Cumulativamente, il vasto numero di campioni assemblati qui, combinato con la disponibilità di filogenesi paterne molto risolte che si estendono indietro di molte generazioni, hanno permesso di formulare con un alto grado di fiducia alcune inferenze sulla stirpe fondante dell’aplogruppo R1a dei Leviti Ashkenazi. Un totale di 71 individui che dichiarano un’eredità paterna ashkenazita levita o ashkenazita non levita sono stati accertati all’inizio dello studio come appartenenti all’aplogruppo R1a-M582 e, in base ai loro profili STR, come rappresentanti un’ampia gamma di variazioni trovate all’interno di tale aplogruppo. Sorprendentemente, tutti i 71 cromosomi Y potrebbero essere riassegnati a un singolo clade in espansione annidato all’interno di R1a-M582 ed etichettato qui R1a-Y2619, seguendo una delle sei varianti trovate a quel livello (Fig. 2 e Figura S1 supplementare). Gli unici campioni precedentemente riportati che hanno condiviso questa clade erano cinque campioni di eredità ebraica ashkenazita per i quali lo stato levita non è stato riportato26. Di conseguenza, tutti gli individui R1a-Y2619, se auto-affiliarsi come ebrei o non ebrei, se Ashkenazi o non-Ashkenazi, se Levites o non-Levites, sono i discendenti maschi diretti della linea paterna di un antenato maschio comune che ha vissuto ~ 1.743 ybp (Tabella 1). Poiché i maschi contemporanei di tutti i rami di R1a-Y2619 campionati finora portano uno dei molti cognomi levitici, si può sostenere con forza che questo antenato maschio si sia auto-affiliato come levita e possa aver portato il cognome patronimico Levite. La grandezza dell’evento di fondazione può essere stimata calcolando il numero di individui contemporanei che ci si aspetta portino un cromosoma Y R1a-Y2619. Due serie di campioni indipendenti di ebrei ashkenaziti in cui lo status di levita era sconosciuto hanno stimato in modo simile la percentuale dell’aplogruppo paterno R1a-Y2619, R1a-M17/M198, nella popolazione ashkenazita al 9,6%20 e all’11,5%, rispettivamente27. L’articolo precedente riportava che l’aplogruppo R1a-M582 rappresentava il 7,9% del totale della popolazione ashkenazita20. Qui, dimostriamo che tutti i campioni Ashkenazi appartenenti all’aplogruppo R1a-M582 possono essere riclassificati come R1a-Y2619. Sulla base di una dimensione della popolazione Ashkenazi di ~ 4.000.00013 maschi, di cui circa il 7,9% sono R1a-Y2619, ci sarebbe ~ 300.000 maschi Ashkenazi discendenti sulla loro linea diretta maschile da un unico antenato relativamente recente, con molti di quegli uomini auto-affiliarsi come Levite.
Due fattori ci hanno permesso di ottenere più accurate età di coalescenza e intervalli di confidenza che precedentemente calcolato per la stirpe Ashkenazi Levite R1a18,20. In primo luogo, il gran numero di cromosomi Y interi disponibili (Tabella S1 supplementare), e in secondo luogo, i dati disponibili dal pedigree Horowitz che ha permesso un punto di calibrazione interna (Fig. 3). I registri genealogici ben documentati del pedigree Horowitz dimostrano quanto robuste possano essere le sequenze del cromosoma Y intero nella ricostruzione delle ascendenze paterne. Il punto di calibrazione si è basato su tre campioni Horowitz con genealogie ben documentate che coalescono a 402 ybp. Due individui supplementari, auto-affiliantesi con la dinastia di Horowitz, ma senza genealogie libere hanno raggruppato strettamente con questi tre campioni. Nessuno dei campioni nelle cladi sorelle immediate si è autoidentificato come parte della dinastia Horowitz. Sorprendentemente, l’età molecolare del nodo che comprende tutti e cinque i campioni Horowitz è stata calcolata per essere ~690 ybp, mentre il tempo di coalescenza genealogica suggerisce che sia 546 ybp. Questo suggerisce che il nodo Horowitz R1a-YP268 (g.23133909G > A) potrebbe rappresentare l’effettiva sequenza ricostruita whole-Y del fondatore nominato di questo pedigree (Fig. 3b). Tuttavia, è importante notare che le età di coalescenza stimate sono approssimative, poiché alcune variazioni metodologiche possono portare a risultati un po’ diversi. Per esempio, l’applicazione della nostra metodologia di coalescenza ai dati ottenuti dalla sola piattaforma Illumina, avrebbe prodotto un’età di coalescenza di ~ 1.398 ybp per il clade Ashkenazi Levite R1a-Y2619 e ~ 645 anni ybp per il clade R1a-YP268. Tali differenze potrebbero essere attribuibili alla capacità di utilizzare tratti più lunghi di sovrapposizione del cromosoma Y quando si confrontano campioni sequenziati con lo stesso macchinario e parametri. Non abbiamo calcolato un tempo di coalescenza basato sulle variazioni STR, in quanto abbiamo precedentemente dimostrato che non forniscono ulteriori informazioni per i cladi di recente coalescenza6.
