Cumulativamente, o extenso número de amostras aqui reunidas, combinado com a disponibilidade de filogenias paternas muito bem resolvidas que se estendem por muitas gerações, permitiram que certas inferências sobre o haplogrupo de Levitas Ashkenazi R1a da linhagem fundadora fossem formuladas com um alto grau de confiança. Um total de 71 indivíduos declarando um Levita Ashkenazi ou uma herança paterna Ashkenazi não-Levite foram determinados no início do estudo como pertencendo ao grupo de haplogrupos R1a-M582, e com base em seus perfis STR, para representar uma ampla gama da variação encontrada dentro desse grupo de haplogênios. De forma surpreendente, todos os cromossomas Y 71 puderam ser reatribuídos a um único clade em expansão aninhado dentro de R1a-M582 e rotulado aqui R1a-Y2619, seguindo uma das seis variantes encontradas naquele nível (Fig. 2 e Figura S1 suplementar). As únicas amostras previamente relatadas que compartilharam esse clade foram cinco amostras da herança judaica Ashkenazi para as quais o status de Levita não foi relatado26. Assim, todos os indivíduos R1a-Y2619, sejam eles auto-afiliados como judeus ou não judeus, sejam eles Ashkenazi ou não ashkenazi, sejam levitas ou não levitas, são os descendentes masculinos diretos da linha paterna de um ancestral masculino comum que viveu ~1.743 ybp (Tabela 1). Como os homens contemporâneos de todos os ramos de R1a-Y2619 amostrados até agora carregam um dos muitos sobrenomes levitas, pode-se argumentar fortemente que esse ancestral masculino autoafiliado como levita e pode ter carregado o sobrenome patronímico levita. A magnitude do evento fundador pode ser estimada calculando o número de indivíduos contemporâneos que se espera que carreguem um cromossoma R1a-Y2619 Y. Dois conjuntos de amostras independentes de judeus Ashkenazi, nos quais o status de levita era desconhecido, estimaram de forma semelhante a porcentagem do haplogrupo paterno R1a-Y2619, R1a-M17/M198, na população Ashkenazi em 9,6%20 e 11,5%, respectivamente27. O primeiro artigo relatou que o grupo de haplogrupo R1a-M582 representava 7,9% do total da população Ashkenazi20. Aqui, mostramos que todas as amostras de Ashkenazi pertencentes ao grupo de Ashkenazi R1a-M582 podem ser reclassificadas como R1a-Y2619. Com base em uma população Ashkenazi de ~4.000.00013 homens, dos quais cerca de 7,9% são R1a-Y2619, haveria ~300.000 homens Ashkenazi descendo em sua linhagem masculina direta de um único ancestral relativamente recente, com muitos desses homens se auto-afiliando como Levita.
Dois fatores nos permitiram alcançar idades de coalescência e intervalos de confiança mais precisos do que os previamente calculados para a linhagem Ashkenazi Levita R1a18,20. Primeiro, o grande número de cromossomos Y inteiros disponíveis (Tabela Suplementar S1), e segundo, os dados disponíveis do pedigree Horowitz que permitiram um ponto de calibração interno (Fig. 3). Os registros genealógicos bem documentados do pedigree Horowitz demonstram quão robustas as seqüências de cromossomos Y inteiros podem ser na reconstrução dos ancestrais paternos. O ponto de calibração foi baseado em três amostras de Horowitz com genealogias bem documentadas coalescendo 402 ybp. Dois indivíduos adicionais, auto-afiliados com a dinastia Horowitz, mas sem genealogias claras agrupadas firmemente com estas três amostras. Nenhuma das amostras na dinastia Horowitz se autoidentificou como parte da dinastia Horowitz. Surpreendentemente, a idade molecular do nó que compreende as cinco amostras de Horowitz foi calculada em ~690 ybp, enquanto o tempo de coalescência genealógica sugere que seja de 546 ybp. Isto sugere que o nó de Horowitz R1a-YP268 (g.23133909G > A) pode representar a sequência completa Y reconstruída do fundador deste pedigree (Fig. 3b). Entretanto, é importante notar que as idades de coalescência estimadas são aproximadas, já que algumas poucas variações metodológicas podem levar a resultados um pouco diferentes. Por exemplo, a aplicação da nossa metodologia de coalescência aos dados obtidos apenas da plataforma Illumina, teria rendido uma idade de coalescência de ~1,398 ybp para o clade R1a-Y2619 de Ashkenazi e ~645 anos ybp para o clade R1a-YP268. Tais diferenças podem ser atribuíveis à capacidade de utilizar troços sobrepostos mais longos do cromossoma Y ao comparar amostras sequenciadas pela mesma maquinaria e parâmetros. Não calculamos um tempo de coalescência com base nas variações STR, pois já demonstramos anteriormente que elas não fornecem mais informações para clades recentemente coalescentes6,
