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Sapevamo che, se nel campione fosse rimasto anche solo un po’ di DNA, probabilmente lo avremmo trovato legato a un componente minerale dell’osso chiamato idrossiapatite. Questa forma chimica del calcio era già stata utilizzata in passato per adsorbire il DNA durante il processo di purificazione, perciò ci sembrò abbastanza probabile che, anche nelle ossa antiche, il DNA potesse esservi chimicamente legato: se fosse stato proprio così, avremmo dovuto trovare un sistema per separarlo dal calcio.
Prelevammo piccoli frammenti d’osso servendoci di un bisturi, li congelammo in azoto liquido e li riducemmo in polvere; quindi immergemmo la polvere in una sostanza che lentamente, nel giro cioè di alcuni giorni, adsorbì il calcio, eliminandolo. Per fortuna, quando tutto il calcio fu rimosso, scoprimmo che sul fondo della provetta era rimasto ancora qualcosa, una specie di melma grigiastra. Ipotizzammo che fossero i resti del collagene e di altre proteine, frammenti di cellule, forse dei lipidi, e ci augurammo che lì in mezzo ci fossero anche delle molecole di DNA. Decidemmo allora di usare un enzima per eliminare le proteine. Gli enzimi sono i catalizzatori del mondo vivente, poiché accelerano molto le reazioni chimiche rispetto al normale. Scegliemmo un enzima che digerisce le proteine, abbastanza simile a quelli presenti nei detersivi biologici, che eliminano il sangue e altre macchie con lo stesso meccanismo di azione. Quindi, eliminammo i lipidi estraendo il campione con cloroformio e purificammo ciò che rimaneva con fenolo, un liquido disgustoso che costituisce la base per il sapone carbolico. Sebbene il fenolo e il cloroformio siano entrambi aggressivi, sapevamo che non avrebbero danneggiato il DNA. Ciò che ottenemmo alla fine fu l’equivalente di un cucchiaino di liquido, di colore bruno pallido che, almeno in teoria, doveva contenere del DNA, ammesso che ce ne fosse davvero. Nella migliore delle ipotesi, avremmo trovato non più di qualche molecola, perciò, prima di poter passare alle fasi successive, fummo costretti a usare la nuova reazione di amplificazione del DNA per incrementarne la resa.
Il principio su cui si basa la reazione di amplificazione è quello di adattare il sistema usato dalle cellule per copiare il DNA. Nella provetta in cui avviene la reazione si introducono i reagenti grezzi che servono per costruire il DNA. Successivamente, bisogna aggiungere un altro enzima che, questa volta, ha la funzione di copiare il DNA: si chiama DNA polimerasi e dà alla reazione il suo nome scientifico, reazione a catena della polimerasi o, in breve, PCR. Poi, si aggiungono due corti frammenti di DNA, che hanno il compito di dirigere la polimerasi proprio sul punto del campione originale che si desidera amplificare, ignorando il resto del genoma. Infine, nella miscela di reazione si introducono i mattoni grezzi: le basi nucleotidiche necessarie, indispensabili per costruire nuove molecole di DNA, assieme ad alcuni altri ingredienti come il magnesio, che favorisce il procedere della reazione. Naturalmente, non bisogna dimenticare il materiale genetico che si desidera amplificare, che nel nostro caso era costituito da un estratto delle ossa contenenti, così almeno speravamo, poche molecole di DNA antichissimo.
Quindi, fu il momento di decidere quale gene amplificare. Poiché sapevamo che il DNA concentrato nell’estratto osseo non poteva essere abbondante, sempre ammesso che ce ne fosse, decidemmo di aumentare al massimo le nostre probabilità di successo, amplificando il cosiddetto DNA mitocondriale. La nostra scelta cadde su questo DNA per la semplice ragione che le cellule ne contengono una quantità cento volte maggiore rispetto a ogni altro gene.
