Kumulativt har det omfattande antalet prover som sammanställts här, kombinerat med tillgängligheten till mycket högt upplösta fadersfylogenier som sträcker sig många generationer bakåt i tiden, gjort det möjligt att formulera vissa slutsatser om den ashkenazi levitiska haplogruppen R1a som är grundande för släktskapet med en hög grad av säkerhet. Sammanlagt 71 personer som deklarerade ett ashkenaziskt levitiskt eller ashkenaziskt icke-levitiskt faderligt arv fastställdes i början av studien tillhöra haplogrupp R1a-M582, och baserat på deras STR-profiler representerade de ett brett spektrum av den variation som finns inom denna haplogrupp. Påfallande nog kunde alla 71 Y-kromosomer omklassificeras till en enda expanderande klad som är inbäddad i R1a-M582 och som här kallas R1a-Y2619, enligt en av de sex varianter som hittats på den nivån (fig. 2 och kompletterande figur S1). De enda tidigare rapporterade proverna som delade denna klad var fem prover av ashkenazisk judisk härkomst för vilka levitstatusen inte rapporterades26. Följaktligen är alla R1a-Y2619-individer, oavsett om de själv identifierar sig som judar eller icke-judar, oavsett om de är ashkenaziska eller icke-ashkenaziska, oavsett om de är leviter eller icke-leviter, direkta manliga ättlingar i den faderliga linjen av en gemensam manlig förfader som levde ~1 743 ybp (tabell 1). Eftersom samtida män från alla grenar av R1a-Y2619 som provtagits hittills bär något av de många levitiska efternamnen, kan man starkt argumentera för att denna manliga förfader själv tillhörde leviterna och kan ha burit det patronymiska efternamnet Levite. Omfattningen av den grundande händelsen kan uppskattas genom att beräkna antalet samtida individer som förväntas bära en R1a-Y2619 Y-kromosom. Två oberoende provtagningar av ashkenaziska judar där levitstatusen var okänd har på liknande sätt uppskattat andelen av den faderliga haplogruppen R1a-Y2619, R1a-M17/M198, i den ashkenaziska befolkningen till 9,6 %20 respektive 11,5 %27. I den förstnämnda artikeln rapporterades att haplogrupp R1a-M582 utgjorde 7,9 % av den totala ashkenaziska befolkningen20. Här visar vi att alla ashkenaziska prover som tillhör haplogrupp R1a-M582 kan omklassificeras till R1a-Y2619. Baserat på en ashkenazisk befolkningsstorlek på ~4 000 00013 män, varav cirka 7,9 % är R1a-Y2619, skulle det finnas ~300 000 ashkenaziska män som i sin direkta manliga linje härstammar från en enda relativt nyligen antagen förfader, där många av dessa män självtillhörighet som leviter.
Två faktorer gjorde det möjligt för oss att uppnå mer exakta koalescensåldrar och konfidensintervaller än vad som tidigare har beräknats för den ashkenaziska levitiska R1a-släkten18,20. För det första det stora antalet tillgängliga hela Y-kromosomer (Supplemental Table S1) och för det andra de tillgängliga uppgifterna från Horowitz stamtavla som möjliggjorde en intern kalibreringspunkt (Fig. 3). De väldokumenterade genealogiska uppgifterna i Horowitz stamtavla visar hur robusta hela Y-kromosomsekvenser kan vara när det gäller att rekonstruera faderliga anor. Kalibreringspunkten baserades på tre Horowitz-prover med väldokumenterade genealogier som sammanfaller 402 ybp. Två ytterligare individer, som självmant anknyter till Horowitz-dynastin, men utan tydliga genealogier, klustrade tätt med dessa tre prover. Inget av proverna i de omedelbara systerklaserna identifierade sig själva som en del av Horowitz-dynastin. Påfallande nog beräknades den molekylära åldern för den nod som omfattar alla fem Horowitz-prover till ~690 ybp, medan den genealogiska koalescenstiden tyder på att den är 546 ybp. Detta tyder på att Horowitz-noden R1a-YP268 (g.23133909G > A) kan representera den faktiska rekonstruerade hel-Y-sekvensen för den namngivna grundaren av denna stamtavla (fig. 3b). Det är dock viktigt att notera att de uppskattade koalescensåldrarna är ungefärliga, eftersom några metodologiska variationer kan leda till något annorlunda resultat. Till exempel skulle tillämpningen av vår koalescensmetodik på de data som enbart erhållits från Illumina-plattformen ha gett en koalescensålder på ~1 398 ybp för kladen Ashkenazi Levite R1a-Y2619 och ~645 år ybp för kladen R1a-YP268. Sådana skillnader kan bero på möjligheten att använda längre överlappande sträckor av Y-kromosomen när man jämför prover som sekvenserats med samma maskiner och parametrar. Vi beräknade inte en koalescenstid baserad på STR-variationer, eftersom vi tidigare har visat att de inte ger någon ytterligare information för nyligen koalescerande klader6.
