Биоархеологическое и палеогеномное профилирование необычного неолитического захоронения из Грота ди Пьетра Сант-Анджело (Калабрия, Италия)

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 11978 (2023) Цитировать эту статью

2739 Доступов

16 Альтметрика

Подробности о метриках

Неолитическое захоронение Гротта ди Пьетра Сант-Анджело (CS) представляет собой уникальную археологическую находку доисторической эпохи Южной Италии. Необычное размещение погребения на довольно большой высоте и вдали от населенных пунктов, отсутствие погребального инвентаря и склонность тела к захоронению находят ограниченное сходство с итальянскими памятниками того же времени. Эти элементы вызвали более широкие вопросы об обычаях погребения в доисторическую эпоху Южной Италии. Этот нетипичный случай требует междисциплинарного подхода, направленного на построение комплексного биоархеологического профиля личности. Палеопатологическое исследование останков скелетов выявило наличие многочисленных маркеров, которые могли быть связаны с ремесленной деятельностью, что позволяет предположить возможные интерпретации образа жизни человека. КТ-анализы, проведенные на костях верхней челюсти, показали наличие своеобразного типа стираемости зубов, а также хорошую плотность костного матрикса. Биомолекулярный и микроморфологический анализ зубного камня указывает на наличие богатого неолитического микробиома полости рта, состав которого соответствует наличию патологий. Наконец, палеогеномические данные, полученные от человека, были сопоставлены с древними и современными популяциями Средиземноморья, включая неопубликованные полногеномные данные высокого разрешения для 20 современных жителей близлежащей деревни Сан-Лоренцо Беллицци, что дало интересное представление о биодемографическом ландшафте эпохи неолита. в Южной Италии.

В конце шестого тысячелетия до нашей эры неолитический образ жизни прочно утвердился в Южной Италии (SI)1. Керамика появляется в археологических записях фаз раннего и среднего неолита в Апулии, Базиликате и Калабрии; охотничье-собирательская экономическая система начинает заменяться распространением сельскохозяйственной деятельности, хотя полный переход к стратегии существования, основанной на сельском хозяйстве, не происходит до бронзового века2. Радикальные изменения можно увидеть в стратегиях расселения на этапах раннего и среднего неолита в SI, в основном основанных на оккупации прибрежных и суб-прибрежных территорий, таких как Фавелла ди Корильяно (CS), представляющая собой одну из самых древних фермерских деревень в Италии и одной из первых гончарных промыслов в Центрально-Западной Европе3. Напротив, свидетельства присутствия человека на внутренних территориях SI носят спорадический характер вплоть до последних этапов неолита. В таком контексте археологический памятник Гротта ди Пьетра Сант'Анджело представляет собой уникум для эксплуатации человеком СИ в эпоху неолита.

Пьетра-Сант-Анджело — это протяженный известняковый массив, расположенный на калабрийской стороне национального парка Поллино (рис. 1а), в муниципалитете Сан-Лоренцо-Беллицци (Козенца). Массив чрезвычайно богат полостями: на территории обследована как минимум 21 вертикальная и горизонтальная пещера. Среди них Гротта ди Пьетра Сант-Анджело хранит самые древние свидетельства человеческой деятельности в Северной Калабрии4. Расположение впадины (рис. 1б) на довольно большой высоте (> 1000 м над уровнем моря) и плохо просматриваемой из долины позволило ей пережить постседиментационные нарушения. Стратиграфическая реконструкция археологического месторождения свидетельствует о последовательном использовании небольшой полости (длиной менее 20 м) на протяжении всего периода неолита, о чем свидетельствует наличие трихромной, бихромной и штампованной посуды, в то время как скудные и спорадические свидетельства более позднего периода неолита. частое посещение подтверждено.

(а) Географическое положение Сан-Лоренцо Беллицци. Карты были получены из проекта Национальной базы данных геологических карт (https://ngmdb.usgs.gov/topoview/) и откорректированы с помощью Adobe Illustrator 2022 v3.0 (доступно по адресу https://www.adobe.com/products/illustrator/). ); (б) массив Пьетра-Сант-Анджело и вход в одноименную пещеру (черный круг); в – планиметрия пещеры и место захоронения (красный квадрат); масштаб раскопок выделен зеленым цветом; (d) останки скелета человека, найденные внутри пещеры; (д) неповрежденные челюсти особи; фотографии, сделанные Феличе Ларокка (б, г) и Алессандрой Чинти (д).

