Uma substancial ancestralidade européia entre as linhagens maternais Ashkenazi

Marta D. Costa, Joana B. Pereira, Maria Pala, Verónica Fernandes, Anna Olivieri, Alessandro Achilli, Ugo A. Perego, Sergei Rychkov, Oksana Naumova, Jiři Hatina, Scott R. Woodward, Ken Khong Eng, Vincent Macaulay, Martin Carr, Pedro Soares, Luísa Pereira & Martin B. Richards

Nature Communications volume 4, Article number: 2543 (2013)

Introdução

As origens dos judeus asquenazes — a grande maioria dos judeus vivos — permanecem altamente debatidas e enigmáticas até hoje.  Os asquenazes são judeus com ancestralidade recente na Europa Central e Oriental, em contraste com os sefarditas (com ancestralidade na Península Ibérica, seguida de exílio após 1492), os mizrahim (que sempre residiram no Oriente Próximo) e os judeus do Norte da África (que incluem tanto sefarditas quanto mizrahim).  Há consenso de que todos os grupos da Diáspora judaica, incluindo os asquenazes, têm sua ancestralidade ligada, pelo menos em parte, ao Levante, há cerca de 2.000 a 3.000 anos.  Comunidades da Diáspora existiram por toda a Europa mediterrânea e no Oriente Próximo durante vários séculos antes da destruição do Segundo Templo em Jerusalém, no ano 70 d.C. (Era Comum), e alguns estudiosos sugerem que a dimensão dessas comunidades implica a ocorrência de proselitismo e conversões em larga escala, embora essa visão seja bastante controversa.

Acredita-se que os asquenazes tenham surgido a partir da dispersão de judeus mediterrâneos em direção ao norte, para a região da Renânia, no início da Idade Média, embora existam poucas evidências anteriores ao século XII. Após expulsões da Europa Ocidental entre os séculos XIII e XV, supõe-se que as comunidades tenham se expandido para o leste, especialmente para a Polônia, a Lituânia e, posteriormente, a Rússia.  A dimensão dessa expansão levou alguns a defender — novamente de forma muito controversa — a hipótese de conversões em massa no Reino Cazar, na região do Cáucaso do Norte (ao norte e a leste do Mar Negro), após a adoção do judaísmo pela liderança cazare entre os séculos IX e X d.C..

Deparamo-nos, então, com vários modelos concorrentes para as origens asquenazes: ancestralidade levantina; ancestralidade mediterrânea ou da Europa Ocidental; ancestralidade do Cáucaso do Norte; ou, naturalmente, uma combinação dessas origens.  Esse parece ser um problema ideal para ser abordado por meio de análises genéticas; no entanto, após décadas de estudos intensivos, uma resposta definitiva permanece esquiva. Embora se possa imaginar que uma questão de miscigenação aparentemente simples pudesse ser facilmente resolvida com o uso de marcadores autossômicos de todo o genoma, estudos recentes apresentaram conclusões contraditórias.  Vários estudos sugerem uma ancestralidade predominantemente levantina com miscigenação do sul ou oeste da Europa, mas outro conclui que a ancestralidade é majoritariamente caucasiana, o que implica uma origem significativa a partir de convertidos no Reino Cazar.  Um motivo importante para a divergência é que os judeus asquenazes passaram por intensos efeitos fundadores ao longo de sua história, alterando drasticamente as freqüências de marcadores genéticos e distorcendo a relação com suas populações ancestrais.

Esse problema pode ser resolvido reconstruindo-se as relações de forma genealógica — em vez de depender de frequências alélicas — e utilizando sistemas de marcadores que não sofrem recombinação: a região do cromossomo Y específica para o sexo masculino (MSY), herdada por via paterna, e o DNA mitocondrial (mtDNA), herdado por via materna.  Esse tipo de análise pode ser extremamente poderoso, pois o aninhamento de linhagens específicas em agrupamentos de uma determinada região geográfica permite identificar a origem dessas linhagens mediante a aplicação do princípio da parcimônia.  De fato, essa abordagem já foi tentada, com resultados relativos ao MSY interpretados de maneira plausível para sugerir uma predominância esmagadora de ancestralidade do Oriente Próximo na linhagem masculina Ashkenazi — embora tenham sido observados níveis muito mais elevados (>50%) de linhagens européias (potencialmente da Europa Oriental) entre os levitas Ashkenazi, o que sugere uma possível origem cazare nesse caso específico.

A linhagem materna também foi estudada; embora os mtDNAs Ashkenazi sejam altamente distintos, tem sido difícil atribuí-los a uma população de origem específica.  Houve avanços com o foco em genomas completos de mtDNA (mitogenomas), que oferecem uma resolução genealógica (e, consequentemente, geográfica) e cronológica muito superior à das sequências da região de controle utilizadas anteriormente — muito embora o banco de dados da região de controle, bem mais extenso, continue sendo uma referência valiosa para a distribuição geográfica dessas linhagens.  Utilizando essa abordagem, Behar et al.2 identificaram quatro grandes agrupamentos fundadores: três pertencentes ao haplogrupo K — totalizando 32% das linhagens Ashkenazi amostradas — e um pertencente ao haplogrupo N1b, correspondendo a outros 9%.  Essas linhagens são extremamente raras em todo o Oriente Próximo e na Europa, o que torna a identificação de possíveis populações de origem um grande desafio.  Ainda assim, os autores concluíram que os quatro grupos provavelmente surgiram no Oriente Próximo e representam marcadores de uma migração para a Europa, ocorrida há apenas cerca de 2.000 anos, de populações ancestrais dos Ashkenazi.  Os cerca de 60% restantes das linhagens de mtDNA entre os Ashkenazi não puderam ser associados a nenhuma origem específica, com exceção das linhagens dos haplogrupos minoritários U5 e V (totalizando cerca de 6%), que indicavam ancestralidade européia.

