2023 Συγγραφέας: Kaylee MacAlister | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-05-21 08:00
Για πρώτη φορά, Ρώσοι και ξένοι επιστήμονες έβγαλαν και αποκωδικοποίησαν το πυρηνικό DNA των Νεάντερταλ όχι από οστά και δόντια, αλλά από το έδαφος των σπηλαίων όπου ζούσαν αρχαίοι άνθρωποι. Το γεγονός ότι τα αποτελέσματα αυτής της προσέγγισης είναι συγκρίσιμα με αυτά της παραδοσιακής μεθόδου είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό βήμα για τη γενετική έρευνα των προγόνων μας. Επίσης, η ομάδα κατάφερε πιθανώς να παρακολουθήσει τη στιγμή που οι Νεάντερταλ του «κλασικού» είδους αντικατέστησαν τους προκατόχους τους πριν από 100 χιλιάδες χρόνια. Τα αποτελέσματα της εργασίας, υποστηριζόμενα από επιχορήγηση του Russian Science Foundation (RSF), δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Science.
Η έρευνα DNA χρησιμοποιείται ενεργά στη μελέτη των υπολειμμάτων αρχαίων ανθρώπων: είναι η αποκωδικοποίηση και η ανάλυση της αλληλουχίας νουκλεϊνικού οξέος που βοηθά τους ειδικούς να καταλάβουν από ποιον βιολογικό υλικό βρήκαν, από πού προήλθε το άτομο, ποιες ασθένειες υπέφερε και πολλά άλλα Το Μια αρκετά νέα και ενεργά αναπτυσσόμενη επιστήμη - η παλαιογενετική - ασχολείται με αυτό.
Το μεγαλύτερο μέρος του DNA λαμβάνεται από οστά και δόντια, αλλά τέτοια ευρήματα είναι πολύ σπάνια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στην παλαιολιθική εποχή δεν υπήρχαν καθιερωμένα έθιμα ταφής και οι ταφές έγιναν έξω από τα στρατόπεδα και, επιπλέον, πολλοί αρχαίοι άνθρωποι απλά δεν επέστρεψαν από το κυνήγι. Στην περίπτωση των οστών και των δοντιών, είναι πιο συχνά απαραίτητο να εργαστείτε με το γενετικό υλικό των μιτοχονδρίων - τους ενεργειακούς σταθμούς των κυττάρων. Αν και υπάρχουν πολύ περισσότερα αντίγραφα DNA σε αυτά από τον πυρήνα και υπάρχουν λιγότερα «ανούσια» θραύσματα, οι πληροφορίες που λαμβάνονται είναι πολύ περιορισμένες: τα μιτοχόνδρια κληρονομούνται από τη μητέρα και δεν κρυπτογραφούνται πολλά γονίδια σε αυτά.
«Το πυρηνικό DNA είναι πολύ πιο πολύτιμο, αλλά η ποσότητα του είναι πολύ περιορισμένη: ακόμη και με ένα θραύσμα οστού, δεν είναι πάντα δυνατή η εξαγωγή αρκετού υλικού. Ωστόσο, εγώ και οι συνάδελφοί μου βρήκαμε μια λύση σε αυτό το πρόβλημα. Πρώτον, ως πηγή πυρηνικού DNA, χρησιμοποιήσαμε αντικείμενα από ανασκαφές - πέτρες, εργαλεία - με μια λέξη, όλα όσα θα μπορούσαν να διατηρήσουν τα βιολογικά ίχνη του αρχαίου ανθρώπου. Δεύτερον, υιοθετήσαμε μια εντελώς νέα προσέγγιση για την επεξεργασία μεταγονιδιωματικού υλικού, δηλαδή όλου του DNA από τα δείγματά μας. Συγκρίνοντας σταδιακά τις αποκρυπτογραφημένες αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων με αυτές της βάσης δεδομένων και επικεντρώνοντας σε κομμάτια που είναι χαρακτηριστικά μόνο για τον άνθρωπο, διαχωρίσαμε το υλικό των Νεάντερταλ από το υλικό των ζώων, όπως οι αρκούδες, με τα οποία έχουμε πολλά παρόμοια γονίδια Το Είναι σημαντικό να γνωρίζετε ότι πρόκειται για ανθρώπινο DNA που μελετάτε και όχι για κάποια άγνωστα είδη ύαινας », λέει ένας από τους συγγραφείς του έργου, Andrey Krivoshapkin, διευθυντής έργου για επιχορήγηση από το Ρωσικό Επιστημονικό Foundationδρυμα, Doctor of Historical Επιστήμες, Διευθυντής του Ινστιτούτου Αρχαιολογίας και Εθνογραφίας του παραρτήματος της Σιβηρίας της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών.
