mostrato che coppie di specie con valori di distanza genetica più elevati richiedevano più incroci con i gatti domestici prima che fosse ripristinata la fertilità ibrida.

Una rappresentazione della correlazione tra la divergenza del Citocromo B mitocondriale tra coppie di specie di mammiferi e la relativa fertilità della loro progenie ibrida. Nella colonna ( a ), i cerchi verdi rappresentano specie in grado di produrre prole F1 completamente fertile che può riprodursi indipendentemente dalla specie madre (categoria 1). I cerchi marroni rappresentano coppie di specie che seguono la Regola di Haldane e richiedono il backcrossing di una femmina F1 con una specie madre, oppure entrambi i sessi sono sterili (categoria 2). Il singolo punto grigio rappresenta la distanza tra lepri di montagna e conigli europei che, nonostante numerosi tentativi, non sono riusciti a produrre alcuna prole. Le aree ombreggiate verde e marrone rappresentano l’intervallo di valori di divergenza delle due categorie. Colonna (b ) raffigura la divergenza tra tre specie feline selvatiche e gatti domestici, nonché il numero minimo di generazioni di incroci con gatti domestici prima che venga ripristinata la piena fertilità dell’ibrido. I cerchi bianchi nella colonna ( c ) raffigurano la divergenza tra tre antichi ominidi e umani anatomicamente moderni (AMH), nonché le distanze tra AMH e scimpanzé e bonobo (nella categoria 2). Gli asterischi rappresentano quelle coppie che includono campioni moderni di AMH. La mancanza di un asterisco indica che solo le sequenze derivate dall’AMH archeologico sono state utilizzate per calcolare i valori di divergenza.  

Quando sono stati calcolati i valori di distanza tra umani e Neanderthal (e Denisovani), erano persino più piccoli dei valori tra diverse coppie di specie che sono conosciute come facilmente ibridabili – tra cui orsi polari e orsi bruni, o coyote e lupi. Questa analisi suggerisce che avremmo potuto prevedere l’esistenza di Neanderthal e Denisovan nei nostri genomi non appena fossero state generate le prime sequenze genetiche.

Diffusione ed evoluzione (John D. Croft)

Questo metodo indiretto può anche essere usato per prevedere la probabilità che due specie di mammiferi possano dare alla luce ibridi vivi, uno strumento utile che può essere utilizzato nelle decisioni sull’opportunità di riunire animali negli zoo.

Richard Benjamin Allen, primo autore dello studio congiunto, conclude:

“Molte decisioni in biologia della conservazione sono state prese sulla base del fatto che gli organismi correlati che producono ibridi in cattività dovrebbero essere impediti di farlo. Tale approccio non ha considerato il ruolo significativo che l’ibridazione ha avuto nell’evoluzione in natura, specialmente nelle popolazioni a rischio di estinzione. Il nostro studio può essere utilizzato per informare i futuri sforzi di conservazione delle specie correlate in cui i programmi di ibridazione o maternità surrogata potrebbero essere alternative praticabili. “

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