Aqui nos concentramos nos fundadores principais e secundários, com um banco de dados muito maior de populações de origem potenciais.  Primeiro analisamos 956 (72 recém-gerados) mitogenomas do haplogrupo U8 (incluindo 909 do haplogrupo K, o principal subclado do U8): 477 deles são da Europa e 106 do Oriente Próximo/Cáucaso.  Mostramos que as linhagens européias e do Oriente Próximo caem em grande parte em aglomerados antigos e discretos, com episódios menores de fluxo gênico, sugerindo que o haplogrupo K se diversificou separadamente na Europa e no Oriente Próximo durante o último período glacial. Dos três fundadores Ashkenazi, K1a1b1a e K1a9 foram provavelmente assimilados na Europa Ocidental (talvez Mediterrâneo) e K2a2a1 na Europa Ocidental/Central.  Mais surpreendentemente, ao analisar duas novas sequências N1b2 selecionadas de um banco de dados de 278 sequências N1b HVS-I, no contexto de 44 sequências N1b publicadas, mostramos que o subclado N1b2 altamente distinto, constituindo outros 9% das linhagens Ashkenazi, foi provavelmente assimilado na Europa Mediterrânea, e não no Oriente Próximo, como proposto anteriormente.  Além disso, a partir de um levantamento de mais de 2.500 genomas completos de mtDNA e de mais de 28.000 seqüências de regiões de controle da Europa, Oriente Próximo e Cáucaso, em comparação com o banco de dados disponível de 836 seqüências de regiões de controle Ashkenazi e um punhado de mitogenomas publicados, também avaliamos os fundadores menores.  No geral, estimamos que a maioria (> 80%) dos mtDNAs Ashkenazi foram assimilados na Europa.  Poucos derivam de uma fonte do Próximo Oriente e, apesar do recente renascimento da “hipótese Khazar”, é provável que praticamente nenhum tenha ascendência no Norte do Cáucaso. Portanto, embora do lado masculino possa ter havido um componente significativo do Oriente Próximo (e possivelmente do Leste Europeu/Caucasiano) na ascendência Ashkenazi, as linhagens maternas remontam principalmente à Europa Ocidental pré-histórica.  Estes resultados enfatizam a importância do recrutamento de mulheres locais e da conversão na formação das comunidades Ashkenazi, e representam um passo significativo na reconstrução detalhada da história genealógica Ashkenazi.

Resultados

O haplogrupo K surgiu dentro do haplogrupo U8 há cerca de 36 mil anos (ka), na Europa ou no Oriente Próximo; as subclades menores K1b, K1c e K2 provavelmente surgiram todas na Europa, entre o último período glacial e o Neolítico.  A linhagem K1a expandiu-se a partir de ~20 ka, tanto no Oriente Próximo quanto na Europa, sendo que sua principal subclade, K1a1b1, restringe-se principalmente à Europa (com algumas ocorrências no Norte da África) e chegou do Oriente Próximo por volta de 11,5 ka, no início do Holoceno.

Quase metade dos mtDNAs em judeus Ashkenazi da Europa Ocidental e Central pertence ao haplogrupo K, proporção que cai para ~15% entre os judeus da Europa Oriental; quase todas essas linhagens enquadram-se em três subclades: K1a1b1a, K1a9 e K2a2a1.  Esses três agrupamentos fundadores apresentam um forte sinal de expansão iniciado há cerca de 2,3 ka, com o tamanho efetivo total da população dessas linhagens aumentando 13 vezes até 275 anos atrás.

A subclade K1a1b1a (levemente redefinida devido à resolução aprimorada da nova árvore) representa 63% das linhagens K Ashkenazi (ou ~20% do total de linhagens Ashkenazi) e remonta a ~4,4 ka segundo estimativas de máxima verossimilhança (ML); no entanto, todas as amostras nela contidas, exceto uma, estão inseridas em uma subclade ainda mais específica, a K1a1b1a1, datada de ~2,3 ka. A K1a1b1a1 também está presente em amostras não Ashkenazi, provenientes principalmente da Europa Central e Oriental. Como essas amostras estão inseridas entre linhagens Ashkenazi, sua presença provavelmente decorre do fluxo gênico das comunidades Ashkenazi para a população em geral. O padrão de fluxo gênico em direção às comunidades vizinhas é observado nos outros dois principais fundadores do haplogrupo K, bem como nos haplogrupos H e J; isso fica especialmente evidente quando as populações que contêm o grupo e as que o receberam são mais distintas — como no caso do haplogrupo HV1b, que possui uma ancestralidade remota no Oriente Próximo.

