da "Nature" - 27 aprile 2017 - Ewen Callaway

Genomi di ominidi ricavati da residui e sporcizia nelle grotte

Per la prima volta, ricercatori hanno identificato DNA di nostri antichi parenti senza la necessità di trovare le loro ossa, aprendo una nuova finestra sul passato.

Un esempio anche per le ricerche nella grotta di Lamalunga ad Altamura, nel Parco Nazionale dell'Alta Murgia.

Ossa e denti non sono gli unici modi per conoscere i parenti umani estinti. Per la prima volta, ricercatori hanno recuperato il DNA da un ominide senza avere resti evidenti ma solo i sedimenti dalle grotte in cui essi vivenano. La tecnica apre un nuovo modo di studiare la preistoria. Da sedimenti nelle grotte europee e asiatiche, una squadra guidata dal genetista Viviane Slon e dal biologo molecolare Matthias Meyer, dell'Istituto Max Planck per l'antropologia evolutiva di Lipsia, in Germania, ha sequenziato i genomi di strutture cellulari chiamate mitocondri da Neanderthal e da un altro gruppo di ominidi, i Denisovani. Il loro lavoro è pubblicato su Science. "È emozionante vedere che è possibile ricavare DNA di ominidi da residui organici e sedimenti", ​​dice Michael Bunce, un biologo evolutivo della Curtin University di Perth, in Australia. Slon e Meyer non sono il primo a decodificare residui organici antichi. Il paleogenetista Eske Willerslev del Museo di Storia Naturale della Danimarca di Copenaghen, ha iniziato quest'approccio nel 2003, per scoprire le piante e gli animali che popolavano gli ambienti preistorici. Utilizzando questa tecnica, lui e la sua squadra hanno rivelato che la Groenlandia era ricca di foreste. Ma Slon e Meyer sono i primi ad usare la tecnica sul DNA di ominidi.

Detective tra i residui organici

Non è facile isolare il materiale genetico dei popoli antichi dai residui organici. Il DNA è estremamente raro nel terreno rispetto a quello proveniente da piante, animali, funghi e microbi. È anche facile mescolarlo con il DNA dei ricercatori a tutti i livelli, per esempio.Per aumentare le probabilità, il team di Slon e Meyer ha raccolto sedimenti dai siti in cui erano stati trovati strumenti o i resti di Neanderthals o Denisovani. Hanno analizzato sette grotte, tra cui due nella Siberia meridionale. Il team ha analizzato i campioni di sedimenti con tecniche che estraggono il DNA mitocondriale dei mammiferi, che è più abbondante nelle cellule rispetto al DNA del nucleo. Per assicurarsi di non osservare materiale genetico moderno, i ricercatori hanno analizzato solo brevi sequenze con danni chimici tipici dell'antico DNA. Il gruppo ha recuperato, da quattro dei siti, nove genomi mitocondriali di varia completezza degli antichi ominidi. Il DNA di Neanderthal era presente in tutte e quattro le grotte. Sequenze di Denisovani, però, si sono presentate solo in una camera della caverna meridionale siberiana dove resti di un gruppo enigmatico erano stati precedentemente identificati.

Ma quando?

Determinare quando questi individui siano vissuti è difficile. Il DNA attaccato a residui organici può essere prelevato dall'acqua, può poi penetrare nel terreno dei siti archeologici e finire in uno strato geologico contenente materiale molto più vecchio - richiedendo sforzi con risultati confusi fino ad oggi. I ricercatori hanno quindi cercato di dimostrare che il DNA recuperato non si era spostato in strati più vecchi. Nella grotta di Chagyrskaya, in Siberia, i ricercatori hanno trovato abbondante DNA animale in strati geologici che contenevano ossa animali e utensili in pietra e niente in strati più antichi in cui mancavano segni di presenza umana o animale. Ciò significa che è probabile che il DNA di ominidi non si sia mosso attraverso gli altri strati. Ma Robin Allaby, un genetista evolutivo dell'Università di Warwick a Coventry, nel Regno Unito, non è convinto. Pensa che la grande quantità di DNA recuperata da alcuni siti è un'evidenza che un sacco di materiali diversi potrebbero essere stati mescolati e sistemati in un determinato strato geologico. "Puoi identificare gli ominidi, ma datarli diventa un problema", dice.

