La genetica della popolazione della Sardegna consiste nello studio del pool genico degli isolani con due principali obiettivi. Il primo è prettamente scientifico e culturale ed è quello di ricostruire la storia naturale della popolazione. Essa consiste nella comprensione dell'entità, dei tempi e delle modalità della fondazione unitamente alle successive o concomitanti dinamiche demografiche e evolutive. L'altro è invece applicativo ed ha la finalità di comprendere le cause genetiche di alcune patologie sfruttando alcune peculiarità della popolazione sarda, che la rendono di elezione per studi che prevedono l'utilizzo di isolati genetici.
Entrambi gli obiettivi sono perseguiti attraverso lo studio molecolare di marcatori genetici di individui della popolazione mediante un approccio multidisciplinare che coinvolge biologi, medici, naturalisti, statistici, bioinformatici, biotecnologi, archeologi, antropologi e paleontologi.
Evoluzione e demografia La posizione geografica della Sardegna e la montuosità del suo territorio hanno fatto sì che nella popolazione sarda si siano venute a creare particolari caratteristiche antropologiche e geniche, per via di fenomeni quali l'isolamento, l'endogamia e processi evolutivi come la deriva genetica, in maniera analoga ad altre popolazioni europee come i baschi, i lapponi e gli islandesiCavalli-Sforza, Luca; Menozzi, Paolo; Piazza, Alberto (1994). The History and Geography of Human Genes. Princeton University Press, pp. 272.
Dimensione della popolazione ancestrale L'elevata variabilità genetica implica un numero rilevante di linee fondatrici. L'archeologia indica che la dimensione effettiva della popolazione sarda sia stata rilevante rispetto ad altre aree geografiche coeve. Le grandi crisi demografiche, come ad esempio quelle provocate dalle epidemie di peste, non hanno potuto intaccare la struttura originaria della popolazione.
Struttura della popolazione Presenza di alta variabilità interindividuale, ma bassa variabilità tra subpopolazioni geografiche o linguisticheLampis R, Morelli L, Congia M, Macis MD, Mulargia A, Loddo M, De Virgiliis S, Marrosu MG, Todd JA, Cucca F. The inter-regional distribution of HLA class II haplotypes indicates the suitability of the Sardinian population for case-control association studies in complex diseases. Hum Mol Genet. 2000 Dec 12;9(20):2959-65. (con la possibile eccezione della GalluraFrancalacci P, Morelli L, Underhill PA, Lillie AS, Passarino G, Useli A, Madeddu R, Paoli G, Tofanelli S, Calo CM, Ghiani ME, Varesi L, Memmi M, Vona G, Lin AA, Oefner P, Cavalli-Sforza LL. Peopling of three Mediterranean islands (Corsica, Sardinia, and Sicily) inferred by Y-chromosome biallelic variability. Am J Phys Anthropol. 2003 Jul;121(3):270-9.). Questa assenza di substruttura rende la popolazione ottimale per lo studio e la comprensione delle cause genetiche di patologie a eziologia ancora ignota, soprattutto di quelle che presentano alta incidenza nell'isola, come le malattie autoimmuni diabete e sclerosi multipla. Infatti una casistica maggiore di individui affetti si può ottenere in una popolazione vasta e omogenea.
Tale caratteristica di omogeneità della popolazione sarda non è però unanimemente accettata. Altri studi hanno evidenziato una elevata variabilità tra subpopolazioni geografiche o linguisticheCappello N, Rendine S, Griffo R, Mameli GE, Succa V, Vona G, Piazza A. Genetic analysis of Sardinia: I. data on 12 polymorphisms in 21 linguistic domains. Ann Hum Genet. 1996 Mar;60(Pt 2):125-41., mentre l'intera popolazione sarda presenterebbe livelli di eterogeneità paragonabili a quelli delle popolazioni continentali.Eaves IA, Merriman TR, Barber RA, Nutland S, Tuomilehto-Wolf E, Tuomilehto J, Cucca F, Todd JA. The genetically isolated populations of Finland and Sardinia may not be a panacea for linkage disequilibrium mapping of common disease genes Nat Genet. 2000 Jul;25(3):320-3. Solo alcune sottopopolazioni (ad esempio quella dell'Ogliastra) caratterizzate da un elevato grado di isolamento e di omogeneità sarebbero adatte a questo scopo.Angius A, Bebbere D, Petretto E, Falchi M, Forabosco P, Maestrale B, Casu G, Persico I, Melis PM, Pirastu M., Not all isolates are equal: linkage disequilibrium analysis on Xq13.3 reveals different patterns in Sardinian sub-populations. Hum Genet. 2002 Jul;111(1):9-15. .
