Un nuovo studio afferma che i Neanderthal potrebbero essere stati mattinieri

Un nuovo documento di ricerca rileva che il materiale genetico degli antenati di Neanderthal potrebbe aver contribuito alla tendenza di alcune persone oggi ad essere “mattiniere”, cioè il tipo di persone che si sentono più a loro agio ad alzarsi e ad andare a letto presto.

I risultati sono pubblicato Nella rivista Biologia ed evoluzione del genoma.

Tutti gli esseri umani anatomicamente moderni fanno risalire la loro origine all’Africa circa 300.000 anni fa, dove i fattori ambientali modellarono molti dei loro tratti biologici. Circa 70.000 anni fa, gli antenati dei moderni esseri umani eurasiatici iniziarono a migrare in Eurasia, dove incontrarono nuovi ambienti diversi, comprese latitudini più elevate con maggiori variazioni stagionali di luce diurna e temperatura.

Ma altri ominini, come i Neanderthal e i Denisoviani, vissero in Eurasia per più di 400.000 anni. Gli antichi ominini si sono differenziati dagli esseri umani moderni circa 700.000 anni fa e, di conseguenza, i nostri antenati e gli antichi ominini si sono evoluti in condizioni ambientali diverse. Ciò ha portato all’accumulo di variazioni genetiche e fenotipi specifici del lignaggio. Quando gli esseri umani arrivarono in Eurasia, si incrociarono con gli antichi ominini del continente, e questo creò la possibilità che gli esseri umani acquisissero varianti genetiche che erano effettivamente adattate a questi nuovi ambienti.

Lavori precedenti hanno dimostrato che molte varianti di antichi ominidi negli esseri umani moderni non erano benefiche e sono state rimosse dalla selezione naturale, ma alcune varianti di antichi ominidi rimanenti nelle popolazioni umane mostrano prove di adattamento. Ad esempio, antiche varianti genetiche sono state associate a differenze nei livelli di emoglobina ad altitudini più elevate nei tibetani, nella resistenza immunitaria a nuovi agenti patogeni, nei livelli di pigmentazione della pelle e nella composizione lipidica.

I cambiamenti nel modello e nel livello di esposizione alla luce hanno conseguenze biologiche e comportamentali che possono portare ad adattamenti evolutivi. L’evoluzione dell’adattamento circadiano negli insetti, nelle piante e nei pesci è stata precedentemente ampiamente esplorata dagli scienziati, ma non è stata ben studiata negli esseri umani.

Gli ambienti eurasiatici in cui vissero Neanderthal e Denisoviani per diverse centinaia di migliaia di anni si trovano a latitudini più elevate con giornate più variabili rispetto ai paesaggi in cui gli esseri umani moderni si sono evoluti prima di lasciare l’Africa. Pertanto, i ricercatori hanno esplorato se esistessero prove genetiche di differenze negli orologi biologici dei Neanderthal e degli esseri umani moderni.

I ricercatori hanno identificato una serie di 246 geni dell’orologio circadiano attraverso una combinazione di ricerche bibliografiche e conoscenze di esperti. Hanno trovato centinaia di varianti genetiche specifiche della razza con il potenziale di influenzare i geni coinvolti nell’orologio circadiano. Utilizzando metodi di intelligenza artificiale, hanno evidenziato 28 geni dell’orologio circadiano che contengono varianti con potenziale di alterazione dello splicing negli esseri umani antichi e 16 geni dell’orologio circadiano che probabilmente sono regolati in modo differenziale tra gli esseri umani attuali e gli antichi ominini.

Ciò suggerisce possibili differenze funzionali tra gli orologi biologici degli antichi ominini e degli esseri umani moderni. Poiché gli antenati dei moderni esseri umani eurasiatici e dei Neanderthal si sono incrociati, è possibile che alcuni esseri umani abbiano acquisito varianti circadiane dai Neanderthal.

Per testarlo, i ricercatori hanno esplorato se le varianti genetiche introdotte – varianti passate dai Neanderthal agli esseri umani moderni – avessero associazioni con le preferenze del corpo per la veglia e il sonno in un ampio gruppo di centinaia di migliaia di persone della Biobanca del Regno Unito.

Hanno scoperto che molte delle variabili presentate avevano effetti sulle preferenze del sonno e, cosa più sorprendente, hanno scoperto che queste variabili aumentavano costantemente la “mattutina”, cioè la tendenza a svegliarsi presto. Ciò suggerisce un effetto direzionale sul tratto ed è coerente con l’adattamento alle alte latitudini osservato in altri animali.

L’aumento della mattinata negli esseri umani è associato ad un accorciamento dell’orologio circadiano. Ciò è potenzialmente utile a latitudini più elevate, perché è stato dimostrato che consente un allineamento sonno/veglia più rapido con segnali temporali esterni. Sono necessari brevi periodi diurni per coincidere con i periodi di luce estiva prolungati delle alte latitudini nei moscerini della frutta, e la selezione per periodi diurni più brevi ha portato a transetti di durata decrescente con l’aumento della latitudine nelle popolazioni naturali dei moscerini della frutta.

Pertanto, una preferenza verso il mattino nelle variabili introdotte può indicare una selezione verso un breve periodo circadiano nelle popolazioni che vivono ad alte latitudini. La tendenza ad essere una persona mattiniera potrebbe essere stata evolutivamente vantaggiosa per i nostri antenati che vivevano alle alte latitudini dell’Europa, e quindi sarebbe stato un tratto genetico dei Neanderthal che valeva la pena preservare.

L’autore principale dello studio, John A. Capra: “Combinando il DNA antico, studi genetici su larga scala degli esseri umani moderni e l’intelligenza artificiale, abbiamo scoperto differenze genetiche significative nei sistemi quotidiani dei Neanderthal e degli esseri umani moderni”. “Poi, analizzando le parti del DNA di Neanderthal rimaste nei genomi umani moderni, abbiamo scoperto una tendenza sorprendente: molti di essi hanno effetti sul controllo dei geni circadiani negli esseri umani moderni, e questi effetti sono per lo più nella direzione coerente di aumentare la tendenza essere una persona mattiniera.

“Questo cambiamento è coerente con gli effetti della vita ad alte latitudini sugli orologi biologici degli animali e potenzialmente consente un allineamento più rapido dell’orologio biologico ai cambiamenti dei modelli di luce stagionali. I nostri prossimi passi includono l’applicazione di queste analisi a popolazioni umane moderne più diversificate e l’esplorazione abbiamo identificato gli effetti delle varianti di Neanderthal sull'”orologio circadiano nei sistemi modello e applichiamo analisi simili ad altri tratti potenzialmente adattativi”.