As linhagens K1a1b1 nas quais as sequências K1a1b1a se inserem (incluindo 19 linhagens de ancestralidade conhecida) são exclusivamente européias, apontando para uma ancestralidade européia antiga.  As linhagens inseridas mais próximas provêm da Itália, da Alemanha e das Ilhas Britânicas; outros subclados de K1a1b1 incluem linhagens da Europa Ocidental e da região do Mediterrâneo, além de uma linhagem huterita (os huteritas remontam sua ancestralidade ao Tirol do século XVI).  Resultados de tipagem/HVS-I também indicaram a presença de várias linhagens do noroeste da África compatíveis com tipos HVS-I europeus, provavelmente resultado de fluxo gênico proveniente da Europa Mediterrânea.  A linhagem K1a1b1a também está presente em baixas freqüências entre judeus sefarditas descendentes de exilados espanhóis, mas está ausente em judeus não-europeus, incluindo uma amostra de 289 judeus norte-africanos.  Notavelmente, ela não é encontrada em judeus líbios, que possuem uma ancestralidade distinta do Oriente Próximo, sem influxo conhecido de imigrantes exilados da Espanha (embora os judeus de Djerba, com história semelhante, ainda não tenham sido testados quanto ao mtDNA, eles se assemelham muito aos judeus líbios em análises autossômicas). Assim, o subclado asquenaze de K1a1b1 muito provavelmente teve origem na Europa Ocidental.

A linhagem K1a9, que representa outros 20% das linhagens K asquenazes (ou 6% do total de linhagens asquenazes) e também remonta a cerca de 2,3 mil anos (segundo estimativas de máxima verossimilhança — ML), inclui linhagens tanto asquenazes quanto não asquenazes provenientes exclusivamente do Leste Europeu (sugerindo, mais uma vez, fluxo gênico para fora do grupo em direção a comunidades mais amplas).  Assim como a K1a1b1a, ela também é encontrada, em frequências muito mais baixas, entre os sefarditas.  Nesse caso, as relações de ramificação ancestral são menos claras, mas a K1a9 parece estar inserida, de forma mais plausível, no suposto clado K1a9′10′15′26′30 (datado de cerca de 9,8 mil anos), o qual, fora isso, inclui apenas linhagens da Europa Ocidental (e uma da Tunísia), apontando novamente para uma origem na Europa Ocidental.

A linhagem K2a2 representa outros 16% das linhagens K asquenazes (ou cerca de 5% do total de linhagens asquenazes) e remonta a cerca de 8,4 mil anos. Linhagens asquenazes são encontradas, mais uma vez, em um subclado de ramificação recente, o K2a2a1 (datado de ~1,5 mil anos atrás), o qual, fora isso, inclui apenas indivíduos do Leste Europeu, sugerindo um fluxo gênico proveniente dos asquenazes.  Por outro lado, os clados que englobam esse grupo — K2a2 e K2a2a —, embora tenham sido pouco amostrados, incluem apenas linhagens francesas e alemãs.  O clado K2a2a não é encontrado em populações judaicas não européias.

O haplogrupo K é mais raro no Cáucaso do Norte do que na Europa ou no Oriente Próximo (<4%), e os três clados fundadores asquenazes não foram encontrados na região.  Analisamos todas as oito linhagens do haplogrupo K identificadas em uma amostra de 208 indivíduos do Cáucaso do Norte, e todas pertenciam aos subclados típicos do Oriente Próximo: K1a3, K1a4 e K1a12.  O haplogrupo K é mais comum na Chuváchia, mas as linhagens amostradas nessa região pertencem aos grupos K1a4, K1a5 e pré-K2a8.

O quarto principal mtDNA fundador entre os judeus asquenazes pertence ao haplogrupo N1b.  A distribuição do N1b concentra-se muito mais no Oriente Próximo do que a do haplogrupo K; consequentemente, a subclado N1b2, característica dos asquenazes, foi atribuída a uma origem levantina.  Até o momento, o N1b2 foi encontrado exclusivamente em populações asquenazes e, embora date de apenas ~2,3 mil anos atrás (ka), divergiu de outras linhagens N1b há cerca de 20 mil anos.  O N1b2 pode ser identificado no banco de dados HVS-I pela variante 16176A; no entanto, Behar et al. analisaram 14 amostras do Oriente Próximo (e algumas do Leste Europeu) com esse motivo e o identificaram como uma mutação paralela.  Portanto, apesar do longo ramo que leva ao N1b2, não se conhecem amostras do Oriente Próximo que pertençam a esse grupo.

Contudo, em nosso banco de dados não publicado, contendo 6.991 sequências HVS-I, identificamos duas amostras italianas com o marcador 16176A, as quais seqüenciamos integralmente.  Confirmamos que elas pertencem ao N1b2, mas divergem antes das linhagens asquenazes — há cerca de 5 mil anos —, posicionando-se de forma a englobar o agrupamento asquenaze.  Esse resultado notável sugere que as linhagens italianas podem ser remanescentes de uma dispersão do Oriente Próximo para a Europa ocorrida há mais de 5 mil anos, e que o N1b2 foi assimilado pela população ancestral asquenaze na região norte do Mediterrâneo há cerca de 2 mil anos.  Embora tenhamos encontrado apenas duas amostras que sugerem uma ancestralidade italiana para o N1b2, o banco de dados da região de controle disponível para análise é muito extenso (28.418 sequências HVS-I da Europa, do Oriente Próximo e do Cáucaso, das quais 278, ou ~1%, eram N1b).  Além disso, essa conclusão é corroborada por nossa análise anterior de linhagens fundadoras de sequências HVS-I do haplogrupo N1b, que datou a dispersão para a Europa no final do Pleistoceno ou início do Holoceno.

Linhagens minoritárias de mtDNA asquenaze

Atualmente, existe um grande número de mitogenomas da Europa, do Cáucaso e do Oriente Próximo (~3.500, com >70 de asquenazes), bem como um banco de dados substancial de regiões de controle de mtDNA asquenaze contendo 836 amostras.  Portanto, procuramos cruzar essas duas fontes de dados para localizar a maioria dos dados da região de controle dentro da filogenia dos mitogenomas.