1, − Δ % > 0.9 and showing patterns of C-T transition at 5′ were considered to be of ancient origin (Supplementary Table S1) A large number of reads assigned to previously identified human oral taxa sustained deamination and substitution profiles that are consistent with ancient DNA (e.g., Treponema denticola, Actinomyces dentalis, Streptococcus gordonii, Methanobrevibacter oralis, Porphyromonas gengivalis, Prevotella intermedia). Of the species retrieved, Treponema denticola, Tannerella forsythia and Porphyromonas gingivalis constitute the most pathogenic aggregate of oral bacteria, namely the “red complex”, recognized to be strongly associated with periodontal disease32,33. The occurrence of these three species in terms of number of reads (Table S1) is in line with the expected abundance, as highlighted in other studies34. The oral metagenomes detected from dental calculus were compared in Principal Coordinates Analysis (Fig. 3) with available ancient oral microbiomes data of Neanderthal (n = 14, green), pre-agricultural (n = 51, orange), Neolithic (n = 16, yellow), pre-antibiotics (n = 15, blue) and modern (n = 18, light blue) origin35,36. Notably, 16 of these metagenomes belong to ancient Italian individuals geographically and temporally matching with our sample. The oral microbiome of SLB (red dot) lies in proximity to samples of Neolithic/pre-agricultural origin, indicating a major sharing of taxa with microbiomes of this period as expected by the age of the sample. To further investigate the metagenomic component of the individual, ancient DNA sequences generated from tooth dentin of SLB (see section “Ancient human DNA”) were also screened for the most common bacterial pathogens, as suggested by the literature37,38. According to our findings, no DNA traces of potential pathogens were found (Supplementary Table S2). It must be noted however that pathogen DNA may not have been preserved through time on the dentin due to the conformation and thickness of the different bacterial cell walls39 or because some pathogens do not enter the bloodstream and are most likely undetectable40. Moreover, our analysis is completely blinded to viruses, especially RNA viruses, whose genetic material is hardly preserved in ancient samples, and few attempts to sequence ancient transcriptomes have been published so far41./p> 290,000 SNPs overlapping the 1240 K—Human Origins SNP Array v54.1 (https://reich.hms.harvard.edu/allen-ancient-dna-resource-aadr-downloadable-genotypes-present-day-and-ancient-dna-data). Deamination patterns among the sequences were consistent with the age of the sample (Supplementary Fig. S4), and the presence of modern contamination was excluded both at the X-chromosome (6%) and mitochondrial level (2%) (Supplementary Table S4). A 39-fold complete mitochondrial genome was reconstructed from the individual, reporting 33 unique variants when compared to the rCRS. The mitochondrial haplogroup has been assigned with 99% accuracy to K1a + 195 haplogroup. The Y-chromosome haplogroup was identified as a G2a2a1 by comparing high quality reads of SLB to an informative list of Y-chromosome SNPs (https://isogg.org/tree/). Both the X/autosomes coverage ratio and Y/sex chromosomes coverage ratio suggest the individual to be male, confirming the outcome of the anthropological investigation. A phylogenetic tree (Fig. 4a) was reconstructed to investigate the clustering of the individual in the landscape of prehistoric K-related mitochondrial lineages, and SLB clusters in proximity with other K1a + 195, in particular with one individual from the Neolithic settlement of Makotrasy (I14173, Baalberge culture, Czech Republic) dated 4300–3500 BCE. Interestingly, the MJN performed for mitochondrial variability shows SLB being few nodes far from another K1-related prehistoric individual from Italy, the Iceman43, whose rare mitochondrial haplogroup has been identified only within the Alps area (Supplementary Fig. S5)./p> 500 million reads./p> 0.9 was considered as relevant for a declining distribution related to ancient DNA profile. Taxa with more than 300 assigned reads, more than 50 reads with PMDS > 1, − Δ % > 0.9 and showing patterns of C-T transition at 5′ were considered to be of ancient origin. The MALT reference database was built using the malt-build command and selecting the “representative” and “reference” bacterial (n = 11,270) and archaeal (n = 408) genomes from NCBI RefSeq (November 16, 2020). The same pipeline were used on a dataset of 114 dental calculi derived from previous studies35,36, including Neanderthal, and human from different era (pre-agricultural, neolithic, pre-antibiotic period and modern day humans). Sequencing data have been downloaded from the ENA repository (https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/home) under project accession IDs PRJEB34569 and PRJEB44313. Raw reads from the respective repositories were downloaded and the HOPS pipeline applied using the same parameters listed above. The resulting bacterial counts normalized for sequencing depth were used to perform a PCoA analysis with the Bray–Curtis distance./p>

3.0.CO;2-#" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-8644%28200005%29112%3A1%3C39%3A%3AAID-AJPA5%3E3.0.CO%3B2-%23" aria-label="Article reference 88" data-doi="10.1002/(SICI)1096-8644(200005)112:13.0.CO;2-#"Article PubMed Google Scholar /p>

3.0.CO;2-Y" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291096-8644%28199609%29101%3A1%3C101%3A%3AAID-AJPA7%3E3.0.CO%3B2-Y" aria-label="Article reference 91" data-doi="10.1002/(SICI)1096-8644(199609)101:13.0.CO;2-Y"Article CAS PubMed Google Scholar /p>

Новости

Биоархеологическое и палеогеномное профилирование необычного неолитического захоронения из Грота ди Пьетра Сант-Анджело (Калабрия, Италия)