La fonte esatta del DNA è anche poco chiara. I liquidi corporei, il materiale fecale, i capelli e le ossa, sono tutti possibilità, dice Slon. Qualunque sia la fonte, la scoperta del DNA di ominidi nel suolo dovrebbe poter significare che molti siti archeologici che mostrano segni di abitazione di ominidi ma in cui mancano resti evidenti, possono ora essere esaminati geneticamente. Ad esempio, il team di Slon ha identificato il DNA di Neanderthal nel suolo della grotta di Trou Al'Wesse in Belgio, dove gli archeologi hanno trovato strumenti probabilmente prodotti da Neanderthal, ma non hanno mai recuperato ossa.

Insediamenti subacquei

I ricercatori nutrono grandi speranze per il DNA prelevato da residui organici. La squadra di Allaby sta sequenziando sedimenti marini raccolti al largo della costa inglese, in cerca di insediamenti antichi che potrebbero ora essere sommersi. Le temperature dell'oceano costantemente fredde sono ideali per la conservazione del DNA e Allaby pensa che il materiale genetico trovato sott'acqua potrebbe rivelare dettagli delle migrazioni umane dall'Africa nell'Australasia e nelle Americhe. Mikkel Winther Pedersen, un paleoecologo molecolare dell'Università di Cambridge, nel Regno Unito, e i suoi colleghi hanno decodificato lo scorso anno DNA animale dal terreno di siti archeologici in Groenlandia, documentando la caccia alle balene di circa 4.000 anni fa.

Pedersen spera che i recenti studi possano modificare il modo in cui gli archeologi scavano i siti. "Salvare i residui e la sporcizia", ​​consiglia, "anche se ritieni di non doverle necessariamente usare." Dopo tutto, ci può essere nascosto il genoma di un Neanderthal.

Nel Regno Unito

Parchi Nazionali ed archeologia: l'esempio inglese.

Anche in questo caso abbiamo da imparare dall'Inghilterra dove la New Forest National Park Authority conduce in prima persona le ricerche archeologiche utilizzando tecnologie all'avanguardia come il LiDAR (Light Detection And Ranging), tecnica di telerilevamento che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser e di elaborare modelli tridimensionali del terreno.

La magia della mappa tridimensionale "Lidar"

La New Forest ha una storia ricca e varia di interazione umana che risale indietro di almeno 13.000 anni. Le prove possono ancora essere trovate all'interno del confine del Parco Nazionale ed hanno plasmato il paesaggio che vediamo oggi. E 'questa eredità del passato che aiuta a rendere il New Forest National Park un luogo così speciale.
L'Autorità di Gestione del Parco ha il dovere di conservare e valorizzare questo ambiente storico per tutti. Sebbene ci sia stata una lunga e continua tradizione locale nella ricerca archeologica e storica, alcuni aspetti dell'archeologia del Parco Nazionale sono stati oggetto di minori ricerche ed indagini rispetto ad altre aree del Paese.
Il numero di nuovi siti trovati nel corso delle indagini archeologiche nella New Forest, suggerisce che ci potrebbero essere molte migliaia di siti da scoprire conserva nel paesaggio del Parco Nazionale.
La tecnologia di scansione laser da un aereo chiamato "Lidar" (Light Detection And Ranging) sta aiutando l'Autorità di Gestione a prendersi cura dell'ambiente storico della New Forest.

Come opera il "Lidar"

Interpretare 'buche ed avvallamenti' nel paesaggio, può dire molto su come la New Forest è stata usata e sfruttata sin dal periodo neolitico.

Trovare e registrare caratteristiche archeologiche attraverso un'indagine tradizionale sul campo può essere difficile e richiede tempo per gli archeologi: si stima che l'utilizzo di tali tecniche potrebbe richiedere più di 100 anni prima di avere una comprensione del numero e della gamma di siti.

Il "Lidar" permette di accelerare il processo. Si tratta di una tecnica di telerilevamento che consente un modello digitale della superficie del terreno molto dettagliata.

Un impulso di fascio laser viene lanciato da un lato all'altro da un aereo mentre viaggia sul terreno, registrando migliaia di punti tridimensionali a terra ogni secondo. Questi impulsi sono riflessi dal terreno e sono ricevuti dai rilevatori sull'aereo che calcolano la distanza tra l'aereo ed il terreno utilizzando la velocità stabilita dell'impulso laser in accoppiata con il posizionamento esatto dello stesso aereo.