A origem proposta para o Oriente Médio da linhagem do Levite Ashkenazi com base no que antes era um número relativamente limitado de amostras relatadas20, agora pode ser considerada firmemente validada. Enquanto as frequências mais altas do haplogrupo R1a são encontradas na Europa Oriental18,28, nossos dados revelaram uma rica variação do haplogrupo R1a fora da Europa, que é filogenicamente separado dos ramos tipicamente europeus R1a. Evidentemente, R1a-Y2619 está bem aninhado dentro de uma infinidade de filiais filogenéticamente próximas do Médio Oriente, amostradas no Azeris iraniano, um Kerman, um Yazidi e um homem da Península Ibérica. Isto fornece as evidências necessárias para a sua origem (Fig. 2 e Figura S1 Suplementar). No entanto, a rota exacta de migração de R1a-Y2619 para a Europa continua a ser esquiva. A maioria dos registros históricos sugere duas rotas principais de migração judaica para a Europa (Fig. 1)29,30. A Ashkenazi Jewry é considerada como tendo sido fundada como resultado da migração judaica via Itália para o Vale do Reno, e depois para a Polónia. Os judeus sefarditas (espanhóis) são considerados como tendo migrado juntamente com a expansão islâmica gradual para o norte da África e depois para a Espanha14. Como o R1a-Y2619 é de origem do Oriente Médio, é possível que sua introdução na Europa tenha sido por uma ou outra dessas rotas, ou por ambas. Naturalmente, o forte acontecimento fundador do R1a-Y2619 entre os judeus Ashkenazi, aliado à presença de todos os ramos conhecidos do R1a-Y2619 nos judeus Ashkenazi, tenta inferir que a sua rota migratória a partir do Levante estava directamente relacionada com os fundadores dos Ashkenazi. No entanto, esses fatos podem meramente refletir uma expansão dentro dos judeus Ashkenazi, em vez de uma prova da primeira chegada de R1a-Y2619 com ou para a população Ashkenazi. Mais confuso é o fato de que registros genealógicos da dinastia rabínica Horowitz, agora mostrados como portadores do cromossomo Y R1a-Y2619, sugerem sua presença na Península Ibérica no século XV e provavelmente mais cedo (Fig. 3)17. De facto, as repetidas migrações judaicas que poderiam ter transportado os cromossomas R1a-Y2619 Y para a Catalunha estão documentadas desde o século IV e durante a expansão muçulmana para a Península Ibérica31. Além disso, como a Catalunha era novamente território cristão desde 800 d.C., os antepassados proto-Horowitz R1a-Y2619 poderiam também representar a migração de judeus Ashkenazi para a Península Ibérica. Assim, a presença de R1a-Y2619 em Espanha, no século XV, não poderia estabelecer provas da primeira chegada da linhagem R1a-Y2619 à Península Ibérica, pois esta poderia simplesmente reflectir movimentos repetidos e não registados de judeus para trás e para a frente entre a Europa Oriental e Ocidental e a Península Ibérica. Evidências anteriores de mtDNA e marcadores autossômicos já sugeriram um provável fluxo gênico entre Ashkenazi e judeus sefarditas dentro da Europa32,33,34. Em conjunto, nossos resultados tendem a favorecer uma única via de entrada na Europa como parte da migração e expansão dos Ashkenazi na Europa. Como o tempo de coalescência de todos os Levitas contemporâneos R1a-Y2619 é de ~1,743 ybp, bem no tempo da diáspora romana do exílio, e cada um dos ramos de R1a-Y2619 é encontrado nos Judeus Ashkenazi, nossos resultados são inconsistentes com um cenário de rápida expansão no Levante seguido de uma propagação através de múltiplas rotas para a Europa. Os resultados das amostras de Levite não-Ashkenazi R1a-Y2619 também sugerem uma única rota de expansão. Se a linhagem Levita R1a-Y2619 já tivesse sido tão amplamente prevalente no Levante, os Levitas não-Ashkenazi teriam sido esperados que se separassem das amostras de Levitas Ashkenazi antes do tempo da diáspora e que formassem um agrupamento diferente. Entretanto, os resultados mostram que os levitas não-Ashkenazi se enquadram em múltiplos subgrupos relativamente recentes de R1a-Y2619 (Fig. 2 e Figura Suplementar S1). Este padrão é mais compatível com o fluxo contínuo de genes da população Ashkenazi para a população não-Ashkenazi durante a diáspora, ao invés de múltiplas rotas de entrada para o grupo de haplogrupos Ashkenazi R1a-Y2619 na Europa a partir do Levante.
