Ancient dog DNA reveals 11,000 years of canine evolution / Il DNA del cane antico rivela 11.000 anni di evoluzione del cane
Ancient dog DNA reveals 11,000 years of canine evolution / Il DNA del cane antico rivela 11.000 anni di evoluzione del cane
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Genomes trace how the animals moved around the world — often with humans by their side.
Human history is for the dogs. The largest-ever study of ancient genomes from the animals suggests that where people went, so did their four-legged friends — to a point. The research also identified major regional shifts in human ancestry that left little mark on dog populations, as well as times when dogs changed, but their masters didn’t.
The analysis of more than two dozen Eurasian dogs also suggests the animals were domesticated and became widespread around the world well before 11,000 years ago. But it does not make any claims as to when or where domestication from wolves happened, an issue that has vexed researchers and sparked sometimes heated debate.
“Dogs are a separate tracer dye for human history,” says Pontus Skoglund, a population geneticist at the Francis Crick Institute in London who co-led the study, which is published on 29 October in Science1. “Sometimes human DNA might not show parts of prehistory that we can see with dog genomes.”
Until the past few years, canine genetic history has been told largely through DNA from modern dogs. But this has offered a muddled picture, because much of early dogs’ genetic diversity was probably lost when modern breeds were established. The first studies of ancient dog genomes hinted at past changes in canine populations. But with just six ancient dog or wolf genomes available until now, such conclusions have been preliminary.
Pedigree chums
To expand the pool of ancient dog DNA, Skoglund’s lab joined groups led by Greger Larson, an evolutionary geneticist at the University of Oxford, UK, and archaeologist Ron Pinhasi at the University of Vienna. Together, the teams sequenced 27 ancient dog genomes. The samples came from Europe, the Middle East and Siberia, and ranged in age from 11,000 to 100 years old.
By modelling the relationships in and between groups of ancient and modern dogs, the researchers determined that a 10,900-year-old dog from Russia was distinct from later ancient European, Middle Eastern, Siberian or American dogs, as well as a canine lineage characterized by modern New Guinea singing dogs (which are related to Australian dingoes). “Already, 11,000 years ago, there were at least 5 different groups of dogs across the world, so the origin of dogs must have been substantially earlier than that,” says Skoglund.
With so many genomes, the researchers could follow ancient canine populations as they moved and mixed, and compare these shifts with those in human populations. Sometimes, the dogs’ travels paralleled people’s. When Middle Eastern farmers started expanding into Europe 10,000 years ago, they took dogs with them, and the animals — like their masters — mixed with local populations. Ancient Middle Eastern dogs that lived around 7,000 years ago are linked to modern dogs in sub-Saharan Africa, which could be linked to ‘back to Africa’ human movements around that time.
But the histories of humans and dogs haven’t always overlapped. A major influx of people from the steppes of Russia and Ukraine 5,000 years ago led to lasting change in the genetic make-up of Europe’s humans, but not its dogs. The study also revealed that the ancestry of European dogs has become much less varied in the past 4,000 years, a period when thorough sampling of ancient human DNA has revealed less tumult.
Wandering dogs
The cause of this disconnect is a mystery, says Angela Perri, a zooarchaeologist at Durham University, UK. “Was it a case of the introduction of something like disease? Cultural preference? Abandonment of the old for the new?” she wonders. “These are likely cultural questions the DNA can’t answer.”
Human movements and cultural preferences aren’t the only explanations for changes in dog ancestry, says Elinor Karlsson, an evolutionary geneticist at the University of Massachusetts Medical School in Worcester. “Dogs probably started exploiting humans because they were a useful resource that helped them to survive,” she says. Dogs might have moved freely, following humans or moving between groups when it suited their interests.
Evolutionary biologist Robert Wayne at the University of California, Los Angeles, sees the large-scale analysis of ancient dog genomes as a major advance. Efforts to unequivocally determine the origins of domestic dogs will need to take the same approach, he adds. “It is just going to require an exhaustive sampling of wolves and dogs throughout the history of dog domestication.”
Without large numbers of even older dog and wolf genomes, “it’s really hard to know that initial conquering of the world”, says Skoglund.
ITALIANO
I genomi tracciano il modo in cui gli animali si sono mossi in tutto il mondo, spesso con gli umani al loro fianco.
La storia umana è per i cani. Il più grande studio mai condotto sugli antichi genomi degli animali suggerisce che dove andavano le persone, così facevano i loro amici a quattro zampe - fino a un certo punto. La ricerca ha anche identificato i principali cambiamenti regionali nella discendenza umana che hanno lasciato pochi segni sulle popolazioni di cani, così come i tempi in cui i cani sono cambiati, ma i loro padroni no.
L'analisi di più di due dozzine di cani eurasiatici suggerisce anche che gli animali furono addomesticati e si diffusero in tutto il mondo ben prima di 11.000 anni fa. Ma non fa alcuna affermazione su quando o dove sia avvenuto l'addomesticamento dei lupi, una questione che ha irritato i ricercatori e ha suscitato dibattiti a volte accesi.