È possibile raccogliere milioni di queste misurazioni estremamente accurate che possono poi essere elaborate per creare una restituzione molto accurata del paesaggio.

L'aiuto di "Lidar"

Scansione LiDAR dell'area di Bratayley dall'autostrada A31, che mostra un sito archeologico

L'indagine archeologica tradizionale è spesso difficile in un bosco poiché la vegetazione rende impossibile siti da raggiungere, visualizzarli e registrarli. La capacità di "Lidar" di 'vedere attraverso' la vegetazione è uno dei suoi principali punti di forza.
Poiché gli impulsi laser sono in grado di filtrare tra le foglie ed i rami degli alberi, si è in grado di 'spogliare la vegetazione' e guardare per terra spesso con risultati spettacolari.
E' possibile anche manipolare digitalmente il "Lidar" per produrre una serie di immagini illuminando il modello in modi diversi, esaminando pendenza e l'aspetto, visualizzando in 3D e disegnando sezioni attraverso il paesaggio.
Si può anche combinare il "Lidar" con altre informazioni, come ad esempio la mappatura storica risalente al 18 °secolo, la fotografia aerea, le immagini ad infrarosso ed i dati di siti archeologici conosciuti.
Tutte queste tecniche aiutano a identificare con precisione e interpretare i siti, che possono poi essere controllati a terra.

"Lidar" e l'Higher Level Stewardship Scheme

Il progetto "Lidar" è finanziato nell'ambito del programma New Forest Stewardship Higher Level (HLS). Uno degli obiettivi del regime HLS è quello di incoraggiare la gestione responsabile del territorio che contribuirà a preservare e migliorare l'ambiente, con attività tra cui la ricerca archeologica.
"Lidar" è uno strumento incredibilmente potente per aiutare a gestire il paesaggio forestale ed identificare i siti archeologici.
Nella loro forma più elementare, i dati 3D Lidar ci permettono di creare un modello dettagliato della superficie della terra all'interno del Parco Nazionale della New Forest. I dati ci permettono anche di rimuovere qualsiasi copertura degli alberi e di guardare i cambiamenti topografici sotto di essi.
Attraverso la creazione di fonti di luce artificiale sul paesaggio (azimut) su un computer, i dati possono mostrare dove le ombre potrebbero essere create da buche ed avvallamenti rilevate sulla superficie della terra.
Anche se le caratteristiche archeologiche sepolte non possono essere identificate, i siti vengono mostrati senza scavare la superficie del terreno e quindi senza operazioni invasive in assenza di prove aeree certe.

Altre utilizzazioni di "Lidar"

"Lidar" può essere utilizzato per identificare alberi monumentali di grande importanza ecologica e storica. Nell'elaborazione delle immagini "Lidar" è possibile rimuovere il paesaggio per lasciare solo gli alberi. Questi possono essere esaminati per individuarne altezza, forma e larghezza della chioma.

In combinazione con immagini ad infrarossi e fotografia aerea ci si può anche concentrare su particolari specie. Processi simili possono essere utilizzati per monitorare la crescita della vegetazione o l'erosione del suolo ed identificare particolari habitat. Inoltre "Lidar" fornisce informazioni preziose per la gestione del territorio e dei sistemi di pascolo nonché per progetti di di restauro ambientale; aiuta anche a individuare "paleoalvei '(i resti di antichi sistemi fluviali).

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Tombe di 6mila anni fa diventano tavolo da pic-nic

Accade in Galizia (Spagna) e ne danno notizia Huffington Post e Washington Post. Forse per i progettisti il "paesaggio" non è stato poi così modificato...

Una tomba a tumulo del Neolitico ha fatto spazio ad un tavolo da pic-nic. Tranquilli, non siamo in Italia ma vicino la città di Cristovo de Cea, in Galizia, nel nord-ovest della Spagna. Il tutto è accaduto all'inizio di quest'anno. La Galizia è disseminata di siti neolitici e megalitici. José Luis Valladares, sindaco della città, si è lamentato con l'edizione spagnola del Huffington Post che, con il quotidiano locale "La Region" dicendo che i funzionari locali non sapevano della presenza dell'antico sito. Nessuno gli avrebbe detto nulla.