Mi ha chiesto dei cambiamenti climatici di oggi e di ieri e del ruolo che l’attuale crisi climatica sta avendo e avrà sulle nostre vite e sulla società. Abbiamo anche discusso di donne e scienza, dell’importanza di poter scegliere, e soprattutto di avere esempi che indichino la strada.
Ringrazio la dott.ssa Troiano e la redazione di Pikaia per questa opportunità.
Recentemente, lo sviluppo di ricostruzioni paleoclimatiche continue che coprono centinaia di migliaia di anni ha permesso di integrare il clima nel passato in studi di tantissime discipline diverse: dalla paleoecologia alla linguistica, dall’archeologia alla biologia della conservazione e dalla genetica delle popolazioni all’evoluzione umana.
Purtroppo, però, i dati climatici possono essere difficili da estrarre e analizzare per gli studiosi che non hanno familiarità con gli specifici formati in cui vengono condivisi. Con i miei colleghi di Cambridge e di Jena, abbiamo affrontato questo problema creando pastclim. Si tratta di un pacchetto R che facilita l’accesso e l’uso di due serie di ricostruzioni paleoclimatiche che coprono rispettivamente gli ultimi 120.000 e 800.000 anni.
Il pacchetto contiene un insieme di funzioni che consentono di recuperare in modo semplice e veloce il clima di specifiche aree per periodi di interesse, estrarre dati climatici di punti sparsi nello spazio e/o nel tempo, recuperare serie storiche da singoli siti e gestire facilmente i ghiacci perenni e le linee di costa.
Nel preprint sono contenuti due esempi che mostrano come usare pastclim per analisi archeozoologiche o paleoecologiche. Il codice in R e i dati associati possono essere scaricati da questo link.
The recent development of continuous paleoclimatic reconstructions covering hundreds of thousands of years paved the way to a large number of studies from disciplines ranging from paleoecology to linguistics, from archaeology to conservation and from population genetics to human evolution. Unfortunately, such climatic data can be challenging to extract and analyze for scholars unfamiliar with such specific climatic file formats.
Here we present pastclim, an R package facilitating the access and use of two sets of paleoclimatic reconstructions covering respectively the last 120,000 and 800,000 years. The package contains a set of functions allowing to quickly and easily recover the climate for the whole world or specific areas for time periods of interest, extract data from locations scattered in space and/or time, retrieve time series from individual sites, and easily manage the ice or land coverage.
The package can easily be adapted to paleoclimatic reconstructions different from the ones already included, offering a handy platform to include the climate of the past into existing analyses and pipelines.
Sono di nuovo stata ospite di MeetScience per parlare di clima del passato, DNA, evoluzione e giochi da tavolo (qui il video della mia prima intervista).
Inoltre, questo video rappresenta il mio ingresso nella famiglia di Meet Science.
Nei prossimi mesi, infatti, passerò “nell’altra metà dello schermo”, intervistando per MeetScience ricercatori e ricercatrici per farvi raccontare la scienza dalla voce dei protagonisti. Via via che usciranno nuovi video li posterò nella sezione “Meet Science” di questo sito.
Un preprint a cui ho collaborato è appena uscito su bioRxiv!
In questo lavoro, abbiamo studiato il ruolo del clima e delle montagne nel plasmare la variabilità genetica umana passata e presente.
Lo studio del DNA ci dice che le popolazioni umane contemporanee derivano dalla mescolanza di gruppi ancestrali diversi fra loro, le cui origini sono sconosciute. In teoria, analizzare campioni di DNA antico potrebbe aiutare a capire meglio la loro origine, Purtroppo in questo caso non è possibile perché non abbiamo abbastanza campioni dell’età giusta.
Per questo motivo abbiamo utilizzato una strategia diversa. Abbiamo simulato la storia genetica degli esseri umani nella loro diffusione fuori dall’Africa, utilizzando diversi valori per definire come le popolazioni si spostavano e reagivano ai cambiamenti del clima. In questo modo possiamo vedere se siamo in grado di ricostruire la diversità genetica osservata (spoiler: sì!) e quali parametri e variabili climatiche l’hanno influenzata.
Per esempio, i nostri risultati indicano che l’aridità è il fattore chiave che controlla quando gli esseri umani sono usciti dall’Africa per colonizzare il resto del mondo. Abbiamo anche visto che le montagne possono agire come enormi barriere genetiche ma solo in alcune aree (ad esempio succede per il Caucaso e l’Himalaya, ma non per gli Urali).
Grazie a questo studio, non solo abbiamo potuto ricostruire una parte importante della nostra storia genetica, ma abbiamo anche potuto definire quanto e quando il clima e le montagne hanno facilitato o ostacolato la nostra diffusione fuori dall’Africa.
Preprint
Pierpaolo Maisano Delser, Mario Krapp, Robert Beyer, Eppie R Jones, Eleanor F Miller, Anahit Hovhannisyan, Michelle Parker, Veronika Siska, Maria Teresa Vizzari, Elizabeth J. Pearmain, Ivan Imaz-Rosshandler, Michela Leonardi, Gian Luigi Somma, Jason Hodgson, Eirlys Tysall, Zhe Xue, Lara Cassidy, Daniel G Bradley, Anders Eriksson, Andrea Manica Climate and mountains shaped human ancestral genetic lineages bioRxiv 2021.07.13.452067; doi: https://doi.org/10.1101/2021.07.13.452067
Abstract
Extensive sequencing of modern and ancient human genomes has revealed that contemporary populations can be explained as the result of recent mixing of a few distinct ancestral genetic lineages. But the small number of aDNA samples that predate the Last Glacial Maximum means that the origins of these lineages are not well understood. Here, we circumvent the limited sampling by modelling explicitly the effect of climatic changes and terrain on population demography and migrations through time and space, and show that these factors are sufficient to explain the divergence among ancestral lineages. Our reconstructions show that the sharp separation between African and Eurasian lineages is a consequence of only a few limited periods of connectivity through the arid Arabian peninsula, which acted as the gate out of the African continent. The subsequent spread across Eurasia was then mostly shaped by mountain ranges, and to a lesser extent deserts, leading to the split of Europeans and Asians, and the further diversification of these two groups. A high tolerance to cold climates allowed the persistence at high latitudes even during the Last Glacial Maximum, maintaining a pocket in Beringia that led to the later, rapid colonisation of the Americas. The advent of food production was associated with an increase in movement, but mountains and climate have been shown to still play a major role even in this latter period, affecting the mixing of the ancestral lineages that we have shown to be shaped by those two factors in the first place.