Além das quatro linhagens fundadoras dos haplogrupos K e N1b, o principal haplogrupo entre os judeus asquenazes é o haplogrupo H, que compreende 23% das linhagens asquenazes; esse também é o haplogrupo predominante entre os europeus (40–50% na Europa, ~25% no Cáucaso do Norte e ~19% no Oriente Próximo).  Estão disponíveis 29 mitogenomas asquenazes do haplogrupo H; 26 deles (90%) situam-se claramente dentro de subclados europeus que remontam ao início do Holoceno.  De fato, a maioria deles se insere mais especificamente em subclados da Europa Ocidental/Central, apresentando seqüências muito semelhantes às encontradas na Europa Oriental, seguindo o mesmo padrão observado para os clados fundadores do haplogrupo K.  Entre os mitogenomas asquenazes do haplogrupo H, 39% pertencem aos subgrupos H1 ou H3, que são mais freqüentes na Europa Ocidental e raros fora da Europa.  Em alguns casos, as relações de inserção filogenética apontam (embora de forma preliminar) para uma origem na Europa Central; contudo, em muitos casos, a comparação com o banco de dados da região HVS-I indica correspondências na Europa Ocidental.  Para o haplogrupo H, as conclusões filogeográficas baseadas nessas relações de inserção são fortemente corroboradas por evidências provenientes do estudo de vestígios pré-históricos, que mostram, em quase todos os casos, que as linhagens em questão já estavam presentes na Europa pelo menos desde o início da Idade do Bronze, há cerca de 3.500 anos (3,5 ka).  Não há indícios de assimilação a partir do Cáucaso do Norte, região onde a maioria das linhagens do haplogrupo H difere daquelas encontradas na Europa.

Apenas as linhagens asquenazes são apresentadas com detalhes completos; a distribuição das demais linhagens é indicada por pequenos quadrados, representando a quantidade presente na árvore completa para cada subclado.  As linhagens europeias pré-históricas (todas do Neolítico, com exceção da linhagem H1aw, que remonta à Idade do Ferro) são representadas por círculos vermelhos.  Escala de tempo (ka) baseada em estimativas de máxima verossimilhança (ML) para seqüências de mitogenomas.  Uma linhagem da cultura da Cerâmica Cordada do Neolítico Final, proveniente da Europa Central, é apresentada em vermelho, emergindo diretamente da raiz.

O haplogrupo J compreende 7% do banco de dados da região de controle dos Ashkenazi. Cerca de 72% deles podem ser atribuídos ao J1c, que se acredita ter surgido na Europa durante o período do Tardiglacial, e 19% pertencem ao J1b1a1, também restrito à Europa.  Assim, mais de 90% das linhagens J Ashkenazi têm origem européia, com ~7% (J1b e J2b) apresentando uma associação menos clara. Muitas têm uma provável origem na Europa Ocidental/Central, apesar de (assim como o H) serem mais frequentes entre os Ashkenazi do Leste Europeu. Os quatro mitogenomas J Ashkenazi — J1c5, J1c7a1a e J1c7d — mostram, mais uma vez, um padrão marcante de linhagens do Mediterrâneo e da Europa Ocidental e Central envolvendo as linhagens Ashkenazi/do Leste Europeu.

Apenas as linhagens Ashkenazi são apresentadas com detalhes completos; a distribuição de outras linhagens é indicada por pequenos quadrados para cada subclado, com o número correspondente na árvore completa informado em cada caso. Para a árvore completa, consulte Pala et al.30. Escala de tempo (ka) baseada em estimativas de Máxima Verossimilhança (ML) para sequências de mitogenomas.

Os haplogrupos U5, U4 e HV0 (totalizando 6,3%) surgiram na Europa.  Algumas dessas linhagens, que também são mais freqüentes entre os Ashkenazi do Leste do que entre os do Oeste, podem ter sido assimiladas na Europa Central.  As linhagens do haplogrupo T (5% do total) são mais difíceis de classificar, mas pelo menos 60% delas (T2a1b, T2b, T2e1 e T2e4) são provavelmente de origem europeia, e ~10% (T1b3 e T2a2), de origem do Oriente Próximo.  As linhagens do haplogrupo I estão evidentemente presentes na Europa pelo menos desde o Neolítico, conforme indicado tanto por análises filogeográficas quanto por análises de DNA antigo.  O haplogrupo W3 pode ter se originado no Oriente Próximo, mas se espalhou para a Europa já no período do Tardiglacial. A linhagem M1a1b é característica do norte do Mediterrâneo e muito provavelmente foi assimilada nessa região, mas as linhagens U6a e L2a1l são mais difíceis de definir com precisão.  As principais linhagens com uma origem potencialmente do Oriente Próximo incluem HV1, R0a1a e U7a5 (totalizando ~8,3%). Os mitogenomas HV1b2, em particular, datam de ~2 mil anos atrás e situam-se dentro de um agrupamento de linhagens HV1b do Oriente Próximo que datam de ~18 mil anos atrás.  Outras linhagens, como U1a e U1b, têm origem última no Oriente Próximo, mas, assim como a N1b, foram posteriormente distribuídas pela região norte do Mediterrâneo.  De modo geral, é mais difícil atribuir linhagens a uma origem no Oriente Próximo com segurança, uma vez que o banco de dados da região de controle — muito mais abrangente — indica que (assim como ocorre com a N1b2) muitas linhagens com ancestralidade profunda no Oriente Próximo se dispersaram amplamente pelo norte do Mediterrâneo durante o Holoceno e podem, alternativamente, ter sido assimiladas nessa região.