Det föreslagna mellanösternursprunget för den ashkenaziska levitiska linjen baserat på vad som tidigare var ett relativt begränsat antal rapporterade prover20, kan nu anses vara fast validerat. Medan de högsta frekvenserna av haplogrupp R1a återfinns i Östeuropa18,28, avslöjade våra data en rik variation av haplogrupp R1a utanför Europa som är fylogenetiskt skild från de typiskt europeiska R1a-grenarna. Uppenbarligen är R1a-Y2619 väl inbäddad i en uppsjö av fylogenetiskt nära systerklasser från Mellanöstern, som provtagits hos iranska azerier, en Kerman, en yazidier och en man från Iberien. Detta ger de nödvändiga bevisen för dess ursprung (fig. 2 och kompletterande figur S1). Den exakta migrationsvägen för R1a-Y2619 till Europa är dock fortfarande svårfångad. De flesta historiska dokument tyder på två huvudvägar för judisk migration till Europa (fig. 1)29,30. Den ashkenaziska judendomen anses ha grundats som ett resultat av judisk migration via Italien till Rhendalen och sedan Polen. Sefardiska (spanska) judar anses ha migrerat tillsammans med den gradvisa islamiska expansionen till Nordafrika och sedan Spanien14. Eftersom R1a-Y2619 har sitt ursprung i Mellanöstern är det möjligt att dess introduktion till Europa skedde via någon av, eller båda, dessa vägar. Naturligtvis lockar den starka grundande händelsen för R1a-Y2619 bland ashkenaziska judar, tillsammans med förekomsten av alla kända grenar av R1a-Y2619 hos ashkenaziska judar, att dra slutsatsen att dess migrationsväg från Levanten var direkt relaterad till de ashkenaziska grundarna. Dessa fakta kan dock bara återspegla en expansion inom ashkenaziska judar snarare än ett bevis för att R1a-Y2619 först anlände med eller till den ashkenaziska befolkningen. Mer förvirrande är det faktum att genealogiska uppgifter om den rabbinska dynastin Horowitz, som nu har visat sig bära Y-kromosomen R1a-Y2619, tyder på att de var närvarande på den iberiska halvön på 1400-talet och troligen tidigare (fig. 3)17 . Faktum är att upprepade judiska migrationer som kan ha burit R1a-Y2619 Y-kromosomer till Katalonien är dokumenterade sedan 400-talet och under den muslimska expansionen till Iberien31. Eftersom Katalonien återigen var kristet territorium sedan 800 e.Kr. kan dessutom proto-horowitzförfäderna R1a-Y2619 också representera migration av ashkenaziska judar till Iberien. Följaktligen kan förekomsten av R1a-Y2619 i Spanien på 1400-talet inte utgöra ett bevis för den första ankomsten av R1a-Y2619-linjen till den iberiska halvön, eftersom detta helt enkelt skulle kunna återspegla upprepade och oregistrerade förflyttningar av judar fram och tillbaka mellan Öst- och Västeuropa och den iberiska halvön. Tidigare bevis från mtDNA och autosomala markörer har redan föreslagit ett troligt genflöde mellan ashkenaziska och sefardiska judar inom Europa32,33,34. Sammantaget tenderar våra resultat att gynna en enda väg in i Europa som en del av den ashkenaziska migrationen och expansionen i Europa. Eftersom samverkanstiden för alla samtida leviter med R1a-Y2619 är ~1 743 ybp, väl inom tiden för diasporan i romersk exil, och var och en av grenarna av R1a-Y2619 återfinns hos ashkenaziska judar, är våra resultat inkonsekventa med ett scenario med en snabb expansion i Levanten följt av en spridning via flera olika vägar till Europa. Resultaten från de icke ashkenaziska levitproverna med R1a-Y2619 tyder också på en enda expansionsväg. Om R1a-Y2619-levitlinjen redan hade varit lika utbredd i Levanten skulle de icke-Ashkenaziska leviterna ha förväntats dela sig från de ashkenaziska levitproverna före tiden för diasporan och bilda ett annat kluster. Resultaten visar dock att de icke-ashkenaziska leviterna faller inom flera relativt nyligen sammanväxande undergrenar av R1a-Y2619 (fig. 2 och kompletterande figur S1). Detta mönster är mer förenligt med ett kontinuerligt genflöde från den ashkenaziska befolkningen till den icke-ashkenaziska befolkningen under diasporan, snarare än flera vägar för haplogrupp R1a-Y2619 att komma in i Europa från Levanten.