Οι επιστήμονες εφάρμοσαν την προσέγγισή τους στα τεχνουργήματα των Νεάντερταλ από τρία σπήλαια: τα Chagyrskaya και Denisovskaya στο Gorny Altai στη νότια Σιβηρία και ένα ισπανικό σπήλαιο σε μια τοποθεσία που ονομάζεται Atapuerka. Οι τοποθεσίες της Σιβηρίας αποδείχθηκαν σχετικά πλούσιες σε οστά αρχαίων ανθρώπων, επομένως, ήταν δυνατό να συγκριθούν τα αποτελέσματα για το πυρηνικό DNA από αυτούς και από αποθέσεις σπηλαίων. Η ανάλυση έδειξε ότι τα δεδομένα από αυτές τις δύο πηγές είναι συνεπή μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι ακόμη και χωρίς θραύσματα του σκελετού, είναι πραγματικά δυνατό να ληφθούν αξιόπιστα αποτελέσματα από τα ιζήματα.
Ένα άλλο ενδιαφέρον χαρακτηριστικό ανακαλύφθηκε κατά την κατασκευή ενός είδους γενετικών "γενεαλογιών" με βάση το αποκωδικοποιημένο διαδοχικό DNA των μιτοχονδρίων (επίσης απομονωμένο από την επιφάνεια των τεχνουργημάτων). Αποδείχθηκε ότι δύο σειρές Νεάντερταλ ζούσαν σε μια ισπανική σπηλιά, η οποία χωρίστηκε πριν από περίπου 100 χιλιάδες χρόνια. Ο ένας πληθυσμός αντικατέστησε τον άλλο, αλλά δεν είναι σαφές ποιος ήταν ο λόγος - το κλίμα ή κάποιες μορφολογικές αλλαγές. Είναι γνωστό ότι πριν από περίπου 100 χιλιάδες χρόνια, οι Νεάντερταλ ήρθαν στην «κλασική» εμφάνισή τους με μια πυκνή σωματική διάπλαση και ένα πολύ προεξέχον πλατύ πρόσωπο. Η μετάβαση πραγματοποιήθηκε σε διάφορα στάδια και, ίσως, οι συγγραφείς κατάφεραν να εντοπίσουν το τελευταίο στάδιο.
«Μέχρι να μπορέσουμε να βγάλουμε συγκεκριμένα συμπεράσματα σχετικά με τις εξελικτικές σχέσεις των κατοίκων αυτών των σπηλαίων - νέα εργασία θα κατευθυνθεί προς αυτό. Είναι εξαιρετικά σημαντικό να αποδείξαμε τη στιβαρότητα της προσέγγισής μας. Η μελέτη της γενετικής και της εξέλιξης των αρχαίων ανθρώπων ήταν πάντα περίπλοκη από την έλλειψη υλικού από το οποίο θα μπορούσε να εξαχθεί DNA. Η εύρεση τεχνουργημάτων είναι πολύ πιο εύκολη από τα οστά και τα δόντια και η μέθοδος μας θα μας επιτρέψει να επικεντρωθούμε στις αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων ενός ατόμου και όχι των γειτόνων ζώων του. Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας σηματοδοτούν την αυγή της πυρηνικής ανάλυσης DNA από τα ιζήματα της θέσης. Αναμφίβολα, αυτό θα βοηθήσει να ρίξει φως σε πολλά αμφιλεγόμενα και περίπλοκα ζητήματα της ανθρώπινης εξέλιξης », συνοψίζει ο Κριβοσάπκιν.