Se considerarmos a possibilidade de que as linhagens K1a9 e N1b2 possam ter origem no Oriente Próximo, podemos estimar a proporção geral de ancestralidade materna europeia em cerca de 65%.  No entanto, dada a robustez dos argumentos a favor de uma origem européia mesmo para essas linhagens fundadoras, nossa melhor estimativa é atribuir cerca de 81% das linhagens asquenazes a uma origem européia, cerca de 8% ao Oriente Próximo e cerca de 1% a regiões mais a leste na Ásia, permanecendo cerca de 10% com origem ambígua.  Assim, pelo menos dois terços — e muito provavelmente mais de quatro quintos — das linhagens maternas asquenazes possuem ancestralidade europeia.

Discussão

A questão de saber se a ancestralidade dos judeus asquenazes remonta ao Levante ou à Europa é um tema de longa data e permanece altamente controverso.  Nossos resultados — provenientes principalmente da análise detalhada das quatro principais linhagens fundadoras dos haplogrupos K e N1b, mas corroborados pelos demais DNAs mitocondriais (mtDNAs) asquenazes — sugerem que a maioria das linhagens maternas asquenazes tem origem na Europa pré-histórica.

Pesquisadores anteriores propuseram uma origem levantina para as três linhagens fundadoras K asquenazes com base em várias linhas de evidência indiretas: ancestralidade compartilhada com judeus não asquenazes, ancestralidade recente compartilhada com amostras do Mediterrâneo e a ausência dessas linhagens entre não judeus; essa hipótese tem sido amplamente aceita.  No entanto, nossas análises, muito mais detalhadas, mostram que duas das principais linhagens asquenazes do haplogrupo K — K1a1b1a e K2a2a1 — possuem uma ancestralidade européia profunda, remontando, respectivamente, ao início e a meados do Holoceno.  Ambas pertencem a clados europeus antigos (K1a1b1 e K2) que incluem predominantemente mtDNAs europeus, com a quase total ausência de linhagens do Oriente Próximo.  Apesar de certa incerteza quanto às relações de ramificação ancestral, uma origem européia também parece provável para o terceiro clado fundador, o K1a9.  A alta concentração de linhagens do haplogrupo K de origem do Oriente Próximo em subclados específicos e distintos da árvore — e, de fato, a ausência de linhagens do haplogrupo K entre os samaritanos, de quem se poderia esperar o compartilhamento de um patrimônio genético ancestral com os antigos israelitas — sugere fortemente que é pouco provável que tenhamos deixado passar despercebido algum "reservatório" levantino de variação do haplogrupo K até então não detectado.

Além disso, nossos resultados sugerem que a linhagem N1b2 — para a qual Behar et al. propuseram uma ancestralidade do Oriente Próximo (com grau de confiança muito maior do que para o haplogrupo K) — tem maior probabilidade de ter sido assimilada pelos ancestrais dos judeus asquenazes na região norte do Mediterrâneo. Por fim, nossa comparação cruzada entre bancos de dados da região de controle e do mitogenoma revela que a grande maioria dos cerca de 60% restantes das linhagens asquenazes — pertencentes aos haplogrupos H, J, T, HV0, U4/U5, I, W e M1 — também apresenta ancestralidade predominantemente européia.

De modo geral, parece que pelo menos 80% da ancestralidade materna asquenaze deve-se à assimilação de mtDNAs nativos da Europa, muito provavelmente por meio de conversão.  Os padrões de aninhamento filogenético sugerem que as linhagens de mtDNA asquenaze mais freqüentes foram assimiladas na Europa Ocidental, há cerca de 2.000 anos ou pouco antes.  Algumas linhagens específicas, incluindo N1b2, M1a1b, K1a9 e talvez até a principal, K1a1b1, apontam para uma origem no norte do Mediterrâneo.  Parece provável que as principais linhagens fundadoras tenham resultado da onda mais antiga — e presumivelmente mais profunda — de efeitos fundadores, propagando-se do Mediterrâneo em direção ao norte, para a Europa Central, e que a maioria das linhagens fundadoras secundárias tenha sido assimilada na Europa Ocidental/Central nos últimos 1.500 anos.  O compartilhamento de linhagens mais raras com populações do Leste Europeu pode indicar assimilação adicional em alguns casos, mas muitas vezes pode ser explicado por intercâmbio via casamentos mistos em sentido inverso.

Assim, os asquenazes assemelham-se a comunidades judaicas da África Oriental e da Índia — e possivelmente a outras do Oriente Próximo, do Cáucaso e da Ásia Central —, que também apresentam uma fração substancial de linhagens maternas provenientes de suas comunidades "anfitriãs".  Apesar das interpretações amplamente divergentes dos dados autossômicos, esses resultados alinham-se bem com estudos de genoma completo, que indicam um componente europeu significativo, com relações particularmente estreitas com populações italianas.  Como seria de esperar a partir do panorama autossômico, os estudos do cromossomo Y geralmente mostram uma tendência oposta à do mtDNA (com origem predominantemente no Oriente Próximo), exceto pela grande fração de ancestralidade européia observada nos levitas asquenazes.

