Un equip interdisciplinari i internacional amb la participació de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE, un centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i de la Universitat Pompeu Fabra (UPF)) a Barcelona ha reconstruït el genoma antic complet de quatre individus enterrats en el refugi rocós de Shum Laka a Camerun, fa uns 8,000 anys i 3,000 anys, en la que es considera el bressol de les llengües bantu - el grup més divers i extens de llengües africanes.

L'estudi, publicat a la revista Nature i amb la participació de l'investigador de l'IBE Carles Lalueza-Fox, demostra que va haver-hi almenys quatre llinatges importants en la història de la humanitat, entre 200,000 i 300,000 anys enrere. Aquesta ramificació no s'havia identificat prèviament a partir de dades genètiques.

La troballa reforça l'argument recentment formulat per arqueòlegs i genetistes que els orígens humans a l'Àfrica poden haver involucrat a poblacions profundament divergents i geogràficament separades.

Àfrica és el bressol de la nostra espècie, l'Homo sapiens, i alberga una major diversitat genètica humana que qualsevol altra part del planeta. En conseqüència, els estudis d'ADN antic de jaciments arqueològics africans poden llançar llum sobre els orígens més antics de la humanitat. No obstant això, els estudis d'ADN antic africà continuen sent pocs, en part a causa del desafiament que suposa extreure ADN d'esquelets degradats en contextos tropicals.

Ara, un equip de recerca internacional dirigit per científics de la Facultat de Medicina de Harvard i amb la participació dels investigadors Carles Lalueza-Fox i Íñigo Olalde del Laboratori de Paleogenètica de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-Universitat Pompeu Fabra), ha generat la seqüència genòmica completa de quatre nens enterrats fa 8,000 i 3,000 anys en l'emblemàtic jaciment de Shum Laka a Camerun, excavat per un equip belga i camerunès fa més de trenta anys. Les troballes, publicades en la prestigiosa revista Nature, reconstrueixen el primer genoma antic d'Àfrica occidental i central, i es troba entre les seqüències d'ADN més antigues recuperades en un context tropical africà.

El genoma recuperat permet una nova comprensió de les profundes relacions ancestrals entre els primers Homo sapiens a l'Àfrica subsahariana.

L'ADN analitzat prové de les restes de dos parells de nens que van viure fa uns 3.000 anys i fa 8.000 anys, respectivament, durant la transició de l'Edat de Pedra a l'Edat del Ferro. Els nens van ser enterrats a Shum Laka, un refugi rocós a la regió de Grassfields en el nord-oest de Camerun, on una població ancestral va viure durant desenes de milers d'anys. El jaciment ha revelat nombrosos artefactes juntament amb 18 esquelets humans i es troba a la regió on els investigadors sospiten que es van originar les llengües i cultures bantu - el grup d'idiomes més estès i divers a Àfrica en l'actualitat. Es creu que la difusió de les llengües bantu - i els grups que els van parlar - en els últims 4.000 anys expliquen per què la majoria de les persones d'Àfrica central, oriental i meridional estan estretament relacionades entre si i amb els africans occidentals/centrals.

Sorprenentment, l'ADN antic seqüenciat dels quatre nens revela una ascendència molt diferent a la de la majoria dels parlants de bantu en l'actualitat. En canvi, són més similars als caçadors-recol·lectors d'Àfrica central. "Aquest resultat suggereix que els parlants de bantu que viuen avui a Camerun i en tota l'Àfrica no descendeixen de la població a la qual pertanyien els nens de Shum Laka", diu el Dr. Mark Lipson de la Facultat de Medicina de Harvard, autor principal de l'estudi. "Això subratlla l'antiga diversitat genètica en aquesta regió", continua, "i assenyala a una població prèviament desconeguda que va contribuir només amb petites proporcions d'ADN als grups africans actuals".

La propagació de l'agricultura i el pasturatge a Àfrica, com en altres parts del món, va estar acompanyada per molts moviments poblacionals. "Si gires la vista 5.000 anys enrere, pràcticament tots els habitants al sud del Sàhara eren caçadors-recol·lectors", comenta Prendergast, "però si els busques avui, veuràs que són molt pocs i dispersos entre ells”. Aquest estudi contribueix a un creixent cos de recerca d'ADN antic que podria desxifrar la diversitat genètica antiga i l'estructura de les poblacions que han estat esborrades pels canvis demogràfics que van acompanyar la propagació de la producció d'aliments.

