Lo "stato dell'arte" della paleontologia umana oggi

Le ultime ricerche sui fossili umani rinvenuti in Sudafrica attribuiti alla nuova specie Australopithecus sediba e di cui mi riprometto di parlare presto mi danno lo spunto per parlare dello “stato dell'arte” della ricerca sulle nostre origini. Negli ultimi anni le novità più grandi sono il cambiamento delle opinioni su Homo erectus, non più considerato un antenato di sapiens e, anche a causa dei reperti sudafricani, una riconsiderazione dell'età in cui è avvenuto l'aumento della capacità cranica (ammesso e non concesso che sediba non sia un ramo collaterale). Ovviamente queste novità coinvolgono anche la paleontologia umana in Italia, con una nuova collocazione sistematica dei reperti.

La paleontologia umana è uno dei settori nei quali si nota meglio la “discontinuità della mente umana”, che necessita di classificare le cose in compartimenti stagni, sia pure – al limite – correlabili fra loro: i pochi resti sinora rinvenuti sono dotati di una eccezionale varietà di caratteristiche anatomiche tali da attribuire un nome proprio (o di specie o quantomeno di sottospecie) a quasi ognuno di essi.

Dawkins, parlando di questo, prendeva un po' in giro l'accapigliarsi degli studiosi sulla questione dell'appartenenza di un reperto ad una specie anziché ad un'altra, con il famoso detto “non è che la mamma erectus ha partorito un figlio sapiens” , intendendo così focalizzare l'attenzione sulla ovvia coesistenza di caratteri più arcaici e più moderni in un singolo individuo.

È il caso del ritrovamento in Sudafrica del 2010: anche qui è stata istituita una nuova specie (Australopithecus sediba) che possiede un mix di caratteristiche intermedie fra i generi Australopitecus e Homo. Per alcuni è attribuibile al primo genere, per altri al secondo (e tanto per aumentare la confusione H. abilis sarebbe “meno Homo” di A. sediba...)

La questione è quindi molto complessa e, come mi ha scritto un mio illustre corrispondente “un'evoluzione precisa e lineare, senza salti e senza complicazioni, farebbe comodo a un brillante fautore del disegno intelligente, non ai moderni e modesti cultori delle idee geniali (non prive a volte di alcuni errori) di un Darwin o uno Steven Jay Gould, che comunque hanno il merito rispetto al primo di studiare le cose senza pregiudizi” (è simpatico notare come nel campo dell'intelligent design e dell'antievoluzionismp gli scienziati siano considerati portatori del pregiudizio mentre loro sono quelli che hanno la verità...)

LA SCARSITÀ DEI REPERTI: MOTIVAZIONI E CONSEGUENZE

Il problema fondamentele di chi studia le nostre origini è la scarsità di reperti, ovvia visto l'ambiente di vita dei nostri antenati e dei loro parenti più stretti: il corpo di un essere che vive in paludi o lagune, l'ambiente più favorevole alla fossilizzazione fra quelli sulla terraferma, ha una probabilità di essere sotterrato o di conservarsi in condizioni anaerobiche (e quindi di fossilizzarsi) che si aggira intorno a “zero virgola chissàquantizeri uno per cento”. Però ci sono infinitamente più possibilità che succeda a lui e non ad un essere delle foreste o delle savane come i nostri antenati, dove i corpi scompaiono molto rapidamente, mangiati direttamente dai predatori e grazie ai necrofagi, da quelli di grandi dimensioni fino ai batteri. Gli antenati dell'uomo vivevano proprio in ambienti del genere e quindi senza qualche alluvione improvvisa o dei resti in qualche grotta non ci sarebbe rimasto proprio niente.

Sulla questione delle origini della nostra specie è proprio il caso di dire che ci sono “poche idee ma confuse”, anche se possiamo ad esempio escludere a priori la verità del racconto biblico, nonostante chè gli antievoluzionisti approfittino di questa “estrema incertezza” (per non usare termini più.... coloriti!!) per dire che nulla è dimostrato ed il biblico racconto è una soluzione possibile.