Evidências de compartilhamento de haplótipos com judeus não-asquenazes para cada uma das três principais linhagens fundadoras do haplogrupo K podem sugerir uma ancestralidade comum parcial na Europa mediterrânea para judeus asquenazes e sefarditas (exilados da Espanha); contudo, isso também pode decorrer, pelo menos em parte, de fluxo gênico posterior, especialmente em direção à Bulgária e à Turquia — ambas tendo recebido imigração substancial de comunidades asquenazes nos séculos XIV e XV.  O fluxo gênico pode ter sido expressivo em alguns casos; é provável que tenham ocorrido casamentos mistos contínuos quando essas comunidades passaram a viver em maior proximidade após o exílio espanhol.  Uma ancestralidade comum parcial para todos os judeus europeus — tanto asquenazes quanto sefarditas — é novamente fortemente corroborada pelos resultados autossômicos.

Comunidades judaicas já estavam espalhadas pelo mundo greco-romano e persa há mais de 2.000 anos.  Acredita-se que uma comunidade judaica significativa estivesse presente em Roma pelo menos desde meados do século II a.C., mantendo vínculos com Jerusalém e contando com uma população de 30.000 a 50.000 pessoas na primeira metade do século I d.C.. Ao final do primeiro milênio d.C., comunidades asquenazes já eram historicamente visíveis ao longo do vale do Reno, na Alemanha.  Após a onda de expulsões na Europa Ocidental durante o século XV, elas começaram a se dispersar novamente, desta vez em direção à Europa Oriental.

Essas análises sugerem que a primeira grande onda de assimilação ocorreu provavelmente na Europa mediterrânea, muito provavelmente na península Itálica há cerca de 2 mil anos, com uma assimilação subseqüente e substancial de linhagens fundadoras menores na Europa ocidental e central.  Há menos evidências de assimilação na Europa Oriental e quase nenhuma indicação de uma origem no Norte do Cáucaso ou na Chuváchia, como seria previsto pela hipótese cazare; em vez disso, os resultados mostram fortes continuidades genéticas entre as comunidades asquenazes da Europa ocidental e oriental, embora com gradientes (clinas) graduais na freqüência de linhagens fundadoras entre o leste e o oeste.

Surpreendentemente, há poucas evidências de qualquer evento fundador significativo proveniente do Oriente Próximo.  Menos de 10% dos DNAs mitocondriais (mtDNAs) asquenazes podem ser atribuídos a uma origem no Oriente Próximo com algum grau de confiança, e essas linhagens são encontradas em freqüências muito baixas. As mais frequentes — pertencentes aos haplogrupos HV1b2, R0a1a e U7 — ocorrem em apenas cerca de 3%, 2% e 1%, respectivamente.  Todas estão disseminadas pelas comunidades asquenazes e poderiam, hipoteticamente, ser vestígios de linhagens fundadoras levantinas antigas; no entanto, parece provável que outras linhagens menores do Oriente Próximo sejam resultado de um fluxo gênico mais recente para a população asquenaze.

As estimativas de idade para as linhagens fundadoras européias podem sugerir (com muita cautela, dada a imprecisão dos dados atuais) que essas populações judaicas ancestrais portadoras dos haplogrupos K e, especialmente, N1b2, podem ter tido origem no primeiro milênio a.C., e não após a destruição do Templo de Jerusalém em 70 d.C.  De fato, alguns estudiosos argumentaram, com base em evidências históricas, que a expansão em larga escala do judaísmo por toda a região do Mediterrâneo durante o período helenístico foi resultado principalmente do proselitismo e da conversão em massa, especialmente entre as mulheres.  Esperamos que uma combinação de análises em larga escala de mitogenomas e de cromossomos Y completos — complementando o seqüenciamento do genoma humano total — permita abordar essa questão com muito mais detalhes em um futuro próximo.

Apesar do potencial dos estudos genômicos, deve-se ressaltar o valor específico do seqüenciamento completo do mitogenoma, uma vez que alguns estudos desconsideraram a importância dos marcadores uniparentais devido ao impacto da deriva genética na população asquenaze.  Na verdade, pode ocorrer o inverso: estudos autossômicos podem ser confundidos pela deriva genética, ao passo que a resolução genealógica refinada proporcionada por mitogenomas completos — desde que haja amostragem suficiente — pode oferecer uma reconstrução detalhada da história das mulheres asquenazes.  A genealogia do mtDNA pode, inclusive, ser considerada de relevância particular devido à herança matrilinear observada no judaísmo pelo menos desde cerca de 200 d.C.  (e possivelmente vários séculos antes), o que ajudou a "fixar" linhagens provenientes de conversos na comunidade asquenaze a partir desse período.  Com resolução suficiente, uma história genealógica detalhada de cada linhagem materna entre os asquenazes está agora ao nosso alcance; de fato, em breve deverá ser possível reconstruir os contornos de toda a história de dispersão de cada comunidade.

