Secuenciado por primera vez el ADN mitocondrial de los primeros agricultores del Próximo Oriente

Comunicado por Daniel Turbón, Catedrático de Antropología de la Universidad de Barcelona, miembro de CiViCa

Un estudio desarrollado por un equipo científico, en el que ha participado el Prof. Daniel Turbón, Catedrático de Antropología de la Universidad de Barcelona, ha logrado secuenciar el ADN mitocondrial excepcionalmente bien conservado de los más antiguos campesinos conocidos de la Humanidad, a partir de restos dentales de tres yacimientos de Mesopotamia, actualmente en Siria, de hace 10.000 años. Su comparación con secuencias antiguas de ADN del occidente europeo ha permitido incluso proponer una vía de entrada del Neolítico en Europa, concretamente por Chipre, las islas del Egeo, y Grecia.

De este modo se constata que los primeros agricultores y recolectores expandieron las primeras plantas cultivadas hacia Europa por mar. La novedad proviene de que hasta ahora no se había secuenciado con garantías ADN antiguo de Mesopotamia, debido a la dificultad de la conservación de las muestras de ADN dada su degradación por las extremadas condiciones climáticas en los yacimientos. En su lugar, hasta ahora se utilizaban las secuencias de las poblaciones actuales. Como era de esperar, tras el análisis del ADN mitocondrial, las frecuencias de haplogrupos no son las mismas.

El estudio nació de un proyecto ministerial dirigido por Daniel Turbón entre 2002 y 2005, que también dirigió la tesis doctoral de Eva Fernández, actualmente lectora en la Universidad de Liverpool que ha culminado la presente investigación

El estudio fue publicado en Plos Genetics y ha merecido amplios comentarios en medios de comunicación y revistas especializadas en divulgación científica:

Science News from the Journal Science: http://news.sciencemag.org/archaeology/2014/06/first-farmers-were-also-sailors?rss=1

Noticias Universidad de Barcelona:

Un equipo científico ha secuenciado por primera vez el ADN mitocondrial de los primeros agricultores del Próximo Oriente, como refleja un nuevo estudio publicado en la revista PLOS Genetics. Los expertos han analizado muestras de tres yacimientos situados en la cuna de las primeras prácticas agrícolas del Neolítico: el valle medio del Éufrates y el oasis de Damasco, situados en el territorio actual de Siria y datados hace unos 8.000 años antes de Cristo. El nuevo trabajo científico está firmado por Daniel Turbón y Alejandro Pérez Pérez, del Departamento de Biología Animal de la UB; Eva Fernández, (Universidad John Moores de Liverpool); Cristina Gamba, Eduardo Arroyo Pardo y Pedro Cuesta (Universidad Complutense de Madrid), Eva Prats (CID-CSIC), y Josep Anfruns y Miquel Molist (UAB). El trabajo se centra en el estudio del ADN mitocondrial —un material genético que se transmite por línea materna y de forma no mendeliana— de los primeros agricultores del Neolítico, a partir de muestras obtenidas por el equipo de la UAB y procesadas inicialmente por el equipo de la UB.

El Neolítico: una gran revolución en las sociedades humanas

Hace unos 12.000 años, en la región del Creciente Fértil del Próximo Oriente, se iniciaron las primeras prácticas agrícolas y ganaderas. Este conjunto de procesos, conocido como Neolítico o revolución neolítica, originó una profunda transformación social, cultural y económica en la estructura de las poblaciones humanas: producción agrícola, sedentarismo, origen de las primeras ciudades y las sociedades modernas, etc.

Tal como explica Eva Fernández, primera autora del artículo y doctorada por la UB, «la revolución neolítica se expandió rápidamente a otras regiones, donde los nuevos patrones de subsistencia se impusieron al modelo cazador-recolector dominante hasta el momento». «Conocer la naturaleza del proceso de difusión —continúa— es decir, si fue un proceso de migración poblacional o de asimilación cultural, ha sido el centro de un intenso debate científico en los últimos cincuenta años, con múltiples contribuciones de varios campos de investigación, como la arqueología, la antropología física, la lingüística y, más recientemente, la paleogenética de poblaciones humanas».

La genética desconocida de los primeros agricultores del Próximo Oriente

La composición genética de las primeras poblaciones neolíticas era hasta hoy una incógnita científica, pese a los adelantos científicos de la última década sobre la genética de varias poblaciones neolíticas europeas. Tal como explica el catedrático Daniel Turbón, «estos son los primeros resultados publicados hasta ahora sobre los primeros agricultores del Próximo Oriente, es decir, lo que se consideraría el stock genético neolítico original». Ahora bien, el propio experto recuerda que existen otros datos publicados sobre los primeros agricultores en Europa, en concreto para las regiones de Cataluña (trabajo de Cristina Gamba y colaboradores, 2012), el País Vasco (Hervella y colaboradores) y Alemania (Wolfgang Haak y otros, 2010 y Brandt y otros, 2013).