HOMO ERECTUS DA CARATTERISTICA MONDIALE A RAMO REGIONALE

Negli ultimi venti anni la prospettiva è molto cambiata, un po' per nuove scoperte, un po' per nuove riconsiderazioni.

Ricordo che a proposito della comparsa dell'uomo anatomicamente moderno c'erano due correnti di pensiero, una che prevedeva l'evoluzione multiregionale del genere umano. e l'altra una origine africana di Homo sapiens. La genetica ha stabilito una volta per tutte l'esattezza della seconda ipotesi, anche se nella nostra specie c'è un po' di materiale genetico derivato da incroci fra i nuovi colonizzatori e i vecchi abitanti: di fatto alcuni geni dei demisoviani persistono fra Asia sudorientale e Oceania, mentre ancora io non sono riuscito a capire con certezza (mea culpa!) se nel genoma degli europei ci siano tracce del genoma neandertaliano (i demisoviani sono considerati più vicini a neandertal che a sapiens)

Ma la grande rivoluzione di questi ultimi anni è un cambio di prospettiva del ruolo di Homo erectus: alla tradizionale visione (la schematizzo) che vede Homo abilis in Africa, da cui discende Homo Erectus che sta in Africa e poi colonizza Asia e Europa, oggi si contrappone una visione molto più complicata (e forse più realistica).

Alcuni autori collocano habilis nel genere Australopithecus (a vedere A. sediba non a torto!). Maggiore attenzione viene data alla "regionalizzazione" delle specie. Il primo uomo vero e proprio sarebbe Homo rudolfensis, anche se ultimamente pare che questa specie sia molto meno evoluta in senso umano di quello che si pensava fino a pochissimi anni fa (un nuovo rimontaggio del cranio ne riduce drasticamente la capacità cranica, "retrocedendolo" verso un mondo che è più quello di Australopithecus che di Homo, ma – tanto per cambiare – non c'è su questo un accordo generale).

Che discenda da rudolfensis o da habilis (e che questi siano Homo o Austrolopithecus) il vero grande protagonista della conquista del pianeta è Homo ergaster (2.5-1.7 milioni di anni fa) che prima colonizza l'Africa e poi ne esce.

Ed è qui che si fanno strada le varie interpretazioni di "erectus": per alcuni erectus è solo il nome "regionale" dell'ergaster che esce dall'Africa e va in Asia. Per altri, erectus è una specie asiatica che discende da ergaster. La differenza è sottile, e oltretutto difficile da dirimere, anche se Homo erectus è chiaramente più recente e ha anche esso delle differenziazioni locali (il famoso pitecantropo di Giava è più antico e differente dal sinantropo di Pechino, ma sempre Homo erectus sarebbero). Quindi per molti studiosi, Homo erectus sarebbe una specie, discesa da ergaster, che è vissuta in Asia. 

TRA AFRICA ED EUROPA: ANTECESSOR,  HEIDELBERGENSIS, NEANDERTALENSIS E SAPIENS

Parallelamente a questo (e sono nuovamente ultraschematico e poco preciso) l'Homo ergaster evolve in Homo antecessor (1.2-0.8 milioni di anni) (già in Africa o succede in Europa?) va in Europa ed evolve ulteriormente in Homo heidelbergensis (600mila-400mila anni fa) da cui sarebbe disceso il più "europeo" degli ominidi, ossia Homo neandertalensis. Ma anche qui, come con il pitecantropo e il sinantropo, molti pensano che in realtà antecessor (più alto e slanciato) e heidelbergensis (più basso e tarchiato) siano in realtà comunque la stessa specie seppur con variabilità geografiche e temporali.

Intanto la popolazione africana (antecessor o heidelbergensis che fosse...) evolve anch'essa, e diventa già a partire da circa 200 mila anni fa, un Homo sapiens arcaico che poi uscirà nuovamente dall'Africa e colonizzerà definitivamente il mondo soppiantando gli altri membri del genere Homo. 

