DNA antico e archeobotanica: studio multidisciplinare per indagare le origini dei cereali selvatici nel Sahara centrale

Questa ricerca integra analisi archeobotaniche e biomolecolari per studiare i cereali selvatici rinvenuti nel sito archeologico di Takarkori, un riparo sottoroccia localizzato nel massiccio montuoso del Tadrart Acacus (Sahara centrale, Libia sud-occidentale). L’area è sotto tutela dell’UNESCO dal 1985 grazie alla straordinaria arte rupestre che la caratterizza. La campagna di scavo, avvenuta dal 2003 al 2006, è stata possibile grazie alla Missione Archeologica Italo-Libica in Acacus e Messak, diretta dal prof. Savino di Lernia (Università La Sapienza di Roma). La cronologia del sito è compresa tra 10.200 e 4.600 anni dal presente, supportata da un esteso programma di datazioni al radiocarbonio. Oltre alle evidenze archeologiche, il particolare ambiente di deposito rivela un eccezionale stato di conservazione dei reperti organici. Questa ricerca si inserisce nello studio multi- e inter-disciplinare del il sito di Takarkori, studiando i macroresti dei cereali selvatici grazie ad un approccio archeobotanico integrato con l’analisi molecolare (estrazione e sequenziamento di DNA antico). Gli scopi di questa ricerca sono molteplici: a. identificazione dei campioni, delle loro origini e relazioni filogenetiche, che permette di approfondire la storia evolutiva che ha condotto alle piante oggi coltivate; b. la possibilità di recuperare tratti genetici utili dai progenitori che sono stati in grado di adattarsi alla crescente siccità del deserto. I cosiddetti “cereali selvatici” (Crop Wild Relatives) sono oggetto di studio per il contributo che potrebbero dare all’aumento della produzione di coltivazioni ad uso alimentare, per sostenere la sicurezza alimentare delle popolazioni che vivono nelle aree tropicali semiaride in questa fase di cambiamenti climatici; c. ricostruzione del contesto paleo-ambientale ed archeologico, utile per investigare lo sfruttamento delle risorse vegetali da parte dell’uomo durante l’Olocene Iniziale e Medio. Nel Sahara centrale, i migli (es. Echinochloa, Panicum) e Sorghum sono stati raccolti per millenni con molteplici scopi, prima dai cacciatori-raccoglitori e poi dai pastori. Ancora oggi essi rappresentano un alimento base per milioni di persone nei tropici semiaridi. Circa 1.500 spighette di Panicum, Echinochloa e Sorghum, rinvenuti in accumuli di semi, sono stati sistematicamente analizzati. L’analisi morfometrica mostra che i campioni sono omogenei e uniformi, suggerendo un’azione di raccolta da parte delle persone che hanno vissuto a Takarkori. Il DNA antico (aDNA) è stato estratto da spighette di Panicum testando dieci protocolli, al fine di ottenere acido nucleico adatto (in termini di quantità e purezza) ad essere analizzato con la tecnica del DNA barcoding. Per le piante, il Consortium for the Barcoding of Life ha individuato un barcode multilocus composto da regioni di DNA plastidiale (rbcL, matK, trnH-psbA e trnL). L’analisi bioinformatica delle sequenze ha permesso l’identificazione tassonomica e la ricostruzione delle relazioni filogenetiche tra la specie antica e quelle moderne. I risultati, supportati dall’analisi morfologica, restituiscono informazioni sulle strategie di sussistenza adottate dall’uomo nel corso dell’Olocene Iniziale e Medio nel Sahara centrale, a seconda della disponibilità delle risorse. Dato che le prime analisi biomolecolari si sono rivelate promettenti, si è deciso di intraprendere uno studio approfondito del genoma di Sorghum grazie alla nuova tecnologia Next Generation Sequencing (NGS), al fine di ottenere maggiori informazioni riguardo l’eventuale coltivazione di questo importante cereale selvatico africano, avvenuta prima che i caratteri della domesticazione si fissassero nel genoma.