La proposta di origine mediorientale del lignaggio ashkenazita levita basata su quello che in precedenza era un numero relativamente limitato di campioni riportati20, può ora essere considerata fermamente convalidata. Mentre le più alte frequenze dell’aplogruppo R1a si trovano nell’Europa orientale18,28 , i nostri dati hanno rivelato una ricca variazione dell’aplogruppo R1a fuori dall’Europa che è filogeneticamente separata dai rami R1a tipicamente europei. Evidentemente, R1a-Y2619 è ben annidato all’interno di una pletora di cladi sorelle mediorientali filogeneticamente vicine, campionate in azeri iraniani, un Kerman, uno Yazidi e un uomo iberico. Questo fornisce la prova necessaria per la sua origine (Fig. 2 e Figura S1 supplementare). Tuttavia, l’esatto percorso di migrazione di R1a-Y2619 in Europa rimane elusivo. La maggior parte dei documenti storici suggerisce due percorsi principali della migrazione ebraica in Europa (Fig. 1)29,30. Si ritiene che l’ebraismo ashkenazita sia stato fondato come risultato della migrazione ebraica attraverso l’Italia nella valle del Reno e poi in Polonia. Si ritiene che gli ebrei sefarditi (spagnoli) siano migrati insieme alla graduale espansione islamica in Nord Africa e poi in Spagna14. Poiché R1a-Y2619 è di origine mediorientale, è possibile che la sua introduzione in Europa sia avvenuta attraverso uno o entrambi questi percorsi. Naturalmente, il forte evento di fondazione di R1a-Y2619 tra gli ebrei ashkenaziti, unito alla presenza di tutti i rami noti di R1a-Y2619 negli ebrei ashkenaziti, induce a dedurre che il suo percorso di migrazione dal Levante fosse direttamente collegato ai fondatori ashkenaziti. Tuttavia, questi fatti potrebbero semplicemente riflettere un’espansione all’interno degli ebrei ashkenaziti piuttosto che una prova del primo arrivo di R1a-Y2619 con o nella popolazione ashkenazita. Più confuso è il fatto che le registrazioni genealogiche della dinastia rabbinica Horowitz, ora dimostrata portatrice del cromosoma Y R1a-Y2619, suggeriscono la loro presenza nella penisola iberica nel XV secolo e probabilmente prima (Fig. 3)17. Infatti, ripetute migrazioni ebraiche che potrebbero aver portato i cromosomi Y R1a-Y2619 in Catalogna sono documentate dal IV secolo e durante l’espansione musulmana in Iberia31. Inoltre, poiché la Catalogna era di nuovo territorio cristiano dall’800 d.C., gli antenati proto-Horowitz R1a-Y2619 potrebbero anche rappresentare la migrazione degli ebrei ashkenaziti in Iberia. Di conseguenza, la presenza di R1a-Y2619 in Spagna nel XV secolo non potrebbe stabilire la prova del primo arrivo del lignaggio R1a-Y2619 nella penisola iberica, poiché ciò potrebbe semplicemente riflettere movimenti ripetuti e non registrati di ebrei avanti e indietro tra l’Europa orientale e occidentale e la penisola iberica. Precedenti evidenze dal mtDNA e dai marcatori autosomici hanno già suggerito un probabile flusso genico tra gli ebrei ashkenaziti e sefarditi in Europa32,33,34. Presi insieme, i nostri risultati tendono a favorire un unico percorso di ingresso in Europa come parte della migrazione Ashkenazi e l’espansione in Europa. Poiché il tempo di coalescenza di tutti i contemporanei R1a-Y2619 Levites è ~ 1.743 ybp, ben entro il tempo della diaspora dell’esilio romano, e ciascuno dei rami di R1a-Y2619 si trova in ebrei ashkenaziti, i nostri risultati non sono coerenti con uno scenario di rapida espansione nel Levante seguita da una diffusione attraverso vie multiple in Europa. I risultati dai campioni non-Ashkenazi R1a-Y2619 Levite suggeriscono anche un unico percorso di espansione. Se il lignaggio levita R1a-Y2619 fosse stato già ampiamente prevalente nel Levante, ci si sarebbe aspettato che i leviti non ashkenaziti si dividessero dai campioni leviti ashkenaziti prima del tempo della diaspora e formassero un cluster diverso. Tuttavia, i risultati mostrano che i Leviti non-Ashkenazi rientrano in più rami relativamente recenti coalescenti di R1a-Y2619 (Fig. 2 e Figura S1 supplementare). Questo modello è più compatibile con un flusso genico continuo dalla popolazione ashkenazita alla popolazione non ashkenazita durante la diaspora, piuttosto che percorsi multipli di ingresso per l’aplogruppo R1a-Y2619 in Europa dal Levante.