Così, mescolammo nella provetta tutti gli ingredienti necessari all’amplificazione del DNA mitocondriale, assieme ad alcune gocce del nostro prezioso estratto osseo. Per dare avvio alla reazione chimica, bisogna riscaldare il tubicino a una temperatura prossima all’ebollizione, poi raffreddarlo, e quindi riscaldarlo ancora per un paio di minuti. L’intero processo va ripetuto più e più volte, per almeno venti cicli, sempre seguendo la stessa successione. Oggi, nei moderni laboratori di genetica ci sono moltissimi strumenti appositi che eseguono automaticamente l’intero ciclo di reazioni; ma a quell’epoca non esistevano. Negli anni Ottanta, l’unico modello di termociclatore presente sul mercato costava una fortuna, e il nostro budget non era sufficientemente ricco da permetterci di acquistarne uno. L’unico modo per portare a termine una simile reazione era sedersi con un cronometro davanti a tre vaschette termostatate, ossia a temperatura controllata, la prima piena di acqua bollente, la seconda con acqua fredda e l’ultima con acqua calda, e spostare le provette a mano, ogni tre minuti, dal primo recipiente a quelli successivi. Quindi, ricominciare daccapo, più e più volte, per tre ore e mezza. Mi cimentai una volta sola in quest’impresa, ma la reazione non funzionò e io mi annoiai a morte. Doveva esserci un modo migliore: che dire di un bollitore elettrico? Trascorsi le tre settimane successive fra cavi, cronometri, termostati, relais, tubi di rame, una valvola di lavatrice e il mio bollitore personale, portato da casa. Alla fine, ottenni un dispositivo che funzionava a dovere: bolliva l’acqua, la raffredda-va molto rapidamente quando la valvola della lavatrice si apriva per far affluire acqua fredda dal rubinetto fin nelle spire dei tubi di rame, e la riscaldava nuovamente fino al punto giusto. E, soprattutto, funzionava!
Potemmo constatare che il nostro apparecchio (che battezzammo teiera dei geni) era riuscito a portare a termine la reazione di amplificazione non solo con un campione di controllo contenente DNA moderno, ma anche con l’estratto di ossa, seppur molto debolmente. Confrontando la sua sequenza con quelle pubblicate nei lavori scientifici, non ci mettemmo molto tempo per dimostrare che il DNA era effettivamente umano. Ce l’avevamo fatta! Qui, proprio davanti ai nostri occhi, c’era il genoma di un individuo morto centinaia di anni fa: era un DNA letteralmente risorto dalla tomba.
Sykes B., “Le sette figlie di Eva”, Mondadori, pag. 21
Sicuramente i Baschi, gli ultimi sopravvissuti dell’età dei cacciatori-raccoglitori, avrebbero dovuto possedere una gamma molto diversa di sequenze mitocondriali. Potevamo attenderci di trovare gruppi che non comparivano da nessun’altra parte e, viceversa, di non trovare gruppi assai comuni altrove. Ma quando tirammo fuori le sequenze dei nostri amici baschi, queste risultarono tutt’altro che particolari:
erano proprio come quelle di tutti gli altri europei, con un’eccezione importante. Se, da un lato, possedevano elementi appartenenti a tutti e sei i vecchi gruppi, non avevano però alcun rappresentante del settimo gruppo, quello molto più giovane. Se i baschi erano i discendenti degli originari cacciatori-raccoglitori del Paleolitico, lo era anche la maggior parte di noi.
Ma che dire del gruppo che era assente dai baschi, quello che si distingueva dagli altri per l’età decisamente più giovane e compatibile con il Neolitico? Quando tracciammo sulla mappa d’Europa il diagramma dei luoghi dove avevamo trovato questo gruppo, scoprimmo uno schema interessantissimo. I sei gruppi più vecchi erano sparsi in tutto il continente, benché alcuni fossero più comuni in un luogo piuttosto che in un altro. Il gruppo più giovane, al contrario, mostrava una distribuzione molto particolare:
si ramificava in due sottogruppi, ciascuno con una serie di mutazioni leggermente diversa. Un sottogruppo si estendeva dai Balcani attraverso la pianura ungherese e lungo le valli fluviali dell’Europa centrale, fino al mar Baltico. L’altro era circoscritto alle coste mediterranee fino alla Spagna, e poteva poi essere rintracciato lungo la costa del Portogallo e, più a nord, fino alla costa atlantica dell’Inghilterra occidentale. Queste due rotte genetiche erano proprio le stesse che i primissimi agricoltori avevano seguito, almeno in base alle informazioni archeologiche di cui disponevamo. Se il gruppo giovane fosse stato realmente una debole eco degli agricoltori primitivi, avrebbe dovuto essere molto più comune nel Vicino Oriente che in Europa. A quell’epoca, le uniche sequenze disponibili provenienti da questa regione appartenevano ai beduini dell’Arabia Saudita. E mentre nel gruppo giovane rientrava solo il 15-20 per cento degli europei (a seconda della popolazione studiata), vi apparteneva ben la metà dei beduini.