Ett ytterligare stöd för en enda migrationsväg och efterföljande expansion inom ashkenaziska judar kommer från de observerade mönstren för expansionen av ytterligare ashkenaziska haplogrupper. Följaktligen är det viktigt att skilja mellan en ashkenazisk levitspecifik grundande händelse för haplogrupp R1a-Y2619 som kan ha varit resultatet av en gynnsam socioekonomisk eller annan status, och en allmän expansion av ashkenaziska grundande Y-kromosomlinjer, inklusive R1a-Y2619 ashkenaziska leviter. I detta syfte har vi studerat en handfull andra haplogrupper som tidigare beskrivits vara utbredda bland ashkenaziska judar19,24,35. Våra resultat visar att expansionen av R1a-Y2619 bland ashkenaziska judar inte är specifik eller unik för denna haplogrupp. Till exempel sammanväxten av haplogrupperna G-M377 (kompletterande figur S4) och Q-M242 (kompletterande figur S5), som är kända för att var och en representerar 5 % av den ashkenaziska faderliga variationen24, sammanfaller vid ~1 223 ybp respektive ~1 672 ybp (tabell 1). Den Y-kromosomstrategi som antagits här gjorde det möjligt för oss att lösa upp haplogrupp E-linjerna i dess små undergrenar (kompletterande figur S3). Koalescensåldern för haplogrupperna E-Z838, E- PF3780, E- B923 och E-B933, som är kända för att kumulativt representera 20 % av den ashkenaziska faderliga variationen24 , uppskattades till ~1 200-1 600 ybp. Detta mönster av flera grundande händelser, som inte observerats bland spanska judar36 , ger ytterligare stöd för att den ashkenaziska levitiska förfadern R1a-Y2619 kom in i Europa via den ashkenaziska rutten snarare än via den judiska expansionen till den iberiska halvön. Andra mönster är också tydligt synliga i de ashkenaziska judarnas faderliga anor. Haplogrupp T-M70, som är vanlig i Mellanöstern, finns också bland ashkenaziska judar (kompletterande figur S6). De genotypade proverna visade djupt rotade splittringar som troligen pekar på bevarandet av en gammal mångfald av denna haplogrupp i Levanten, som går tillbaka till pleistocen. Samtidigt tyder det mönster som observerades för haplogrupp R1b-M269 (kompletterande figur S7), som är vanlig i Västeuropa, främst på upprepad punktuell introgression av europeiska Y-kromosomer till det ashkenaziska samhället och är förenligt med tidigare rapporter36.
Vi jämförde vidare den mest frekventa grundläggningslinjen som hittades bland ashkenaziska Cohen-hannar, inbäddad i haplogrupp J1a-P58, med den ashkenaziska levitiska R1a-Y2619-linjen. Det är uppenbart att medlemmar av levitkasten R1a-Y2619 och Cohen-kasten J1a-P58 inte delar en gemensam manlig förfader inom tidsramen för den bibliska berättelsen. Liksom i fallet med de ashkenaziska leviterna bildade den ashkenaziska Cohen J1a-P58-linjen ett tätt kluster inbäddat i en uppsättning prover från Mellanöstern som bekräftade dess ursprung, och delades i vår studie endast med icke ashkenaziska Cohens (kompletterande figur S2). Till skillnad från det mönster som erhållits för R1a-Y2619 ashkenaziska leviter, sammanfogas klustret dock ~2 570 ybp, vilket pekar på att dess expansion började under perioden före diasporan. Omfattande fullständiga Y-kromosomsekvenser från ett större antal Cohen-prover från fler judiska samhällen med bakgrund av andra levantinska befolkningar, inklusive fastställande av familje- och klanspecifika varianter, skulle vara mycket informativt när det gäller att ta reda på att ashkenaziska och icke ashkenaziska Cohen-individer delar en överlappande fördelning av släktskap. Särskilt studiet av den mest dominerande Cohen-linjen som är inbäddad i den vanligaste haplogruppen J1-P58, tillsammans med historisk experthjälp, skulle kunna ge en kritisk inblick i förståelsen av hebréer i den gamla världen. Dessutom kan gamla DNA-studier av Levanten ge direkt information. Faktum är att en nyligen genomförd studie avslöjade förekomsten av både J1a-P58 och J2-M12 Y-kromosomer, som är frekventa bland samtida judar, i två kananitiska prover som är daterade till 3 700 ybp37.