«Las conclusiones de estos estudios previos —prosigue Turbón— se basan en la comparación con poblaciones actuales del Próximo Oriente; puesto que la información genética de las primeras sociedades agrícolas era hasta ahora desconocida».

Del Próximo Oriente a Europa

El nuevo estudio publicado en PLOS Genetics proporciona un nuevo marco de referencia adecuado para interpretar resultados de otros estudios sobre población neolítica europea, apuntan los autores. Según las conclusiones, el ADN mitocondrial recuperado de estas poblaciones neolíticas presenta afinidades genéticas con el ADN de los primeros agricultores de Cataluña y Alemania. Este hecho sugiere que el proceso de difusión del Neolítico se produjo probablemente mediante la migración pionera de pequeños grupos poblacionales. Además, las dos rutas de migración —Mediterránea y Europea— habrían estado genéticamente conectadas.

«La conclusión más significativa —indica Eva Fernández— es que los patrones de similitud genética encontrados entre las poblaciones del Creciente Fértil y las islas de Chipre y Creta reafirman la hipótesis de que las primeras expansiones poblacionales que trajeron el Neolítico a Europa habrían tenido lugar por mar, y no por tierra a través de Anatolia, tal y como se había argumentado hasta ahora».

¿Cómo se expandió la revolución neolítica?

Otros estudios científicos habían aportado indicios de una vía alternativa de expansión poblacional del Neolítico en Europa diferente a la de Anatolia. Tal como subraya Daniel Turbón, «recientes hallazgos arqueológicos han documentado que el Neolítico llegó a Chipre hace unos 10.600 años, poco después de que la agricultura se documentara por primera vez en el Próximo Oriente». Los patrones arquitectónicos y de entierro del yacimiento chipriota muestran un paralelismo con los que se han encontrado en el valle medio del Éufrates, hecho que apunta a una colonización directa desde estos territorios. «Además —añade Turbón—, la interpolación espacial de los datos de radiocarbono de diferentes yacimientos neolíticos del Próximo Oriente y Europa sugiere también una primera oleada expansiva por vía marítima a través de Chipre».

Con el fin de reafirmar estas conclusiones, el equipo científico tiene el objetivo de extender el análisis a un mayor número de muestras humanas neolíticas de otras regiones del Creciente Fértil, así como ampliar el número de marcadores genéticos estudiados en las mismas muestras.

Referencia

Eva Fernández, Alejandro Pérez-Pérez, Cristina Gamba, Eva Prats, Pedro Cuesta, Josep Anfruns, Miquel Molist, Eduardo Arroyo-Pardo, Daniel Turbón. 2014. «Ancient DNA Analysis of 8000 B.C. Near Eastern Farmers Supports an Early Neolithic Pioneer Maritime Colonization of Mainland Europe through Cyprus and the Aegean Islands». Published: June 05, 2014 DOI: 10.1371/journal.pgen.100440

Abstract: The genetic impact associated to the Neolithic spread in Europe has been widely debated over the last 20 years. Within this context, ancient DNA studies have provided a more reliable picture by directly analyzing the protagonist populations at different regions in Europe. However, the lack of available data from the original Near Eastern farmers has limited the achieved conclusions, preventing the formulation of continental models of Neolithic expansion. Here we address this issue by presenting mitochondrial DNA data of the original Near-Eastern Neolithic communities with the aim of providing the adequate background for the interpretation of Neolithic genetic data from European samples. Sixty-three skeletons from the Pre Pottery Neolithic B (PPNB) sites of Tell Halula, Tell Ramad and Dja'de El Mughara dating between 8,700–6,600 cal. B.C. were analyzed, and 15 validated mitochondrial DNA profiles were recovered. In order to estimate the demographic contribution of the first farmers to both Central European and Western Mediterranean Neolithic cultures, haplotype and haplogroup diversities in the PPNB sample were compared using phylogeographic and population genetic analyses to available ancient DNA data from human remains belonging to the Linearbandkeramik-Alföldi Vonaldiszes Kerámia and Cardial/Epicardial cultures. We also searched for possible signatures of the original Neolithic expansion over the modern Near Eastern and South European genetic pools, and tried to infer possible routes of expansion by comparing the obtained results to a database of 60 modern populations from both regions. Comparisons performed among the 3 ancient datasets allowed us to identify K and N-derived mitochondrial DNA haplogroups as potential markers of the Neolithic expansion, whose genetic signature would have reached both the Iberian coasts and the Central European plain. Moreover, the observed genetic affinities between the PPNB samples and the modern populations of Cyprus and Crete seem to suggest that the Neolithic was first introduced into Europe through pioneer seafaring colonization.