Ma l'evoluzione da ergaster a sapiens in Africa è attestata meno bene, con pochissimi fossili e quindi, seppure assolutamente sensata, non è ben descrivibile. Si ritiene, come ho già detto, che sia passato attraverso una fase molto simile a un "antecessor / heidelbergensis" africano, e che anzi, questo indirizzo evolutivo fosse già in atto negli ergaster che escono dall'Africa e vanno in Europa intorno a 1.5 milioni di anni. È importante notare che ci possano essere state improvvise accelerazioni dell'evoluzione di cui non è rimasta traccia paleontologica. 

 

Mi chiedo: alla fine tutti questi nomi indicano generi, specie o popolazioni diverse?

LA NUOVA COLLOCAZIONE DEI REPERTI ITALIANI

L'uomo del Circeo e quello di Saccopastore sono indiscutibilmente neanderthaliani. Circeo è databile ai 55mila anni circa, mentre Saccopastore appare maggioremente arcaico, quindi meno "specializzato" in senso neandertaliano, ma comunque collocabile in quel filone.

Il riposizionamento di Homo erectus ha conseguenze anche da noi. Fino a 20 anni fa aveva sicuramente senso parlare di erectus anche per i reperti italiani: erano attribuiti a questa specie i manufatti (con o senza bifacciali) in tanti giacimenti, primo fra tutti Isernia La Pineta.

Oggi, con la nuova visione (ancora frammentaria e incompleta), se consideriamo come erectus strettamente solo la specie asiatica, quelli presenti da noi non sono allora propriamente erectus, ma Homo antecessor (sempre che poi antecessor e heidelbergensis non siano la stessa cosa) e il discorso cambia poco, perché comunque si tratta di una specie " a grande diffusione europea", seppur iniziata in Africa, che evolve verso il Neandertal in Europa e verso il Sapiens in Africa).

Stesso discorso vale per il cranio di Ceprano (nel Lazio) scoperto a metà degli anni Novanta e datato intorno agli 800 mila anni da oggi. mancano le ossa lunghe e quindi il quadro è incompleto, ma è chiaramente inscrivibile in quel filone lì.

La cosa "brutta" è che abbiamo, in definitiva, pochissimi dati a disposizione. La cosa "bella" è che spesso l'interpretazioni di dati diversi (archeologici, paleontologici e, quando possibile, genetici) converge a definire un ventaglio molto limitato di ipotesi credibili (che è già un grande passo avanti). Restano comunque divergenze su diversi aspetti, anche importanti, e credo che nei prossimi 10-20 anni non andremo molto avanti con le sicurezze.

L'uomo di Denisova: un'altro Homo recente e i suoi riflessi dalla Siberia sulla genetica dell'Oceania

Nell'anno che sta finendo ci sono state alcune scoperte importanti sull'origine dell'Uomo moderno

Per prima cosa abbiamo assistito ad un clamoroso stravolgimento delle opinioni sui rapporti fra sapiens e neandertaliani: era opinione diffusa fra gli addetti ai lavori che Homo sapiens e Homo neandetalensis, oltre ad essere due specie diverse, non si erano mai incrociati o, meglio, se si fossero accoppiati non sarebbero stati in grado di generare o ne sarebbero nati ibridi non fecondi. C'era una minoranza che non pensava così, soprattutto sulla base di un ritrovamento di uno scheletro giovanile nella penisola iberica. 

Su come la maggioranza pensasse impossibile un fatto del genere mi ricordo di aver letto un libro di antropologia serissimo (ma non mi ricordo quale) in cui l'autore, vista la libido dell'Uomo moderno che prevede anche episodi di zoofilia, diceva qualcosa tipo “volete pensare che nessun sapiens si sia accoppiato con una neandertal? Se non ci sono tracce genetiche è perchè ormai erano due specie diverse le cui unioni non potevano dare seguito!”.

Cioè a questo autore – ripeto, serissimo – suonava strano che non ci fossero stati rapporti sessuali reciproci fra le due specie, per cui concludeva che erano specie diverse e piuttosto lontane geneticamente.