Flusso genico Il numero di mutazioni accumulate in regioni cromosomiche non ricombinanti, è stato impiegato come orologio molecolare. L'interpretazione dei risultati farebbe risalire la popolazione sarda attuale da varie popolazioni che potrebbero aver raggiunto l'isola dall'Europa continentale in più ondate migratorie, a partire dal Paleolitico superioreTorroni A, Bandelt HJ, Macaulay V, Richards M, Cruciani F, Rengo C, Martinez-Cabrera V, Villems R, Kivisild T, Metspalu E, Parik J, Tolk HV, Tambets K, Forster P, Karger B, Francalacci P, Rudan P, Janicijevic B, Rickards O, Savontaus ML, Huoponen K, Laitinen V, Koivumaki S, Sykes B, Hickey E, Novelletto A, Moral P, Sellitto D, Coppa A, Al-Zaheri N, Santachiara-Benerecetti AS, Semino O, Scozzari R. A signal, from human mtDNA, of postglacial recolonization in Europe. Am J Hum Genet. 2001 Oct;69(4):844-52. e dal Mesolitico.
Comparazioni tra il DNA antico e moderno hanno permesso di stabilire che l'attuale popolazione isolana, assieme a quella basca, è quella che ha meglio conservato le caratteristiche genetiche dei primi agricoltori europei; a titolo di esempio, Ötzi, la più antica mummia umana naturale conosciuta in Europa, appartenente a un uomo vissuto tra il 3350 e il 3105 a.C. nelle Alpi al confine tra Austria e Italia, tra le popolazioni europee moderne, è geneticamente più simile agli attuali abitanti della Sardegna.
Si stima che attualmente la discendenza dai primi agricoltori neolitici è al 56-62% (82.9–86.0% prima del I millennio a.C., in epoca nuragica). Un altro studio del 2015 ha modellato i sardi moderni come una popolazione neolitico europea all'84% e una popolazione tardo neolitica e dell'età del bronzo, che aveva ricevuto influssi dalle steppe (come la cultura della ceramica cordata), al 16%. Per la popolazione di Bergamo, ad esempio, le percentuali erano invece rispettivamente il 46,6% neolitico e 53,4% tardo neolitico ed età del bronzo, confermando la maggior vicinanza degli odierni sardi alle popolazioni antico e medio neolitiche dell'Europa continentale (Supplementary information).
Secondo Raveane et al. (2022), i sardi, tra gli italiani, sono i più simili agli individui che vivevano nella stessa area nel Mesolitico, nel Neolitico e nell'Età del bronzo.
I dati ricavati dallo studio sul DNA autosomico evidenziano poi un consistente flusso genico operato dai popoli colonizzatori delle epoche storiche, ossia dal I millennio a.C. in poi, in particolare dal Nord (~25-50%) e in minor misura dall'Est (~5-15%) del Mar Mediterraneo, benché la componente genetica associata ai Nuragici, affine a quella di altre popolazioni di diverse culture archeologiche dell'Europa Antica, sia ancora predominante in tutte le regioni dell'isola (~50-65%)Marcus et al. (2020), Supplementary Information p.47. La componente post-nuragica del "Mediterraneo orientale" è leggermente più diffusa nel centro-sud dell'isola e si ritrova, con valori più alti, in altre popolazioni dell'Europa meridionale, come ad esempio i greci, i maltesi o i ciprioti. La componente post-nuragica proveniente dal "Mediterraneo settentrionale" (che comprende popolazioni quali còrsi, lombardi, toscani, francesi, baschi e spagnoli), è diffusa in tutta l'isola, con un picco nel nord.
