Ett internationellt forskarlag koordinerat av Max Planck Institute for Science of Human History (MPI-SHH) och Eurasia Department vid German Archaeological Institute (DAI) i Berlin är först med att genomföra systematiska genetiska undersökningar i Kaukasusregionen. Studien, publiceras i Naturkommunikation , baseras på analyser av genomomfattande data från 45 individer i stäpp- och bergsområden i norra Kaukasus. Skelettrester, som är mellan 6, 500 och 3, 500 år gammal, visa att grupperna som lever i hela Kaukasusregionen var genetiskt lika, trots den hårda fjällterrängen, men att det fanns en skarp genetisk gräns mot de intilliggande stäppområdena i norr.

Kaukasus, ett område som idag omfattar delar av Ryssland, Azerbajdzjan, Armenien, Georgien, Iran och Turkiet, är en avgörande korsning för Europas historia, både genetiskt och kulturellt. Idag är det en av de regioner i världen med den högsta språkliga mångfalden, och i det förflutna, populationer från Kaukasus var avgörande för att forma de genetiska komponenterna hos dagens européer. Under bronsåldern, viktiga tekniska innovationer, utvecklats i Kaukasus och bortom, transporterades till Europa genom denna region, som de första högeffektiva metallvapnen och hjulet och vagnen.

"Vi antar att i kölvattnet av den neolitiska perioden, någon gång före 5, 000 f.Kr. när en mer stillasittande livsstil med tama djur och växter etablerades, befolkningar från södra Kaukasus spred sig över bergen i norr och mötte där nomadbefolkningar från den eurasiska stäppen, " säger Dr Wolfgang Haak, gruppledare för molekylär antropologi vid MPI-SHH och ledare för studien. "Den genetiska gränsen motsvarar i princip de ekologiska och geografiska regionerna:bergen och stäppen. Idag, å andra sidan, själva Kaukasusbergen är mer av ett hinder för genflöde."

Genom århundradena, en interaktionszon bildades, där traditionerna i den mesopotamiska civilisationen och i Kaukasus möttes med stäppens kulturer. Denna sammanflätning är uppenbar i det kulturella utbytet och överföringen av tekniska och sociala innovationer, samt tillfälligt utbyte av gener, vilket studien visar också ägde rum mellan grupper med ganska distinkt genetisk bakgrund.

Kulturell kontaktzon, genetisk gränsregion

De studerade skelettlämningarna kommer från olika bronsålderskulturer. Maykop-kulturen i synnerhet, baserat på dess spektakulära gravgods, som hade nära paralleller i söder, betraktades länge som en befolkning som hade migrerat till norra Kaukasus från Mesopotamien.

Den nuvarande paleogenetiska studien målar upp en mer nyanserad bild av rörlighet under bronsåldern. Människor med tydliga anor från södra Kaukasus befann sig redan norr om bergsryggarna vid det 5:e årtusendet f.Kr. Det är mycket troligt att dessa grupper utgjorde grunden för den lokala Maykop-kulturen från den tidiga bronsåldern under det 4:e årtusendet f.Kr. Spännande nog, Maykop-individerna som testades är genetiskt skilda från grupperna i de intilliggande stäpperna i norr.

"De genetiska resultaten stöder inte scenarier med storskaliga migrationer från söder under Maykop-perioden, eller till och med från nordväst, som några arkeologer postulerade. Dessa fynd har stora implikationer för vår förståelse av den lokala utvecklingen av kulturer i norra Kaukasus under det 4:e årtusendet f.Kr. " förklarar prof. dr. dr. h.c. Svend Hansen, Direktör för DAI:s Eurasia-avdelning.

Vid det tredje årtusendet f.Kr. pastoralistgrupper från stäppen åstadkom en grundläggande förändring av Europas befolkning. Den aktuella studien bekräftar parallella förändringar i Kaukasus längs den södra gränsen av stäppzonen. "Under det tredje och 2:a årtusendet f.Kr. dock, människorna som bor i norra Kaukasus delade alla en liknande genetisk sammansättning även om de kan erkännas (arkeologiskt) som olika kulturella grupper, säger Sabine Reinhold, meddirektör för det arkeologiska teamet. "Individer som tillhör Yamnaya eller Catacomb kulturella komplex, enligt arkeologiska analyser av deras gravar, är genetiskt omöjliga att skilja från individer från den nordkaukasiska kulturen vid foten och i bergen. Lokala eller globala kulturella attributioner var tydligen viktigare än vanliga biologiska rötter."

Subtilt genflöde från väster bidrog till bildandet av tidiga Yamnaya-grupper

De massiva befolkningsförändringarna under det tredje årtusendet f.Kr. i samband med expansionen av grupperna från stäppen som var en del av vad som kallas Yamnaya-kulturen, har länge förknippats med överföringen av betydande tekniska innovationer från Mesopotamien till Europa. Nyligen genomförda studier vid DAI:s Eurasia-avdelning om spridningen av tidiga vagnar eller metallvapen har visat, dock, att ett intensivt utbyte mellan Europa, Kaukasus och Mesopotamien började mycket tidigare. Dock, kan bevis för dessa tekniska utbyten också tillhandahållas av de genetiska interaktioner som avslöjas i den aktuella studien? Och i så fall, åt vilket håll pekar de?

Genomerna från Yamnaya-individerna från stäppen som gränsar till Kaukasus visar verkligen subtila genetiska spår som också är karakteristiska för de närliggande jordbrukspopulationerna i sydöstra Europa. Detaljerad analys visar nu att detta subtila genflöde inte kan kopplas till Maykop-populationen, men måste ha kommit västerifrån.

"Det här är spännande och överraskande fynd, som belyser komplexiteten i de processer som leder till bildandet av bronsålderns stäpppastoralist, " säger Chuan-Chao Wang, befolkningsgenetiker postdoc vid MPI-SHH och första författare till studien, nu professor vid Xiamen University i Kina.

Hansen tillägger, "Dessa subtila genetiska spår från väster är verkligen anmärkningsvärda och tyder på kontakt mellan människor i stäpperna och västerländska grupper, såsom den klotformade amforakulturen, mellan det 4:e och det tredje årtusendet f.Kr.

Det verkar som om världen under det 4:e årtusendet f.Kr. var väl sammankopplad långt före den stora expansionen av stäpppastoralister och relaterade grupper. I detta omfattande kontaktnät, människor spred och utbytte inte bara kunskap och tekniska innovationer, men ibland också utbytt gener, och inte bara åt ett håll.

Verkligen, individer från de nordöstra torra stäpperna i norra Kaukasus-regionen visar genetiska spår som antyder en djup och långtgående koppling till människor i Sibirien, nordöstra Asien, och Amerika. "Detta visar att Eurasien var platsen för många spännande kapitel i människans förhistoria som fortfarande är höljda i mystik. Vårt mål är att undersöka dessa i nära samarbete med arkeologer och antropologer, " säger prof. Johannes Krause, Direktör för MPI Archaeogenetics Department och medledare för studien.