Nel 2010 invece è venuto fuori che nel genoma di Homo sapiens ci sono davvero piccole parti di quello neandertaliano. Quello però che stupisce è la data di questa ibridazione, probabilmente avvenuta in una unica fase tra 60 e 80 mila anni fa in Medio Oriente, durante il primo contatto fra UAM (uomo anatomicamente moderno) e neandertaliani. Ricordo che l'arrivo molto ritardato in Europa dei sapiens lo dobbiamo soprattutto al blocco della nostra espansione nel Mediterraneo proprio dovuto ai neandertaliani, per cui i nostri avi scesero verso l'Asia sudorientale arrivando poi in Europa via Siberia molto più tardi.

Quindi non è stata trovata nessuna prova genetica di ibridazioni successive, quando i sapiens sono migrati verso ovest dall'Asia nordorientale. Oggettivamente  questo lascia perplessi.

L'unica spiegazione che mi viene in mente è che forse le popolazioni europee neandertaliane, molto scarse ed isolate fra loro, nel periodo successivo al contatto con i sapiens nel medio oriente, hanno subito una deriva genetica tale da differenziarsi troppo dal tipo ancestrale per permettere la riproduzione. Resta il fatto che contatti fra le due specie ci sono stati e sembra, come scrissi qualche tempo fa, che in una grotta i Cro-magnon abbiano addirittura disegnato dei neandertaliani.

Ma la seconda e forse più clamorosa scoperta dell'anno è quella di una terza specie umana trovata nei monti Altai, e detta “uomo di Demisova”, dalla località in cui sono stati trovati nel 2008 questi resti (niente di trascendentale, una falange di un dito di un individuo giovane...) databili approssimamente fra 30 e 50 mila anni fa. Il tutto si legge on-line su Nature, in un articolo firmato da David Reich e altri 27 autori fra i quali Svante Paabo, primo frmatario dell'importante testo sulle ibridazioni Neandertal – Sapiens della scorsa primavera.

La sorpresa è stata quando esaminatone il DNA, è venuto fuori che le differenze tra quel genoma e quelli di sapiens e neandertal sono tali da considerare quel resto appartenente ad una specie diversa, un terzo homo che viveva all'epoca sulla faccia della Terra (o, meglio, un quarto, se si considera specie a sè stante Homo floresensis). Nella figura i Demisovani sono correlati con una serie di reperti di neandertal e , di sapiens attuali. È stato in seguito analizzato anche un dente di un giovane adulto, ritrovato nel 2000 nello stesso contesto stratigrafico e che presenta anch'esso differenze significative con i tipi corrispondenti degli altri Homo ed è più simile a quelli di Homo erectus e delle australopitecine. Da un punto di vista genetico invece è ben collegabile alla falange.

I dati appaiono un po' contraddittori. Analizzando il DNA mitocondriale lo split fra Demisovani e Neandertaliani daterebbe a quasi 1 milione di anni, ma questo risultato va preso con le molle: una selezione positiva di alcuni caratteri e la deriva genetica possono influenzare molto di più il DNA mitocondriale, trasmesso solo per via femminile, rispetto a quello nucleare.

In quanto al DNA nucleare, la cosa più sorprendente è la presenza in alcune regioni di somiglianze maggiori con gli scimpanzè che con sapiens o neandertal. Un tratto estremamente ancestrale che contrasta con la maggior parte dei dati, in base ai quali Demisovani e Neandertal sono sister groups rispetto ai Sapiens in posizione esterna.

Resta a capire perchè ci siano dei geni (e delle morfologie) di forma così antica. Ci sono 3 possibilità:

- caratteristiche comuni perse da Sapiens e Neandertaliani

- ibridazione con altri uomini più primitivi che abitavano nell'area come appunto Homo erectus

- atavismo

Direi che quella più probabile è la seconda: se, fino a poco tempo fa l'ibridazione fra “specie” umane diverse era ritenuta impossibile, ora non è considerata più tale

Sulla possibile diffusione dei Demisovani (gli Autori hanno preferito per adesso non coniare una denominazione tassonolica linneiana) si possono fare diverse ipotesi, ma secondo la genetica è veramente possibile che il loro areale sia stato piuttosto vasto e lo vediamo dai rapporti genetici fra loro e gli altri Homo.