Una menzione a parte meritano alcune aree geograficamente circoscritte come la Gallura, e in particolare l'isola di San Pietro, per lungo tempo pressoché disabitate e poi teatro di migrazioni ben documentate provenienti rispettivamente dalla Corsica e dalla Liguria (via Tabarka), le cui popolazioni si distinguono sia dal punto di vista linguistico che genico dalla restante popolazione regionaleAA.VV., Analysis of two Sardinian isolates: Carloforte, Benetutti. I nativi della provincia di Olbia-Tempio mostrano infatti la più alta percentuale (~50%) della componente post-nuragica del "Mediterraneo settentrionale" in Sardegna e sono, tra i sardi, i più vicini alle popolazioni continentali, sebbene prossimi agli altri sardi, in particolare della provincia di Sassari, mentre la popolazione di Carloforte risulta geneticamente più vicina a quelle della penisola italiana, in particolare liguri, che a quelle circostanti.
Gli abitanti di Alghero, città di lingua catalana, sono invece più simili agli altri sardi che ai catalaniP. Moral et al., Genetic data on Alghero population (Sardinia): contrast between biological and cultural evidence Am J Phys Anthropol. 1994 Apr..
Conclusioni
In conclusione si può quindi affermare che i geni dei sardi si inquadrano perfettamente nell'ambito del pool genico europeo, in particolare dell'Europa occidentaleA. Raveane et al. ,Population structure of modern-day Italians reveals patterns of ancient and archaic ancestries in Southern Europe.Sci.Adv.5,eaaw3492(2019).DOI:10.1126/sciadv.aaw3492, con grosse differenze però in termini di:
frequenze geniche (per lo più dovute a effetto del fondatore e deriva genetica casuale). Ad esempio l'aplotipo I2a1(M26) del cromosoma Y, presente anche nella penisola iberica e in Francia (19% in Castiglia, 8% nel Béarn e 6% tra i baschi) ha in Sardegna frequenze fino oltre il 40%. L'alta frequenza di questo aplotipo tra i sardi sarebbe dovuta ad una migrazione preistorica di popoli originari dell'Europa continentale verso la Sardegna, forse dalla regione dei Pirenei o, in alternativa, dalla Toscana, attraverso l'isola d'Elba e la Corsica. Il portatore più antico finora analizzato sull'isola proviene da un campione datato 2000-1500 a.C. circa. L'aplogruppo I, presente in Europa sin dal paleolitico superiore, si riscontra tra gli europei moderni principalmente nella popolazione sarda, ma in percentuali simili anche tra quelle dei Balcani occidentali e della Scandinavia. presenza di sottotipi sardo-specifici (da imputarsi a mutazioni occorse nell'isola di aplogruppi più antichi diffusi in Europa e nel Mediterraneo). Ad esempio, l'aplotipo R-M18 è esclusivo della Sardegna e origina per acquisizione di una mutazione dall'aplogruppo più antico R-M173. Dagli studi è emerso che l'80% circa delle linee mitocondriali dei sardi moderni sono presenti solo in Sardegna e risalgono ai periodi neolitico-età del rame, nuragico e post-nuragico, confermando l'ipotesi che le moderne popolazioni sarde conservino gran parte del patrimonio genetico dei primi abitanti agricoltori dell'isola. Tra queste, vi è la linea mitocondriale U5b3a1a, esclusiva della Sardegna ma originatasi dalla linea U5b3a1, giunta dalla Provenza ~9000-7000 anni fa, forse attraverso il commercio di ossidiana dal Monte Arci, che collegava le due regioni. scarsa incidenza della componente autosomica ANE (Ancient North Eurasian o antichi eurasiatici settentrionali), diffusa in gran parte delle popolazioni euroasiatiche e tra i nativi americani; costituisce circa il 10-20% dell'ascendenza genetica degli attuali europei, in Sardegna il 5% circa. Questa componente, ricollegabile ad alcune popolazioni paleolitiche siberiane tra cui quelle della cultura di Mal'ta-Buret', sarebbe giunta in Europa occidentale da oriente a partire dal Calcolitico attraverso la migrazione di nuove popolazioni dette pastori delle steppe occidentali. Sull'isola avrebbe fatto la sua prima comparsa intorno al 2600 a.C. circa, per poi aumentare moderatamente nei millenni successivi. Il contributo genico dei popoli della steppa pontico-caspica, che si ritiene abbiano introdotto le lingue indoeuropee in Europa, è in Sardegna più rilevante nelle regioni costiere e sub-costiere rispetto alla regione montuosa del GennargentuCharleston W.K. Chiang et al., 2018, Genomic history of the Sardinian population: