Tartaro e microbiota umano, come i batteri si sono evoluti con noi

Su «Nature Communications» studio coordinato dalle Università di Firenze e Padova ha identificato per la prima volta la correlazione tra il DNA dei microorganismi presenti nell’uomo e stile di vita nelle popolazioni antiche
Campionamento del tartaro per analisi genetica
Campionamento del tartaro per analisi genetica

Ripercorrere l’evoluzione dello stile di vita dei nostri antenati vissuti nel Sud Italia tra Paleolitico e Neolitico attraverso lo studio del tartaro dentario.

È il risultato ottenuto dallo studio coordinato dall’Università di Firenze e dall’Università di Padova, che è stato pubblicato sulla rivista «Nature Communications» in un articolo dal titolo Ancient oral microbiomes support gradual Neolithic dietary shifts towards agriculture  (DOI 10.1038/s41467-022-34416-0).

I ricercatori hanno estratto il DNA antico da 76 campioni di tartaro dentario e sono riusciti a ricostruire l’antico microbiota orale di cacciatori-raccoglitori paleolitici (31.000-11.000 a.C.) del nostro meridione e a confrontarlo con quello di campioni del Neolitico (6.200-4.000 a.C.) e dell’età del Rame (3.500-2.200 a.C.) provenienti dalle stesse aree geografiche.

Secondo lo studio il microbiota orale – che gioca un ruolo fondamentale in numerosi processi fisiologici – varia in relazione ai cambiamenti nelle strategie di sopravvivenza: la composizione batterica, infatti, si adatta in maniera graduale e progressiva al nuovo sistema di sussistenza agricolo.

I ricercatori hanno individuato due fasi, entrambe risalenti al Neolitico.

Un primo cambiamento si registra tra il 6.200 e il 5.000 a.C., nei primi secoli della transizione all’agricoltura: numerose nuove specie di batteri popolano il microbiota orale tra cui molte che oggi si ritengono responsabili di patologie orali e autoimmuniIn questo arco temporale però, il microbiota dei primi agricoltori mantiene anche molti aspetti del microbiota delle comunità di cacciatori-raccoglitori paleolitici.

La seconda modificazione, più marcata, inizia nella seconda metà del Neolitico (4.500-3.500), un periodo caratterizzato da cambiamenti significativi anche a livello climatico e ambientale: le nuove specie di batteri nella cavità orale dei nostri antenati diventano preminenti, mentre quelle presenti nei campioni paleolitici tendono quasi a scomparire.

«Il tartaro dentario è un materiale molto informativo, ma nei resti umani antichi è spesso presente in quantità estremamente esigue e può essere contaminato da residui di suolo – spiega Martina Lari, antropologa del Dipartimento di Biologia dell’Università di Firenze e senior author del lavoro . Nei laboratori di Firenze abbiamo applicato procedure rigorose per eliminare le contaminazioni da batteri moderni e garantire l’autenticità dei risultati del sequenziamento. Inoltre, utilizzando un approccio di analisi combinato sviluppato nel nostro Dipartimento grazie a una sinergia tra antropologi molecolari e paleobotanici, abbiamo potuto ricostruire il microbioma e parallelamente analizzare i resti vegetali della dieta anche dai campioni che presentavano residui di tartaro di pochissimi milligrammi, come nel caso degli individui del Paleolitico». 

Il profilo funzionale dei batteri è differente tra le comunità di cacciatori-raccoglitori e quelle neolitiche e vi sono interessanti corrispondenze con le indagini paleobotaniche, effettuate sul tartaro degli stessi campioni, e con le informazioni antropologiche sullo stato di salute orale.

Le analisi paleobotaniche condotte sugli individui del Paleolitico da Marta Mariotti Lippi del Dipartimento di Biologia, hanno evidenziato una grande quantità di elementi vegetali, in particolare granuli di amido, appartenenti a diverse specie di cereali. Dallo studio emerge che, oltre al consumo di proteine e grassi animali, già evidenziato dal gruppo dell’Università di Siena che ha collaborato allo studio, anche l’apporto vegetale nella dieta fosse molto importante nelle comunità di cacciatori-raccoglitori del Sud Italia.

Questo dato trovava un interessante riscontro tra le specie batteriche dei paleolitici, dove infatti si osservava una presenza più elevata di batteri che degradano l’amido. Nel tartaro sono stati trovati inoltre residui di avena, già osservata in passato su una macina di pietra ritrovata nello stesso sito. Ciò dimostra come questa pianta facesse parte della dieta dei cacciatori-raccoglitori del paleolitico del sud Italia. Inoltre è stata identificata una traccia di consumo del rizoma di ninfea gialla (Nuphar lutea).

I campioni neolitici e post-neolitiche presentano al contrario una variabilità più ridotta di specie vegetali e e hanno un profilo funzionale diverso, arricchito in specie che metabolizzano il galattosio (uno zucchero molto abbondante nei prodotti caseari) e con un’alta presenza di fattori di virulenza, specialmente nella seconda fase di transizione alla fine del Neolitico. È un dato che si riscontra anche a livello scheletrico: vi è una maggiore incidenza di patologie dentarie nei campioni neolitici.

“Il nostro studio ha identificato per la prima volta una corrispondenza tra microbioma orale e stile di vita nelle popolazioni umane antiche – sostengono gli autori – e conferma l’importanza di queste ricerche per ricostruire non solo la storia evolutiva dei microorganismi ma anche la loro co-evoluzione con le popolazioni umane”.

Allo studio hanno partecipato anche Alessandra Modi e Valentina Zaro, che hanno estratto e sequenziato il DNA antico, e David Caramelli. Sono inoltre coinvolti ricercatori delle università la “Sapienza” di Roma, Bologna e del Ministero della Cultura (MiC).

 

 


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