I Demisovani non condividono con i neandertaliani quella parte del genoma Neander che è finita nel patrimonio genetico degli euro-asiatici, come era logico aspettarsi visto che la separazione fra queste due popolazioni è anteriore all'ibridazione avvenuta in Medio Oriente. Ma c'è una sorpresa: tra l'1 e il 4% del DNA dei melanesiani ha tratti demisovani. Quindi gli antenati dei melanesiani erano quantomeno in contatto con parenti stretti di questi abitanti degli Altai e siccome nessuna delle popolazioni residenti in Asia ha oggi queste caratteristiche, bisogna pensare che il loro areale fosse discretamente vasto.

Tanto per evidenziare la geografia di quell'area piuttosto a noi sconosciuta, la Melanesia comprende la Nuova Guinea e le isole vicine, fino alle Fiji e alle Vanuatu (ex nuove ebridi). La Polinesia è ad est della Melanesia mentre la micronesia è a nord.

I polinesiani hanno delle forti affinità genetiche con popolazioni autoctone taiwanesi (oggi minoritarie dopo la conquista cinese), mentre i melanesiani sono più affini agli australiani (anche se la Nuova Guinea è una delle aree a maggior diversità genetica e linguistica della Terra) e dovrebbero più facilmente provenire dall'Asia meridionale attraverso l'Indonesia.

Questa strana connessione fra Melanesiani e Demisovani si aggiunge ad altre stranezze dell'Asia meridionale come le varie popolazioni isolate di Negritos (diffuse fra le Andamane, l'Indonesia e le Filippine), l'Homo floresensis e gli strani reperti di Palau.

Insomma, il percorso che i pionieri della genetica umana come Cavalli Sforza hanno disegnato, con l'uscita dall'Africa di una piccola popolazione che poi si è espansa in Eurasia e negli altri continenti rimane sempre valida ma, come spesso accade nelle scienze, il quadro è un po' meno semplice di quello inizialmente pensato.

Parti del genoma di Homo neandertalensis compaiono in Homo sapiens: una ibridazione molto antica

Secondo il quadro attualmente accettato l'Uomo anatomicamente moderno (che  nel seguitoindicherò con la sigla UAM) è arrivato in Europa dopo un lungo cammino che lo ha visto uscire dall'Africa, colonizzare l'Asia e per arrivare finalmente in Europa, nelle Americhe, in Australia e in Oceania. C'è comunque chi continua a sostenere la nascita di Homo sapiens con una evoluzione locale in diverse aree, ma questa corrente di pensiero è in netta minoranza, specialmente dopo le evidenze genetiche, e sembra inoltre che la colonizzazione non abbia comportato nessun incrocio con le popolazioni locali.

Antropologi, biologi e archeologi si sono sempre chiesti se alla venuta dei primi Homo sapiens in Europa, questi si siano incrociati con la popolazione locale di Homo neandertalensis. Al proposito ci sono due correnti di pensiero e cioè 

1. i Sapiens hanno preso il posto dei Neandertal senza incrociarsi 

2. gli europei sono il frutto di un incrocio e i geni dei neandertaliani sono pervenuti fino ai nostri giorni.

Tra questi due estremi c'è anche la possibilità di una limitata mescolanza.

Anche se agli ultimi neandertaliani sono collegati degli utensili “nuovi” simili a quelli dei sapiens con cui erano in qualche modo venuti a contatto, e questo è avvenuto dopo centinaia di migliaia di anni in cui la loro cultura non avevano sostanzialmente prodotto nessuna novità, per il resto le due popolazioni appaiono molto diverse sul piano fisico e anche su quello genetico, per non parlare di quello comportamentale. Alcune pitture murali rinvenute sui Pirenei, in cui i neandertaliani sono ritratti diversamente dai Cro-Magnon e associati agli animali confermerebbe la cosa. 

In effetti l'unica testimonianza fossile che fornisce questa possibilità è lo scheletro di un bambino trovato in Portogallo che sembra avere dei tratti comuni ad entrambe le specie.