Un estrany llinatge d'herència paterna amb arrels profundes

Un dels individus de la mostra de Shum Laka, un home adolescent, portava un estrany haplogrup de cromosomes Y (A00) que no es troba gairebé enlloc fora de l'oest de Camerun en l'actualitat. A00 està més ben documentat entre els grups ètnics Mbo i Bangwa que viuen prop de Shum Laka, i aquesta és la primera vegada que es troba en l'ADN antic. Es tracta d'un haplogrup profundament divergent, que es va separar de tots els altres llinatges humans coneguts fa uns 300,000-200,000 anys. Això mostra que aquest llinatge més antic conegut d'homes humans moderns ha estat present en el centre-oest d'Àfrica durant més de 8,000 anys, i potser durant molt més temps.

Llançant llum sobre els orígens humans

Si bé les troballes no parlen directament dels orígens de les llengües bantu, sí que llancen llum sobre les múltiples fases de la història més antiga de l'Homo sapiens. Els investigadors van examinar l'ADN dels nens de Shum Laka juntament amb l'ADN publicat d'antics caçadors-recol·lectors de l'est i sud d'Àfrica, així com l'ADN de molts grups africans actuals. Combinant aquests conjunts de dades, van poder construir un model de llinatges divergents en el curs del passat humà.

Els resultats de l'estudi suggereixen que els llinatges que condueixen als caçadors-recol·lectors d'Àfrica central, els caçadors-recol·lectors del sud d'Àfrica i tots els altres humans moderns van divergir en una successió pròxima fa uns 250,000-200,000 anys.

"La nostra anàlisi indica l'existència d'almenys quatre grans llinatges humans profunds que van contribuir a les poblacions que viuen avui, i que van divergir entre si fa uns 250,000 i 200,000 anys", diu el Dr. David Reich de la Facultat de Medicina de Harvard, responsable de l'estudi. Aquests llinatges són ancestres dels actuals caçadors-recol·lectors d'Àfrica central, caçadors-recol·lectors del sud d'Àfrica, i de poblacions de l'est d'Àfrica i tots els altres humans moderns, amb un quart llinatge que era una 'població fantasma' prèviament desconeguda que va contribuir amb una petita quantitat d'ascendència tant a l'oest com a l'est africans. "Aquesta radiació quàdruple, inclosa la posició d'un llinatge humà modern fantasma profundament dividit, no s'havia identificat abans a partir de l'ADN", continua Reich.

Els models anteriors dels orígens humans suggereixen que els caçadors-recol·lectors del sud d'Àfrica actuals, que es van separar d'altres poblacions fa aproximadament 250,000–200,000 anys, representen la branca més profunda coneguda de la variació humana moderna. No obstant això, segons Lipson, "la nova anàlisi suggereix que el llinatge que contribueix als caçadors-recol·lectors d'Àfrica central és similarment antic i divergit d'altres poblacions africanes al mateix temps". Aquesta troballa se suma a un creixent consens entre els arqueòlegs i genetistes que els orígens humans a Àfrica poden haver involucrat poblacions profundament divergents, geogràficament separades.

L'anàlisi també va revelar un altre conjunt de quatre llinatges humans que es van ramificar entre 80,000 i 60,000 anys enrere, inclòs el llinatge que se sap que va donar origen a tots els no africans actuals.

A la llum d'aquest nou model de relacions entre poblacions humanes, els autors van poder demostrar que aproximadament un terç de l'ascendència dels nens de Shum Laka derivava d'un llinatge estretament relacionat amb els caçadors-recol·lectors d'Àfrica central, i aproximadament dos terços de la seva ascendència provenien d'un llinatge diferent relacionat amb la majoria dels africans occidentals actuals.

Reich diu: "Aquests resultats destaquen com el paisatge humà a l'Àfrica fa uns pocs milers d'anys era profundament diferent del que és avui, i emfatitzen el poder de l'ADN antic per a aclarir el passat humà darrere dels moviments de les poblacions".