Outros suportes para uma única rota de migração e subsequente expansão dentro dos judeus Ashkenazi, emanam dos padrões observados de expansão de haplogrupos Ashkenazi adicionais. Assim, é importante distinguir entre um evento de fundação específico dos levitas Ashkenazi para o grupo de haplogrupos R1a-Y2619 que poderia ter sido o resultado de um status sócio-econômico favorável ou outro, e uma expansão geral das linhagens dos cromossomos Y fundadores de Ashkenazi, incluindo os levitas R1a-Y2619 Ashkenazi. Para este propósito, estudamos um punhado de outros grupos de haplogrupos previamente descritos como prevalecentes entre os judeus de Ashkenazi19,24,35. Nossos resultados mostram que a expansão de R1a-Y2619 entre os judeus Ashkenazi não é específica ou única para este grupo de haplogrupos. Por exemplo, a coalescência do haplogrupo G-M377 (Figura Suplementar S4) e Q-M242 (Figura Suplementar S5), conhecida por cada um representar 5% da variação paterna de Ashkenazi24, coalesce a ~1,223 ybp e ~1,672 ybp, respectivamente (Tabela 1). A estratégia do cromossomo Y aqui adotada nos permitiu resolver as linhagens do grupo de haplogrupos E em seus subgrupos minúsculos (Figura S3 suplementar). As idades de coalescência do haplogrupo E-Z838, E- PF3780, E- B923 e E-B933, conhecidas por representarem cumulativamente 20% da variação paterna de Ashkenazi24 , foram estimadas em ~1.200-1.600 ybp. Este padrão de múltiplos eventos de fundação, não observado entre os judeus espanhóis36 , fornece mais apoio que o antepassado levita Ashkenazi R1a-Y2619 entrou na Europa através da rota Ashkenazi em vez de através da expansão judaica para a Península Ibérica. Outros padrões são também claramente visíveis na ascendência paterna judaica Ashkenazi. O grupo Haplogroup T-M70, prevalecente no Oriente Médio, também está presente entre os judeus Ashkenazi (Figura Suplementar S6). As amostras genotípicas mostraram divisões profundamente enraizadas, provavelmente apontando para a preservação de uma antiga diversidade deste grupo de haplogrupos no Levante, que remonta ao Pleistoceno. Entretanto, o padrão observado para o haplogrupo R1b-M269 (Figura Suplementar S7), prevalecente na Europa Ocidental, sugere principalmente a repetida introdução pontuada dos cromossomos Y europeus à comunidade Ashkenazi, e é compatível com relatórios anteriores36.