"I cani sono un colorante tracciante separato per la storia umana", afferma Pontus Skoglund, genetista della popolazione presso il Francis Crick Institute di Londra che ha co-condotto lo studio, pubblicato il 29 ottobre su Science1. "A volte il DNA umano potrebbe non mostrare parti della preistoria che possiamo vedere con i genomi dei cani".
Fino a pochi anni fa, la storia genetica canina è stata raccontata in gran parte attraverso il DNA dei cani moderni. Ma questo ha offerto un quadro confuso, perché gran parte della diversità genetica dei primi cani è stata probabilmente persa quando sono state stabilite le razze moderne. I primi studi sui genomi dei cani antichi hanno accennato a cambiamenti passati nelle popolazioni canine. Ma con solo sei antichi genomi di cani o lupi disponibili fino ad ora, tali conclusioni sono state preliminari.
Compagni di pedigree
Per espandere il gruppo di DNA di cani antichi, il laboratorio di Skoglund si è unito a gruppi guidati da Greger Larson, un genetista evoluzionista presso l'Università di Oxford, nel Regno Unito, e l'archeologo Ron Pinhasi presso l'Università di Vienna. Insieme, i gruppi hanno sequenziato 27 genomi di cani antichi. I campioni provenivano dall'Europa, dal Medio Oriente e dalla Siberia e avevano un'età compresa tra 11.000 e 100 anni.
Modellando le relazioni all'interno e tra i gruppi di cani antichi e moderni, i ricercatori hanno determinato che un cane di 10.900 anni dalla Russia era distinto dai successivi cani europei, mediorientali, siberiani o americani, così come un lignaggio canino caratterizzato dai moderni cani cantanti della Nuova Guinea (che sono imparentati con i dingo australiani). "Già, 11.000 anni fa, c'erano almeno 5 diversi gruppi di cani in tutto il mondo, quindi l'origine dei cani deve essere stata sostanzialmente prima di quella", dice Skoglund.
Con così tanti genomi, i ricercatori hanno potuto seguire le antiche popolazioni canine mentre si muovevano e si mescolavano, e confrontare questi cambiamenti con quelli delle popolazioni umane. A volte, i viaggi dei cani erano paralleli a quelli delle persone. Quando gli agricoltori del Medio Oriente iniziarono ad espandersi in Europa 10.000 anni fa, portarono con sé i cani e gli animali, come i loro padroni, si mischiarono alle popolazioni locali. Gli antichi cani mediorientali vissuti circa 7.000 anni fa sono collegati ai cani moderni dell'Africa subsahariana, che potrebbero essere collegati ai movimenti umani "di ritorno in Africa" in quel periodo.
Ma le storie di uomini e cani non si sono sempre sovrapposte. Un grande afflusso di persone dalle steppe di Russia e Ucraina 5.000 anni fa ha portato a un cambiamento duraturo nel patrimonio genetico degli esseri umani europei, ma non dei suoi cani. Lo studio ha anche rivelato che l'ascendenza dei cani europei è diventata molto meno varia negli ultimi 4.000 anni, un periodo in cui il campionamento approfondito del DNA umano antico ha rivelato meno tumulto.
Cani erranti
La causa di questa disconnessione è un mistero, afferma Angela Perri, zooarcheologa dell'Università di Durham, nel Regno Unito. “Si è trattato dell'introduzione di qualcosa come la malattia? Preferenza culturale? Abbandono del vecchio per il nuovo? " si chiede. "Queste sono probabilmente domande culturali a cui il DNA non può rispondere."
I movimenti umani e le preferenze culturali non sono le uniche spiegazioni per i cambiamenti nella discendenza dei cani, afferma Elinor Karlsson, genetista evoluzionista presso la University of Massachusetts Medical School di Worcester. "I cani probabilmente hanno iniziato a sfruttare gli esseri umani perché erano una risorsa utile che li ha aiutati a sopravvivere", dice. I cani potrebbero essersi mossi liberamente, seguendo gli umani o spostandosi tra i gruppi quando si adattava ai loro interessi.
Il biologo evoluzionista Robert Wayne dell'Università della California, a Los Angeles, considera l'analisi su larga scala dei genomi dei cani antichi come un progresso importante. Gli sforzi per determinare in modo inequivocabile le origini dei cani domestici dovranno adottare lo stesso approccio, aggiunge. "Richiederà solo un campionamento esaustivo di lupi e cani nel corso della storia dell'addomesticamento dei cani".
Senza un gran numero di genomi di cani e lupi ancora più vecchi, "è davvero difficile conoscere quella conquista iniziale del mondo", afferma Skoglund.
Da:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-03053-2?utm_source=Nature+Briefing&utm_campaign=095396049a-briefing-dy-20201030&utm_medium=email&utm_term=0_c9dfd39373-095396049a-44984109
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