Carles Lalueza-Fox, investigador de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE), comenta: "L'anàlisi genòmica de poblacions antigues i actuals africanes desmenteix les conclusions de treballs previs basats únicament en l'anàlisi de l'ADN mitocondrial, i demostra que l'origen de la nostra espècie va ser un fenomen molt més complex del que pensàvem".

Una col·laboració internacional

Aquest estudi és el producte de la col·laboració entre genetistes, arqueòlegs, antropòlegs biològics i conservadors de museus amb seu a Amèrica del Nord (inclosa la Facultat de Medicina de Harvard i la Universitat de Mont-real), Europa (Reial Institut Belga de Ciències Naturals, Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-UPF) a Barcelona, Royal Museum for Central Africa, Université Libre de Bruxelles i el campus de la Universitat de Saint Louis a Madrid), Camerun (Universitat de Yaoundé, Universitat de Buea) i la Xina (Universitat de Duke Kunshan), entre altres.

"Les col·laboracions interdisciplinàries com aquesta són una part essencial de la recerca d'ADN antic", comenta Reich. Aquest estudi subratlla la importància d'examinar col·leccions antigues de museus amb noves tècniques, a la vista que quatre individus d'un sol jaciment han permès una àmplia comprensió de la història de la població humana.

Article referenciat: Mark Lipson, et. al. Ancient West African foragers in the context of African population history, Nature; January 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-1929-1

Un jaciment arqueològic únic amb una conservació excepcional

Shum Laka és un refugi rocós situat a la regió de "Grassfields" de Camerun, un lloc assenyalat pels lingüistes com el probable bressol de les llengües bantu, un grup extens i divers de llengües que parlen més d'un terç dels africans en l'actualitat. "Els lingüistes, arqueòlegs i genetistes han estat estudiant l'origen i la difusió de les llengües bantu durant dècades, i la regió de Grassfields és clau per a aquesta pregunta", diu la Dra. Mary Prendergast, de la Universitat de Saint Louis, coautora de l'estudi. El consens és que el grup de llengües bantu es va originar en el centre-oest d'Àfrica, abans d'estendre's per la meitat sud del continent després de fa uns 4.000 anys. Es creu que aquesta expansió és la raó per la qual la majoria de les persones d'Àfrica central, oriental i meridional estan estretament relacionades genèticament entre si i amb els africans occidentals.

"Shum Laka és un punt de referència per a comprendre la profunda història del centre-oest d'Àfrica", diu la doctora Isabelle Ribot, antropòloga de la Universitat de Mont-real que va excavar i va estudiar els enterraments, i autora clau de l'estudi. El refugi rocós de Shum Laka va ser excavat en les dècades de 1980 i 1990 per arqueòlegs de Bèlgica i Camerun. Compta amb un registre arqueològic impressionant i ben datat, amb datacions de radiocarboni que abasten els últims 30,000 anys. Les eines de pedra, les restes de plantes i animals i, finalment, la terrisseria indiquen col·lectivament la caça i recol·lecció a llarg termini en els boscos i una eventual transició a l'explotació intensiva d'arbres fruiters.

Shum Laka és emblemàtic de la "Edat de la Pedra al Metall", una era crítica en la història del centre-oest d'Àfrica que finalment va donar lloc a la metal·lúrgia i l'agricultura de l'Edat del Ferro. Durant aquesta era, el refugi va servir repetidament com a cementiri per a famílies, amb 18 individus (principalment nens) enterrats en dues fases principals fa uns 8,000 i 3,000 anys. "Tals enterraments són únics per a Àfrica occidental i central", diu Ribot, "perquè els esquelets humans són extremadament estranys aquí abans de l'Edat del Ferro. Els ambients tropicals i els sòls àcids no són bons per a la preservació dels ossos, per la qual cosa els resultats del nostre estudi són realment notables".

Els científics de l'Escola de Medicina de Harvard van prendre mostres d'ossos petrosos (de l'oïda interna) de sis persones enterrades en Shum Laka, i quatre d'aquestes mostres van produir ADN antic. La preservació molecular va ser impressionant donades les condicions de l'enterrament, i va permetre l'anàlisi d'ADN antic de tot el genoma.