Métodos

Amostras e análise da variação da sequência de mtDNA

Embora exista um banco de dados crescente de mitogenomas completos, quase todas as amostras do haplogrupo U8 provêm de europeus ou de indivíduos com ascendência européia (predominantemente da Europa Ocidental).  No entanto, evidências provenientes do Oriente Próximo são fundamentais para traçar um panorama significativo da pré-história demográfica européia (e da Eurásia ocidental em geral).  Por isso, selecionamos 67 amostras do haplogrupo K, predominantemente do Oriente Próximo (identificadas por meio do seqüenciamento completo da região de controle de 111 amostras do haplogrupo K), para o seqüenciamento de mitogenomas, além de cinco amostras pertencentes ao haplogrupo U8 (exceto o K) e duas da Itália potencialmente pertencentes ao haplogrupo N1b2.  As amostras foram coletadas mediante o devido consentimento informado dos participantes, e o estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Ciências Biológicas da Universidade de Leeds, pelo Comitê de Ética para Experimentação Clínica da Universidade de Pavia e pelo Western Institutional Review Board (WIRB), em Olympia, WA, EUA.  Realizamos o seqüenciamento pelo método Sanger e, para maximizar o número de amostras, conduzimos uma análise filogenética incluindo 884 sequências do haplogrupo U8 já publicadas (totalizando 909 sequências do haplogrupo K) e quatro sequências de grupos externos do haplogrupo N, utilizando o software Network 4.6 e o algoritmo reduced-median. Em seguida, construímos manualmente, a partir da rede gerada, uma árvore hipotética de máxima parcimônia abrangendo as 956 sequências do haplogrupo U8, seguindo a classificação PhyloTree36 para os subclados conhecidos.  Utilizamos a ferramenta mtDNA-GeneSyn para a conversão de arquivos.  Visto que existem vários sítios extremamente variáveis no haplogrupo K1 (especialmente nas posições 195 e 16.093), confirmamos a topologia geral gerando redes baseadas apenas em dados da região codificante.  Realizamos análises semelhantes para os haplogrupos H, J e T e, no caso do haplogrupo N1b, ampliamos a árvore que havíamos publicado anteriormente.

Estimativas de idade e distribuição filogeográfica

Estimamos os tempos de coalescência dos clados utilizando a estatística ρ e o método de máxima verossimilhança (ML), além de estimativas bayesianas para os mitogenomas com o software BEAST.  Para a estatística ρ e o método ML, aplicamos uma correção para a seleção purificadora utilizando a ferramenta de cálculo que desenvolvemos anteriormente.  Definimos alguns sub-haplogrupos como a priori monofiléticos na análise (U8, U8a, U8b, K, K1, K1a, K1b, K1c, K2, K2a e K2b) e assumimos um tempo de geração de 25 anos.  Também obtivemos gráficos Bayesian skyline para estimar os tamanhos populacionais efetivos associados ao haplogrupo U8 ao longo do tempo, e estimamos o período de crescimento máximo.

Para uma visão geral mais ampla da diversidade e da distribuição geográfica das linhagens, também compilamos 1.917 seqüências HVS-I (seqüência hipervariável I) do haplogrupo K (na faixa 16.051–16.400), sendo 87 do haplogrupo U8a e 52 do U8b1 (provenientes da Europa, do Oriente Próximo e do Norte da África, a partir de um banco de dados total de 33.127 sequências HVS-I).  Representamos as distribuições de frequência e diversidade das seqüências dos haplogrupos K, U8a1 e U8b1 — identificadas por meio de seus motivos no banco de dados HVS-I — em mapas de interpolação gerados com o software Surfer.  Para as análises de freqüência, examinamos os dados em nível de populações regionais já publicadas; para as análises de diversidade, agrupamos esses dados em áreas mais amplas, conforme descrito anteriormente.  Quanto às análises de outras linhagens asquenazes, comparamos 836 sequências da região de controle já publicadas (referências 1, 2 e 11) com genomas mitocondriais completos de asquenazes e com o banco de dados global de genomas mitocondriais disponível no GenBank, a fim de classificar as linhagens asquenazes da região de controle em seus respectivos subclados.  Para as distribuições geográficas, complementamos e verificamos essas informações utilizando um banco de dados de sequências da região de controle (contendo 38.244 registros da Eurásia ocidental, da Ásia Central e do Norte da África).

Como citar este artigo: Costa, M.D. et al. A substantial prehistoric European ancestry amongst Ashkenazi maternal lineages. Nat. Commun. 4:2543 doi: 10.1038/ncomms3543 (2013).