Un ulteriore supporto per un unico percorso di migrazione e la successiva espansione all’interno degli ebrei ashkenaziti, proviene dai modelli osservati di espansione di ulteriori aplogruppi ashkenaziti. Di conseguenza, è importante distinguere tra un evento di fondazione Ashkenazi Levite specifico per l’aplogruppo R1a-Y2619 che potrebbe essere stato il risultato di uno status socio-economico favorevole o di altro tipo, e un’espansione generale dei lignaggi fondatori Ashkenazi del cromosoma Y, compresi R1a-Y2619 Ashkenazi Levites. A questo scopo, abbiamo studiato una manciata di altri aplogruppi precedentemente descritti per essere prevalenti tra gli ebrei ashkenaziti19,24,35. I nostri risultati mostrano che l’espansione di R1a-Y2619 tra gli ebrei ashkenaziti non è specifica o unica per questo aplogruppo. Per esempio, la coalescenza dell’aplogruppo G-M377 (Figura supplementare S4) e Q-M242 (Figura supplementare S5), noto per rappresentare ciascuno il 5% della variazione paterna Ashkenazi24, si fondono a ~ 1.223 ybp e ~ 1.672 ybp, rispettivamente (Tabella 1). La strategia del cromosoma Y adottata qui ci ha permesso di risolvere i lignaggi dell’aplogruppo E nei suoi minuscoli sottobranchi (Figura supplementare S3). Le età di coalescenza dell’aplogruppo E-Z838, E- PF3780, E- B923 e E-B933, noto per rappresentare cumulativamente il 20% della variazione paterna Ashkenazi24, sono stati stimati a ~ 1.200-1.600 ybp. Questo modello di eventi fondativi multipli, non osservato tra gli ebrei spagnoli36 fornisce un ulteriore supporto che l’antenato ashkenazita levita R1a-Y2619 è entrato in Europa attraverso la via ashkenazita piuttosto che attraverso l’espansione ebraica nella penisola iberica. Altri modelli sono chiaramente visibili nell’ascendenza paterna degli ebrei ashkenaziti. L’apogruppo T-M70, prevalente in Medio Oriente, è presente anche tra gli ebrei Ashkenazi (Figura supplementare S6). I campioni genotipizzati hanno mostrato spaccature profondamente radicate che probabilmente indicano la conservazione di un’antica diversità di questo aplogruppo nel Levante, risalente al Pleistocene. Nel frattempo, il modello osservato per l’aplogruppo R1b-M269 (Figura supplementare S7), prevalente in Europa occidentale, suggerisce principalmente l’introgressione puntuale ripetuta di cromosomi Y europei alla comunità Ashkenazi, ed è compatibile con i rapporti precedenti36.
