I polli sono stati addomesticati a partire da circa 6000 anni fa ed erano originariamente uccelli della giungla asiatica. Durante l’addomesticamento sono stati selezionati tratti di valore per gli esseri umani, compresi quelli riguardanti l’aspetto, una ridotta aggressività e una più veloce deposizione delle uova, anche se non si sa quando e perché questi tratti si sono evoluti.
Un team internazionale di scienziati ha combinato i dati del DNA ottenuti da ossa di pollo rinvenuti archeologicamente con modelli statistici, per individuare quando questi tratti iniziarono ad aumentare di frequenza in Europa.
“Il DNA antico ci permette di osservare come i geni sono cambiati rispetto al passato, ma il problema è sempre stato quello di ottenere tempi di risoluzione abbastanza alti da poter collegare l’evoluzione genetica a potenziali cause. Ma con i dati sufficienti e un quadro statistico di riferimento, ora abbiamo tempi che sono sufficientemente precisi per correlarli con modifiche ecologiche e culturali.” dice Liisa Loog, principale autrice dello studio.
Con loro grande sorpresa gli studiosi hanno scoperto che questo è accaduto nel Medioevo, intorno all’anno 1000. Curiosamente queste forti pressioni selettive coincisero con la crescente urbanizzazione e le prescrizioni cristiane relative a digiuno e all’esclusione di quadrupedi dal menu. Potrebbero le regole religiose medievali aver aumentato la domanda di pollame e in tal modo alterato l’evoluzione del pollo?
“Con il nostro nuovo metodo vediamo che il momento della selezione coincide con un aumento della quantità di ossa di pollo nei registri archeologici in tutta l’Europa del Nord. Curiosamente, coincidono anche con diversi cambiamenti socio-culturali, tra cui un generale aumento della diffusione delle credenze cristiane, le nuove regole alimentari religiose e l’aumento di urbanizzazione, privilegiando i tratti per cui gli animali possano essere tenuti in piccoli spazi. Non possiamo dire che quale di questi sia stato più importante, ma molto probabilmente una combinazione di tutti questi fattori esercitò pressioni selettive sui polli europei e di conseguenza la loro evoluzione ” dice l’autore Anders Eriksson.
Gli scienziati hanno cercato di collegare i tratti che contraddistinguono gli animali domestici rispetto ai loro parenti selvatici a talune modifiche del loro genoma. Recenti studi di polli domestici hanno individuato varianti genetiche in due geni: il recettore dell’ormone stimolante la tiroide (TSHR) e il beta-carotene diossigenasi 2 (BCD02), entrambi i quali mostrano anche forti segnali di selezione. Avere due copie di una forma del gene TSHR si ritiene induca una perdita di riproduzione stagionale in molti animali domestici. Nei polli è stata dimostrata una variante di questo gene che consente una più veloce deposizione delle uova e determina una riduzione dell’aggressività accompagnata a una diminuita paura degli uomini. BCD02 ha un effetto sulla pigmentazione cutanea negli uccelli, con una forma associata a pelle bianca o grigia e un’ altra associata alla pelle gialla nei polli ben nutriti.
Nel 2014, un gruppo guidato da Greger Larson osservò questi due geni in circa 100 campioni archeologici provenienti dall’Europa che abbracciano gli ultimi 2.200 anni. Ma a causa di una mancanza di metodi statistici corretti, essi non hanno quantificato la temporizzazione o la forza di selezione naturale.
Ora, un gruppo di ricerca guidato da Liisa Loog, Anders Eriksson, Mark Thomas e Greger Larson ha analizzato il DNA di pollo antico e moderno utilizzando un metodo statistico che sviluppato per individuare quando iniziò la selezione e quanto forte fosse. Essi hanno scoperto che la selezione sul gene TSHR iniziò intorno al 920 d.C., che coincide con l’aumento del consumo di pollo su tutto il territorio del Nord Europa, come si è visto nella documentazione archeologica.
“Diversi studi archeologici indipendenti hanno documentato un notevole aumento nella frequenza di pollo tra il IX e XII secolo d.C., così come uno spostamento verso l’allevamento di galline adulte, presumibilmente per aumentare la produzione di uova.” ha detto Mark Thomas, un autore dello studio. “Curiosamente, questo è il periodo in cui la selezione della variante TSHR molto probabilmente ha avuto il via”.
Ci sono diversi fattori socio-economici che potrebbero aver contribuito alla crescita della popolarità di volatili da cortile, tra cui editti religiosi che proibivano il consumo di carne durante il digiuno. È importante sottolineare che, polli e uova non sono stati limitati da questi editti, che possono avere portato a un aumento delle pressioni selettive su THSR, permettendo polli allevabili in spazi più stretti in quanto la domanda per la loro carne e le uova era aumentata.
“Questa significativa intensificazione della produzione di pollo e uova è stata collegata a pratiche di digiuno cristiano, diffusesi con l’ordine monastico benedettino, che cancellò il consumo di carne di animali quadrupedi durante i periodi di digiuno, escludendo uccelli e uova dalle restrizioni. Queste regole alimentari sono state adottate in tutta Europa e applicate da tutti i segmenti della società intorno al 1000 d.C. ” ha detto l’autore Anders Eriksson. “Tuttavia, l’aumento di produzione aviaria potrebbe anche essere stato favorito dall’urbanizzazione, dall’introduzione di pratiche agricole più efficienti e da un clima più caldo.”
Per BCDO2, il gene che svolge un ruolo nel colore delle zampe, gli autori mostrano che, anche se i modelli genetici sono compatibili con un certo livello di selezione, la genetica dei polli moderni è meglio spiegata come conseguenza di pratiche di allevamento vittoriane, che hanno coinvolto incroci di razze europee native con polli asiatici.
Il nuovo approccio statistico, che combina modelli matematici con informazioni da DNA antico, fornisce uno strumento per esplorare i legami tra l’evoluzione genetica nelle piante e negli animali domestici e i paralleli cambiamenti culturali nella popolazione umana, in quanto risposte ad alterazioni naturali e pressioni selettive artificiali .
“Tendiamo a pensare che prima siano esistiti gli animali selvatici, e poi gli animali domestici. Si tende a trascurare come le pressioni selettive sulle piante e animali domestici variavano nel tempo in risposta a diverse preferenze o fattori ecologici. Questo studio dimostra quanto sia facile guidare un tratto ad alta frequenza in un batter evolutivo di ciglia, e suggerisce che solo perché un tratto interno è onnipresente, non è detto sia stato un obiettivo per la selezione fin dall’inizio del processo di domesticazione”, afferma l’autore Greger Larson .
“I processi e i meccanismi di guida responsabili della generazione dei modelli di variazione genomica negli esseri umani e loro co-dipendenti animali domestici, oggi può essere esplorato utilizzando questo nuovo strumento” conclude Liisa Loog.
Pubblicazione originale: Liisa Loog et al, Inferring allele frequency trajectories from ancient DNA indicates that selection on a chicken gene coincided with changes in medieval husbandry practices, Molecular Biology and Evolution (2017).
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