Sykes B., “Le sette figlie di Eva”, Mondadori, pag. 157
Mi piace questo tipo di genetica perché pone l’accento là dove è necessario: sugli individui e sulle loro azioni. Un approccio che è molto più attraente della genetica vecchio stampo, costretta dalla sua stessa metodologia a classificare le persone in categorie sempre più prive di significato e ingannevoli. Fino a quando ho iniziato questo lavoro, ho sempre pensato ai miei antenati come a un insieme vago e amorfo di individui ormai deceduti, privi di un vero legame con me o con il mondo moderno, e certamente privi di un’effettiva importanza per chiunque. Era abbastanza interessante leggere di ciò che «i Cro-Magnon» erano riusciti a realizzare tanti anni fa; ma con me aveva ben poco a che fare, per non dire nulla. Tuttavia una volta compreso, grazie alla genetica, che uno dei miei antenati era effettivamente là e faceva parte di quel mondo, l’argomento è diventato non più solo interessante, ma addirittura affascinante. Il DNA è il messaggero che fa luce su questo legame, trasmesso di generazione in generazione, letteralmente trasportato nei corpi dei miei antenati. Ciascun messaggio racconta di un viaggio nel tempo e nello spazio, un viaggio rappresentato dalle lunghe linee che si dipanano dalle capostipiti primitive. Non conosceremo mai tutti i dettagli di questi viaggi attraverso i millenni e le migliaia di chilometri, ma possiamo tentare di immaginarli.
Sono sul palcoscenico della vita e dietro a me, nella luce incerta, vedo allineate tutte le persone vissute finora, fila dopo fila, fino a perdersi in lontananza. Non emettono alcun suono udibile, eppure stanno parlando fra loro. Tengo in mano l’estremità del filo che mi collega a colei che fu la mia prima madre. Tiro il filo e, sentendo lo strattone, a ogni generazione una donna alza gli occhi verso di me e mi fissa. I loro volti si distinguono dalla folla, illuminati da una luce strana: sono i miei antenati. In prima fila riconosco mia nonna ma, nelle generazioni che l’hanno preceduta, i volti mi sono del tutto sconosciuti. Guardo le altre donne dietro a lei: non tutte si assomigliano. Alcune sono alte, altre sono basse; alcune sono bellissime e altre sono piuttosto sciatte; alcune sembrano ricche, altre povere. A ciascuna di loro vorrei fare domande sulla sua vita, le sue speranze e le sue delusioni, sulle sue gioie e i suoi sacrifici. Io parlo, ma loro non possono sentirmi. Eppure sento che c’è un legame profondo. Queste sono tutte le mie madri, coloro che hanno trasmesso il prezioso messaggero dall’una all’altra, attraverso un migliaio di nascite, un migliaio di urla, un migliaio di abbracci a un migliaio di neonati. Quel filo diventa un cordone ombelicale.
Che cosa abbiamo in comune con gli altri membri del nostro clan? Condividiamo lo stesso frammento di DNA che è giunto fino a noi dai nostri antichi antenati materni. Lo usiamo continuamente: le cellule in ogni tessuto leggono il messaggio che esso trasporta, seguendo le sue istruzioni milioni di volte al secondo.
Sykes B., “Le sette figlie di Eva”, Mondadori, pag. 313
Nel nostro DNA sono registrati molti viaggi misteriosi, come la sequenza coreana che compare regolarmente tra i pescatori della Norvegia e della Scozia settentrionale; o il DNA inconfondibilmente africano presente in un allevatore del Somerset, forse un’eredità degli schiavi romani venuti dalla vicina Bath; o la sequenza di un libraio di Manchester, così insolita che la corrispondenza più vicina è stata trovata addirittura fra gli australiani nativi del Queensland.