Abbiamo ulteriormente confrontato il lignaggio fondatore più frequente trovato tra i maschi Ashkenazi Cohen, annidato all’interno dell’aplogruppo J1a-P58, al lignaggio Ashkenazi Levite R1a-Y2619. Evidentemente, i membri della casta levita R1a-Y2619 e la casta Cohen J1a-P58 non condividono un antenato maschile comune nell’arco temporale della narrazione biblica. Come nel caso dei Leviti ashkenaziti, il lignaggio Ashkenazi Cohen J1a-P58 ha formato un cluster stretto annidato all’interno di un insieme di campioni mediorientali che conferma la sua origine, ed è stato condiviso nel nostro studio solo con i Cohen non ashkenaziti (Figura supplementare S2). Tuttavia, diversamente dal modello ottenuto per R1a-Y2619 Ashkenazi Levites, il cluster si fonde ~ 2.570 ybp, indicando così l’inizio della sua espansione nel periodo pre-Diaspora. Estese sequenze complete del cromosoma Y da un maggior numero di campioni Cohen provenienti da più comunità ebraiche sullo sfondo di altre popolazioni levantine, compreso l’accertamento delle varianti specifiche della famiglia e del clan, sarebbero molto informative nell’affrontare la scoperta che gli individui Ashkenazi e non-Ashkenazi Cohen condividono una distribuzione sovrapponibile dei lignaggi. In particolare, lo studio del lignaggio Cohen più dominante annidato con l’aplogruppo prevalente J1-P58, insieme al contributo di esperti storici, potrebbe garantire una comprensione critica degli ebrei nel Vecchio Mondo. Inoltre, gli studi sul DNA antico del Levante potrebbero offrire informazioni dirette. Infatti, uno studio recente ha rivelato la presenza di entrambi i cromosomi Y J1a-P58 e J2-M12, frequenti tra gli ebrei contemporanei, in due campioni cananei datati a 3.700 ybp37.
È difficile simulare il numero massimo di maschi che avrebbero dovuto essere presenti alla fondazione dell’ebraismo ashkenazita per produrre il forte modello di eventi fondativi attualmente osservato nel pool di cromosomi Y ashkenaziti. Mancano indici fondamentali come le frequenze dei rispettivi aplogruppi nelle popolazioni demiche ancestrali e l’entità dell’introgressione avvenuta nel corso delle generazioni. Tuttavia, le frequenze contemporanee di questi lignaggi fondatori del cromosoma Y, in considerazione delle loro frequenze molto più basse nelle popolazioni mediorientali ed europee non ebraiche, suggeriscono che tali lignaggi devono essere stati presenti all’inizio dell’ebraismo ashkenazita, quando un numero esiguo di maschi comprendeva la popolazione fondatrice, e permettendo alla deriva di giocare un ruolo nello stabilire le loro attuali alte frequenze. Infatti, la ricostruzione della storia recente degli ebrei ashkenaziti a partire dai genomi interi ha suggerito un collo di bottiglia di soli 350 individui26,38. È importante notare che mentre questo collo di bottiglia non coincide necessariamente con le dimensioni e gli eventi della popolazione maschile fondatrice per gli ebrei ashkenaziti, ci dice che l’antenato ashkenazita levita R1a-Y2619 era probabilmente tra i maschi fondatori su cui si è applicato il collo di bottiglia. Corrispondentemente, i dati delle sequenze complete del DNA mitocondriale supportano la stessa nozione di un numero limitato di principali lignaggi materni fondatori33.
Insieme, l’ampiezza dei dati qui presentati facilita una risoluzione quasi completa del racconto genomico dei Leviti all’interno degli ebrei Ashkenazi. Si può sostenere con forza che i Leviti ashkenaziti contemporanei R1a-Y2619 discendono da un unico antenato levita arrivato in Europa dal Levante. L’espansione della sua discendenza maschile diretta è iniziata in un periodo compatibile con il modello di espansione osservato per diversi altri padri fondatori dell’ebraismo ashkenazita. Quindi, oltre a fornire informazioni su una singola genealogia maschile, questi risultati sono un esempio importante e altamente risolto della storia demografica più generale dei lignaggi ebraici maschili e femminili ashkenaziti, in cui un numero relativamente piccolo di fondatori fornisce contributi sproporzionatamente grandi alla variazione genomica della popolazione ashkenazita contemporanea. Si può inoltre sostenere che il fatto che i Leviti non ashkenaziti R1a-Y2619 siano ben distribuiti all’interno della filogenesi dei Leviti ashkenaziti, piuttosto che raggruppati separatamente, dà più credito allo scenario che il maschio R1a-Y2619 sia entrato in Europa con i fondatori ashkenaziti. La questione più enigmatica – la tempistica e il luogo in cui il fondatore del pedigree ashkenazita levita R1a-Y2619 ha ottenuto lo status di levita – rimane irrisolta. Questa domanda potrebbe essere al di là della portata degli studi genetici utilizzando la variazione genetica contemporanea, data l’assenza fino ad oggi di qualsiasi uomo testato le cui linee si sono ramificate tra il tempo dell’antenato maschile diretto condiviso di tutti gli uomini R1a-M582, ~3.143 ybp, e l’antenato maschile diretto condiviso degli uomini leviti ashkenaziti R1a-Y2619 ~1.743 ybp. Futuri approfondimenti storici o archeologici potrebbero fornire i mezzi per indagare ulteriormente questo problema.