Per cui allo stato attuale si tende ad escludere  in Europa una ibridazione fra neandertaliani e colonizzatori provenienti dall'Africa via Asia

Il sequenziamento del genoma del Neandertal ha dato dei risultati piuttosto importanti che comunque si inquadrano piuttosto bene con lo sviluppo della colonizzazione ad opera dell'uomo anatomicamente moderno  come viene supposta al giorno d'oggi.

Ora giunge una novità piuttosto interessante e che, senza alcune precisazioni, potrebbe essere usata da maleinformati o disinformati in maniera molto scorretta per giungere a conclusioni sbagliate: nel genoma del Sapiens ci sono alcuni tratti neandertaliani.

Però questo non significa che l'ibridazione sia avvenuta in Europa: sorprendentemente questo fenomeno risale a tempi molto anteriori, praticamente subito dopo o quasi l'uscita dei primi UAM dall'Africa

I ricercatori del dipartimento di Antropologia Evoluzionistica del Max Planck Institute, diretti da Svante Pääbo, hanno comparato campioni di DNA di tre femmine neandertaliane trovate in Croazia, vecchie di circa 40.000 anni, con il DNA di persone viventi in Cina, Francia, Nuova Guinea, Africa Meridionale e Africa Occidentale.

Le analisi hanno evidenziato come il genoma neandertaliano è identico al nostro per il 99.7 %. Entrambi sono identici a quello dello scimpanzè per il 98.8 %. Ci sono però alcune sequenze differenti fra sapiens e neanderthal, ma uguali confrontando neanderthal e scimpanzè (immagino comunque che questo sia vero anche per i rapporti scimpanzè – Homo sapiens). Queste differenze servono a capire alcuni tratti tipici ed esclusivi del nostro genoma.

Non c'è ancora una data certa per la separazione fra Neandertal e i nostri diretti antenati, ma si suppone che sia avvenuta tra 270 e 440 mila anni fa. Le principali differenze fra neanderthal e UAM sono nei geni che sovrintendono alla sintesi delle proteine (più simili a quelle dello scimpanzè nei Neandertal), allo sviluppo cognitivo, alla struttura del cranio, al metabolismo, alla morfologia della pelle e alla guarigione delle ferite.

Le comparazioni dicono che almeno il 2% del genoma dell'UAM sia di origine neandertaliana. Una cosa degna di nota è che queste tracce sono visibili in svariati luoghi luoghi, persino dove i neandertaliani non ci sono mai stati, come la Nuova Guinea. Non esistono invece tali tracce nelle popolazioni africane.

Quindi il segnale genetico di questi incroci è successivo alla emigrazione dall'Africa dei primi UAM. Si suppone che queste inserzioni abbiano circa 60 /80.000 anni. Il luogo più idoneo pare essere ovviamente il Medio Oriente, dove le due popolazioni hanno convissuto e dove sono documentate frequentazioni alternate in alcuni siti.

Questa ricerca conferma un'altra volta alcune caratteristiche della colonizzazione umana e cioè che una piccola popolazione di UAM dall'Africa si è portata in Medio Oriente, per poi dirigersi in Asia lungo le coste meridionali del continante.

E' anche possibile che dopo alcuni tentativi abbiamo deciso di dirigersi verso l'Asia meridionale anziché verso il Mediterraneo proprio a causa della presenza dei neandertaliani: i nostri progenitori senza una tecnologia valida non sono riusciti per il momento a scalzare i loro rivali, la cui popolazione era fisicamente molto forte (sicuramente più forte dell'UAM) ed in ottima salute che occupava un vasto areale tra le coste mediterranee e la Siberia. Per poterli sconfiggere hanno dovuto aspettare di avere una tecnologia migliore e circostanze climatiche più favorevoli.

Perchè in Europa non ci sono state ibridazioni? Forse la deriva genetica in uno o in entrambi i gruppi ha così allontanato i genomi da impedire l'incrocio? Oppure i nati dagli incroci erano sterili?

Appare difficile infatti che sia stato un processo esclusivamente a carattere culturale.