Un viaggio genetico che mi è rimasto impresso comprende addirittura la circumnavigazione completa del mondo: due pescatori di una piccola isola al largo della costa occidentale della Scozia possiedono delle sequenze mitocondriali insolite e, inizialmente, avevo pensato che potessero essere imparentati fra loro, sebbene essi non ne sapessero nulla. Man mano che abbiamo scoperto un maggior numero di sequenze provenienti da diverse parti d’Europa e dal resto del mondo, ne abbiamo trovate due molto più simili a quelle dei due uomini, una in Portogallo e una in Finlandia. Anche in questi casi, si trattava di sequenze piuttosto insolite per l’Europa, che non appartenevano ai sette clan originari. Quella portoghese corrispondeva a molte altre provenienti dal Sudamerica, mentre il DNA finlandese era collegato a sequenze trovate in Siberia, dove abbiamo rinvenuto anche quella progenitrice del DNA proveniente dal Sudamerica. E così i due pescatori erano davvero imparentati, ma soltanto attraverso un comune antenato siberiano. Una stirpe di antenati materni si era trasferita dalla Siberia fino alla Scandinavia, lungo la costa dell’oceano Artico, per continuare poi verso ovest fino in Scozia, magari a bordo di una nave vichinga. L’altra stirpe era giunta in America attraverso lo stretto di Bering, proseguendo a sud, fino in Brasile. A un certo punto, probabilmente dopo che il Brasile era diventato una colonia portoghese, una donna che portava in sé questo frammento di DNA ha attraversato l’oceano Atlantico fino al Portogallo da dove, in qualche modo, ha proseguito lungo la costa atlantica fino alla costa occidentale della Scozia. I due viaggi hanno avuto fine sulla stessa piccola isola, dopo aver viaggiato in due direzioni opposte lungo il globo.
Sykes B., “Le sette figlie di Eva”, Mondadori, pag. 319
Gli abitanti dei continente asiatico arrivarono in Giappone all’incirca nello stesso periodo in cui raggiunsero per la prima volta l’America. Una delle principali domande sulla preistoria giapponese è fino a che punto la popolazione moderna può far risalire le proprie radici genetiche a questi primi colonizzatori Jomon, che si ritiene avessero raggiunto il Giappone circa 12 mila anni fa, o agli Yayoi di un’epoca assai più recente, e alle successive migrazioni dalla Corea avvenute negli ultimi 2500 anni.
Oltre ai giapponesi che abitano le isole centrali di Honshu, Shikoku e Kyushu, gli antropologi riconoscono l’esistenza di altri due gruppi etnici contemporanei: gli Ainu di Hokkaido, nel nord, e i Ryukyu che vivono principalmente nell’isola più meridionale di Okinawa. Una teoria è che gli Ainu e i Ryukyu siano i discendenti degli originali colonizzatori Jomon che occuparono l’intero Giappone e che, in seguito all’arrivo degli Yayoi dalla Corea, furono cacciati dalle isole centrali verso Hokkaido a nord, e Okinawa a sud. Le poche ricerche compiute in Giappone concordano parzialmente con quest’idea, arrivando a dimostrare che i giapponesi contemporanei delle isole centrali hanno in comune con i moderni coreani un numero assai maggiore di tipologie mitocondriali rispetto a quelle in comune con gli Ainu e i Ryukyu. In ogni caso, ciò dimostra anche che gli Ainu e i Ryukyu non possiedono tipologie mitocondriali comuni. Una datazione approssimativa, simile a quelle che abbiamo fatto per i principali gruppi in Europa, indica che negli ultimi 12 mila anni sia gli Ainu che i Ryukyu hanno accumulato mutazioni diverse, il che suggerisce che entrambi siano i discendenti degli originali Jomon, ma altresì che da quella volta non sono più entrati in stretto contatto reciproco.
Benché la maggior parte dei giapponesi contemporanei viva oggi a Honshu, Shikoku e Ryukyu, essi hanno in comune con gli odierni coreani molte sequenze di DNA mitocondriale, per cui possono rintracciare i loro antenati materni fra gli Yayoi e le successive migrazioni. Molti altri giapponesi sono anche discendenti materni degli Jomon, e possiedono i loro parenti materni più stretti fra gli Ainu e i Ryukyu. Se è vero che non ci sono dubbi, e la genetica lo conferma, sul fatto che l’impatto dei colonizzatori Yayoi provenienti dal continente asiatico sia stato davvero notevole, e di gran lunga maggiore di quello degli agricoltori del Vicino Oriente in Europa, tuttavia non si può dire che sia stato del tutto opprimente. Nonostante sia necessario compiere ulteriori ricerche sul Giappone, non c’è alcun dubbio che i giapponesi contemporanei sono una mescolanza di Jomon e Yayoi, come attesta il DNA mitocondriale, il quale conferma una volta di più che una classificazione geneticamente pura delle razze diverse non esiste.
Sykes B., “Le sette figlie di Eva”, Mondadori, pag. 306