Comparamos ainda a linhagem fundadora mais frequente encontrada entre os machos Ashkenazi Cohen, aninhados dentro do haplogrupo J1a-P58, com a linhagem Ashkenazi Levite R1a-Y2619. Evidentemente, os membros da casta Levita R1a-Y2619 e da casta Cohen J1a-P58 não compartilham um ancestral masculino comum dentro do período de tempo da narrativa bíblica. Como no caso dos Levitas Ashkenazi, a linhagem Ashkenazi Cohen J1a-P58 formou um aglomerado apertado dentro de um conjunto de amostras do Oriente Médio confirmando sua origem, e foi compartilhada em nosso estudo apenas com os Cohens não-Ashkenazi (Figura Suplementar S2). Entretanto, diferentemente do padrão obtido para os Levitas Ashkenazi R1a-Y2619, o aglomerado coalesce ~2,570 ybp, apontando assim para o início de sua expansão no período pré-Diaspora. Extensas sequências completas de cromossomas Y a partir de um maior número de amostras Cohen de um maior número de comunidades judaicas sobre os antecedentes de outras populações Levantinas, incluindo a determinação de variantes específicas da família e do clã, seriam muito informativas ao abordar a descoberta de que indivíduos Ashkenazi e não-Ashkenazi Cohen compartilham uma distribuição sobreposta de linhagens. Em particular, o estudo da linhagem Cohen mais dominante aninhada com o grupo haplogrupo J1-P58, juntamente com a contribuição histórica de especialistas, poderia conceder uma visão crítica para a compreensão dos hebreus no Velho Mundo. Além disso, os estudos antigos de DNA do Levante podem oferecer informações diretas. De fato, um estudo recente revelou a presença dos cromossomos Y J1a-P58 e J2-M12, freqüentes entre os judeus contemporâneos, em duas amostras de cananeus datam de 3.700 ybp37,
É difícil simular o número máximo de homens que teriam que estar presentes na fundação dos judeus Ashkenazi para produzir o forte padrão de eventos fundadores atualmente observados na piscina cromossômica Y de Ashkenazi. Faltam índices fundamentais, como as frequências dos respectivos grupos de haplogrupos nas populações ancestrais deme e a extensão da introgressão que tem ocorrido ao longo das gerações. No entanto, as frequências contemporâneas destas linhagens fundadoras dos cromossomas Y, tendo em conta as suas frequências muito mais baixas nas populações não judaicas do Médio Oriente e da Europa, sugerem que tais linhagens devem ter estado presentes no início da Ashkenazi Jewry, quando o escasso número de machos compreendia a população fundadora, e permitindo que a deriva desempenhasse um papel no estabelecimento das suas frequências elevadas actuais. De fato, a reconstrução da história recente dos judeus Ashkenazi a partir de genomas inteiros sugeriu um gargalo de apenas 350 indivíduos26,38. É importante notar que, embora esse gargalo não coincida necessariamente com o tamanho e eventos da população masculina fundadora para os judeus Ashkenazi, ele nos diz que o ancestral Levita Ashkenazi R1a-Y2619 era provavelmente um dos homens fundadores sobre os quais o gargalo se aplicava. Correspondentemente, dados de seqüências completas de DNA mitocondrial suportam a mesma noção de um número limitado de grandes linhagens maternas fundadoras33.
Junto, a magnitude dos dados aqui apresentados facilita uma resolução quase completa do conto genômico dos Levitas dentro dos Judeus Ashkenazi. Pode ser fortemente argumentado que os levitas contemporâneos R1a-Y2619 Ashkenazi descendem de um único ancestral levita que chegou à Europa a partir do Levante. A expansão de sua linhagem masculina direta começou em um período compatível com o padrão de expansão observado por vários pais fundadores adicionais de Ashkenazi Judeus. Assim, além de fornecer uma visão sobre uma única genealogia masculina, essas descobertas são um exemplo importante e altamente resolvido da história demográfica mais geral das linhagens judaicas Ashkenazi masculinas e femininas, na qual um número relativamente pequeno de fundadores faz contribuições desproporcionalmente grandes para a variação genômica da população Ashkenazi contemporânea. Pode-se ainda argumentar que o fato de os homens não-Ashkenazi Levitas R1a-Y2619 estarem bem distribuídos dentro da filogenia Levita Ashkenazi, ao invés de agrupados separadamente, dá mais credibilidade ao cenário de que o homem R1a-Y2619 entrou na Europa com os fundadores de Ashkenazi. A questão mais enigmática – o momento e a localização em que o fundador do pedigree Ashkenazi Levite R1a-Y2619 obteve o estatuto de Levite – continua por resolver. Essa questão pode estar além do escopo dos estudos genéticos usando variação genética contemporânea, dada a ausência até o momento de quaisquer homens testados cujas linhas se ramificaram entre o tempo do ancestral masculino direto compartilhado de todos os homens R1a-M582, ~3,143 ybp, e o ancestral masculino direto compartilhado dos homens Levitas Ashkenazi R1a-Y2619 ~1,743 ybp. Futuras percepções históricas ou arqueológicas podem fornecer os meios para investigar mais a fundo esta questão.