“Abbiamo osservato spiccati cambiamenti”, commenta David Reich, genetista della Harvard medical school di Boston, che ha codiretto lo studio pubblicato su Nature. Alcuni ricercatori restano tuttavia scettici sui risultati, che mostrano come la selezione naturale abbia influito sulle varianti genetiche alla base di tratti altamente complessi, tra cui le malattie mentali e la cognizione.

L’Homo sapiens è comparso in Africa tra duecentomila e trecentomila anni fa, per poi diffondersi su quasi tutto il pianeta. L’avvento dell’agricoltura e dell’allevamento ha portato nuovi alimenti, agenti patogeni e altre sfide, mano a mano che le persone hanno cominciato a vivere in gruppi più grandi e a stretto contatto con gli animali.

Evidentemente gli esseri umani si sono adattati a questi sconvolgimenti, ma gli studi di genomica hanno individuato poche tracce genetiche di selezione naturale di geni vantaggiosi che sono diventati più frequenti o di altri dannosi che sono diventati più rari. Il miglior esempio di questa “selezione direzionale” è la variante genetica che mantiene la produzione dell’enzima lattasi in età adulta, consentendo a molte persone di origine europea di digerire il latte per tutta la vita.

Per accelerare la ricerca il team di Reich e di Ali Akbari, esperto di genomica computazionale della Harvard medical school, ha creato la più grande raccolta di dati genomici degli umani antichi – da un totale di 15.836 individui dell’Eurasia occidentale.

I tentativi d’identificare le varianti genetiche che diventano più o meno comuni grazie alla selezione direzionale possono essere ostacolati dalle fluttuazioni casuali (deriva genetica) e da cambiamenti della popolazione in grado di alterare sensibilmente il corredo genetico degli abitanti di una regione, per esempio la sostituzione dei cacciatori-raccoglitori europei con gli allevatori provenienti dal Medio Oriente. Per superare questo ostacolo il team ha innanzitutto cercato le varianti che comparivano costantemente in gruppi diversi vissuti in epoche diverse e poi ha escluso i cambiamenti che potevano essere spiegati da fattori distinti dalla selezione, identificando 479 varianti che mostravano forti segni di selezione direzionale.

Quei cambiamenti indicano una biologia in rapido cambiamento in corrispondenza del passaggio dallo stile di vita dei cacciatori-raccoglitori a quello agricolo. Lo studio ha inoltre scoperto che durante l’età del bronzo, all’incirca cinquemila anni fa, l’evoluzione ha subìto un’accelerazione che forse riflette l’intensificarsi dei cambiamenti avviati durante il neolitico, intorno a diecimila anni fa, spiega Reich. “È stato un periodo di trasformazioni economiche e culturali”.

Il metodo ideato dal team mirava a scoprire i cambiamenti costanti della frequenza di una variante genetica in una popolazione, ma due terzi delle varianti individuate hanno avuto un andamento altalenante. Una, individuata da uno studio precedente e associata a un maggiore rischio di sclerosi multipla, è diventata più frequente circa seimila anni fa, per poi farsi più rara in alcuni gruppi europei negli ultimi duemila anni.

I geni che regolano la risposta immunitaria sono tra i bersagli più comuni della selezione direzionale. Una variante collegata alla tubercolosi è diventata meno diffusa negli ultimi tremila anni, confermando una ricerca precedente, ma prima aveva avuto un’impennata, forse per via della comparsa di altri agenti patogeni. Una variante che oggi rende resistenti all’hiv si è diffusa tra seimila e duemila anni fa, probabilmente perché proteggeva dai batteri della peste. L’evoluzione ha inoltre influito sull’aspetto degli europei. Il team di Akbari e Reich ha scoperto dieci varianti associate alla pelle più chiara che presentavano segni di selezione. Negli ultimi settemila anni una delle cause dell’alopecia androgenetica è diventata meno frequente, contribuendo a un calo dell’1-2 per cento nella diffusione della calvizie.

Il team ha poi esaminato in che modo la selezione potrebbe aver influenzato tratti complessi collegati a grandi numeri di varianti, seguendo i cambiamenti della loro frequenza nell’antichità attraverso i cosiddetti Gwas (studi di associazione genome-wide) degli umani moderni.

È emerso che negli ultimi diecimila anni le combinazioni associate a un rischio più alto di diabete di tipo 2, disturbo bipolare e schizofrenia tendevano a diminuire negli europei e nei mediorientali antichi. Nello stesso periodo quelle oggi associate a istruzione scolastica, reddito e punteggi dei test d’intelligenza sono tutte aumentate. Questo non significa che prima le malattie mentali fossero più diffuse, sottolineano Reich e Akbari, né che gli antichi dell’Eurasia occidentale siano diventati più intelligenti (o ricchi). Gli stress ambientali di oggi sono diversi da quelli del passato.

Lo studio è “un importante passo avanti rispetto alle ricerche precedenti”, dice Iain Mathieson, esperto di genetica evolutiva dell’università della Pennsylvania a Filadelfia. Pur essendo colpito dalle evidenze di un’ampia selezione naturale sulle singole varianti genetiche degli ultimi diecimila anni, Mathieson è meno convinto del ruolo della selezione sui tratti complessi perché i risultati si basano sui Gwas, che possono riflettere differenze ambientali proprie di una determinata popolazione.

Arbel Harpak, esperto di genetica evolutiva dell’università del Texas a Austin, ritiene probabile che alcuni degli esempi più incisivi di selezione direzionale siano corretti, anche perché sono stati già individuati da altre ricerche, ma si chiede se lo studio tenga conto dei cambiamenti delle linee di discendenza nel tempo, che in certi casi potrebbero essere scambiati per selezione naturale. “Lo studio va interpretato come una fonte straordinaria di dati e ipotesi provocatorie che richiedono ulteriori approfondimenti, piuttosto che come un quadro definitivo del recente adattamento in Eurasia”, commenta. ◆ sdf