Det är svårt att simulera det maximala antalet män som skulle ha behövt finnas vid grundandet av den ashkenaziska judendomen för att ge det starka mönster av grundningshändelser som för närvarande observeras i den ashkenaziska Y-kromosompoolen. Det saknas grundläggande index som t.ex. frekvenser av respektive haplogrupper i de ursprungliga populationerna och omfattningen av den introgression som har skett genom generationerna. De aktuella frekvenserna av dessa Y-kromosomers grundande linjer, med tanke på deras mycket lägre frekvens i icke-judiska befolkningar i Mellanöstern och Europa, tyder dock på att dessa linjer måste ha funnits redan när den ashkenaziska judenheten grundades, när den grundande populationen bestod av ett litet antal män, vilket gör att avdrift kan ha spelat en roll i etableringen av deras nuvarande höga frekvenser. Rekonstruktionen av den senaste tiden av den ashkenaziska judiska historien från hela arvsmassan tyder på en flaskhals på endast 350 individer26,38. Det är viktigt att notera att även om denna flaskhals inte nödvändigtvis sammanfaller med den grundande effektiva manliga populationens storlek och händelser för ashkenaziska judar, säger den oss att den ashkenaziska levitiska R1a-Y2619-förfadern troligen var en av de grundande männen som flaskhalsen gällde. På motsvarande sätt stöder data från fullständiga mitokondriella DNA-sekvenser samma uppfattning om ett begränsat antal större grundande moderliga linjer33.
Tillsammantaget underlättar omfattningen av de data som presenteras här en nästan fullständig upplösning av den genomiska berättelsen om leviter inom ashkenaziska judar. Det kan starkt hävdas att samtida R1a-Y2619 ashkenaziska leviter härstammar från en enda levitisk förfader som anlände till Europa från Levanten. Expansionen av hans direkta manliga släktled började inom en tidsram som är förenlig med det expansionsmönster som observerats för flera andra av de ashkenaziska judarnas grundare. Förutom att ge en inblick i en enskild manlig släktlinje är dessa fynd således ett viktigt och mycket väl avklarat exempel på den mer allmänna demografiska historien för ashkenaziska manliga och kvinnliga judiska släktlinjer, där ett relativt litet antal grundare ger oproportionerligt stora bidrag till den samtida ashkenaziska befolkningens genomiska variation. Man kan vidare hävda att det faktum att de icke ashkenaziska levitiska R1a-Y2619-männen är väl fördelade inom den ashkenaziska levitiska fylogenin, snarare än klustrade separat, ger mer trovärdighet åt scenariot att R1a-Y2619-mannen kom in i Europa med de ashkenaziska grundarna. Den mest gåtfulla frågan – tidpunkten och platsen för när grundaren av den ashkenaziska levitstammen R1a-Y2619 fick levitstatus – är fortfarande olöst. Denna fråga kan ligga utanför räckvidden för genetiska studier med hjälp av samtida genetisk variation, med tanke på att det hittills inte funnits några testade män vars linjer förgrenade sig mellan tiden för den gemensamma direkta manliga förfadern för alla R1a-M582-män, ~3 143 ybp, och den gemensamma direkta manliga förfadern för de ashkenaziska levitiska R1a-Y2619-männens gemensamma direkta manliga förfader ~1 743 ybp. Framtida historiska eller arkeologiska insikter kan ge möjlighet att ytterligare undersöka denna fråga.