Referências

1. Behar, D. M. et al. Differential bottleneck effects in the mtDNA gene pool of Ashkenazi Jewish populations. Eur. J. Hum. Genet. 12, 355–364 (2004).
2. Behar, D. M. et al. The matrilineal ancestry of Ashkenazi Jewry: portrait of a recent founder event. Am. J. Hum. Genet. 78, 487–497 (2006).
3. Behar, D. M. et al. The genome-wide structure of the Jewish people. Nature 466, 238–242 (2010).
4. Atzmon, G. et al. Abraham’s children in the genome era: major Jewish diaspora populations comprise distinct genetic clusters with shared Middle Eastern ancestry. Am. J. Hum. Genet. 86, 850–859 (2010).
5. Ostrer, H. A genetic profile of contemporary Jewish populations. Nat. Rev. Genet. 2, 891–898 (2001).
6. Zoossmann-Diskin, A. The origin of Eastern European Jews revealed by autosomal, sex chromosomal and mtDNA polymorphisms. Biol. Direct 5, 57 (2010).
7. Bray, S. M. et al. Signatures of founder effects, admixture, and selection in the Ashkenazi Jewish population. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 16222–16227 (2010).
8. Koestler, A. The Thirteenth Tribe: The Khazar Empire and its Heritage Random House (1976).
9. Sand, S. The Invention of the Jewish People Verso (2009).
10. Guha, S. et al. Implications for health and disease in the genetic signature of the Ashkenazi Jewish population. Genome Biol. 13, R2 (2012).
11. Thomas, M. et al. Founding mothers of Jewish communities: geographically separated Jewish groups were independently founded by very few female ancestors. Am. J. Hum. Genet. 70, 1411–1420 (2002).
12. Entine, J. Abraham’s Children: Race, Identity, and the DNA of the Chosen People Grand Central Publishing (2007).
13. Goldstein, D. B. Jacob’s Legacy Yake University Press (2008).
14. Ostrer, H. Legacy: A Genetic History of the Jewish People Oxford University Press (2012).
15. Irshai, O. in The Illustrated History of the Jewish People ed De Lange N. Aurum Press (1997).
16. Elhaik, E. The missing link of Jewish European ancestry: contrasting the Rhineland and the Khazarian hypotheses. Genome Biol. Evol. 5, 61–74 (2012).
17. Venton, D. Out of Khazaria—evidence for ‘Jewish genome’ lacking. Genome Biol. Evol. 5, 75–76 (2013). 
18. Hammer, M. F. et al. Jewish and Middle Eastern non-Jewish populations share a common pool of Y-chromosome biallelic haplotypes. Proc. Natl Acad. Sci. USA 97, 6769–6774 (2000).
19. Nebel, A. et al. High-resolution Y chromosome haplotypes of Israeli and Palestinian Arabs reveal geographic substructure and substantial overlap with haplotypes of Jews. Hum. Genet. 107, 630–641 (2000).
20. Behar, D. M. et al. Contrasting patterns of Y chromosome variation in Ashkenazi Jewish and host non-Jewish European populations. Hum. Genet. 114, 354–365 (2004).
21. Hammer, M. F. et al. Extended Y chromosome haplotypes resolve multiple and unique lineages of the Jewish priesthood. Hum. Genet. 126, 707–717 (2009).
22. Behar, D. M. et al. Multiple origins of Ashkenazi Levites: Y chromosome evidence for both Near Eastern and European ancestries. Am. J. Hum. Genet. 73, 768–779 (2003).
23. Richards, M. et al. Tracing European founder lineages in the Near Eastern mtDNA pool. Am. J. Hum. Genet. 67, 1251–1276 (2000).
24. Fernandes, V. et al. The Arabian cradle: Mitochondrial relicts of the first steps along the southern route out of Africa. Am. J. Hum. Genet. 90, 347–355 (2012).
25. Behar, D. M. et al. Counting the founders: The matrilineal genetic ancestry of the Jewish Diaspora. PLoS One 3, e2062 (2008).
26. Pichler, I. et al. Drawing the history of the Hutterite population on a genetic landscape, inference from Y-chromosome and mtDNA genotypes. Eur. J. Hum. Genet. 18, 463–470 (2010).
27. Campbell, C. L. et al. North African Jewish and non-Jewish populations form distinctive, orthogonal clusters. Proc. Natl Acad. Sci. USA 109, 13865–13870 (2012).
28. Soares, P. et al. The archaeogenetics of Europe. Curr. Biol. 20, R174–R183 (2010).
29. Brotherton, P. et al. Neolithic mitochondrial haplogroup H genomes and the genetic origins of Europeans. Nat. Commun. 4, 1764 (2013).
30. Pala, M. et al. Mitochondrial DNA signals of Late Glacial re-colonization of Europe from Near Eastern refugia. Am. J. Hum. Genet. 90, 915–924 (2012).
31. Olivieri, A. et al. Mitogenomes from two uncommon haplogroups mark Late Glacial/postglacial expansions from the Near East and Neolithic dispersals within Europe. PLoS One 8, e70492 (2013).
32. Olivieri, A. et al. The mtDNA legacy of the Levantine Early Upper Palaeolithic in Africa. Science 314, 1767–1770 (2006).
33. Limor, O. inThe Illustrated History of the Jewish People ed De Lange N. Aurum Press (1997).
34. Torroni, A. et al. Do the four clades of the mtDNA haplogroup L2 evolve at different rates? Am. J. Hum. Genet. 69, 1348–1356 (2001).
35. Bandelt, H.-J., Forster, P., Sykes, B. C. & Richards, M. B. Mitochondrial portraits of human populations using median networks. Genetics 141, 743–753 (1995).
36. van Oven, M. & Kayser, M. Updated comprehensive phylogenetic tree of global human mitochondrial DNA variation. Hum. Mutat. 30, E386–E394 (2009).
37. Pereira, L. et al. The diversity present in 5,140 human mitochondrial genomes. Am. J. Hum. Genet. 84, 628–640 (2009).
38. Soares, P. et al. Correcting for purifying selection: an improved human mitochondrial molecular clock. Am. J. Hum. Genet. 84, 740–759 (2009).
39. Soares, P. et al. The expansion of mtDNA haplogroup L3 within and out of Africa. Mol. Biol. Evol. 29, 915–927 (2012).
40. Pereira, L. et al. Population expansion in the North African Late Pleistocene signalled by mitochondrial DNA haplogroup U6. BMC Evol. Biol. 10, 390 (2010).
41. Fenner, J. N. Cross-cultural estimation of the human generation interval for use in genetics-based population divergence studies. Am. J. Phys. Anthropol. 128, 415–423 (2005).
42. Drummond, A. J., Rambaut, A., Shapiro, B. & Pybus, O. G. Bayesian coalescent inference of past population dynamics from molecular sequences. Mol. Biol. Evol. 22, 1185–1192 (2005).
43. Atkinson, Q. D., Gray, R. D. & Drummond, A. J. Bayesian coalescent inference of major human mtDNA haplogroup expansions in Africa. Proc. R. Soc. Lond. Ser. B Biol. Sci 276, 367–373 (2009).
44. Atkinson, Q. D., Gray, R. D. & Drummond, A. J. mtDNA variation predicts population size in humans and Southern Asian chapter in human prehistory. Mol. Biol. Evol. 25, 468–474 (2008).

This article is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported Licence. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/.