Z Lipska prišla zaujímavá správa: prvý raz tu analyzovali DNA pravekých ľudí bez toho, aby mali v rukách čo len malý kúsok ich kostí či zubov. Genetické stopy predkov moderného človeka vedci získali z usadenín v jaskyniach, kde kedysi žili.
Vďaka novému prístupu tak možno skúmať gény aj z miest, kde sa nezachovali fosílie. Analýza vzoriek zo skamenených pozostatkov tak nebude jediným spôsobom, ako lepšie spoznať genetiku pravekých príslušníkov rodu Homo. Stačí doslova zoškrabať špinu zo steny jaskyne a v laboratóriu ju zanalyzovať.
Konkrétne vedci analyzovali mitochondriálnu DNA.
MtDNA je v bunke oveľa hojnejšia ako tá, ktorá pochádza z bunkového jadra. Práve mitochondrie sa spolu s novou metódou získavania ľudských „genetických odtlačkov“ stali východiskom práce početného vedeckého tímu na čele s Matthiasom Meyerom z Inštitútu evolučnej antropológie Maxa Plancka v nemeckom Lipsku. Jeho členom bol aj slávny švédsky paleogenetik Svante Pääbo.
Štúdiu zverejnil prestížny vedecký magazín Science.
Keď chýbajú kosti
V Európe a v Ázii je veľa archeologických nálezísk, ktoré obsahujú nástroje alebo iné artefakty, ktoré vyrobili príslušníci rozvetveného rodu Homo. Skamenené kosti ich tvorcov sa však zachovali len vo výnimočných prípadoch.
Vedci z lipského tímu preto vyskúšali nový spôsob, ako získať ľudskú DNA - bez toho, aby ju vydolovali z fosílií.
Zhromaždili a zanalyzovali usadeniny získané z mnohých významných archeologických nálezísk, ako napríklad z chorvátskej jaskyne Vindija, kde sa našli pozostatky neandertálcov (práve tie poslúžili Pääbovi na analýzy neandertálskeho genómu).
Navštívili aj altajskú jaskyňu Denisova, preslávenú nepatrnými pozostatkami záhadných denisovanov. Dnes sú to jediní známi príbuzní súčasných ľudí, o ktorých sme sa dozvedeli viac nie vďaka skúmaniu ich fosílií, ale vďaka analýze ich génov.
„Niektoré zložky usadenín na seba môžu viazať DNA,“ vysvetlil vedúci tímu Matthias Meyer. „Rozhodli sme sa preto preskúmať, či naozaj DNA homininov prežila v usadeninách z tých archeologických nálezísk, o ktorých vieme, že tam pravekí ľudia bývali.“
Mayer a jeho tím nadviazal spoluprácu s vedcami, ktorí sa podieľali na vykopávkach v Belgicku, Chorvátsku, Francúzsku, Rusku a Španielsku.
Výskum pravekej DNA. (zdroj: TASR/AP)Zozbierali vzorky, pokrývajúce neuveriteľné časové obdobie: 14 000 až 550 000 rokov pred naším letopočtom. Z nich sa im podarilo vydolovať fragmenty mtDNA; ako sa ukázalo, patrili dvanástim druhom cicavcov vrátane severského mamuta a nosorožca alebo jaskynného medveďa a hyeny.
Objavy to boli nesporne zaujímavé, vedci však potrebovali zo vzoriek získať predovšetkým ľudskú DNA.
„Predbežné výsledky ukázali, že na to, aby sme dokázali nájsť malé kúsky ľudského genetického materiálu, bola vo väčšine vzoriek príliš rozšírená DNA iných cicavcov,“ povedala Viviane Slonová, prvá autorka štúdie.
Vedci preto museli zmeniť stratégiu a zamerať sa vo vzorkách iba na to špecifické, čo mohlo pochádzať z ľudí. Aby mali istotu, že neskúmajú gény z našich čias, analyzovali iba krátke sekvencie poznačené chemickým poškodením, čo je typické pre starovekú DNA.
Izolovať genetický materiál z ľudí, ktorí žili na úsvite dejín, nie je jednoduché. Časti ľudskej DNA ukryté v pôde alebo iných usadeninách sú doslova popretkávané zvyškami pochádzajúcimi z rastlín, húb, mikróbov alebo zvierat.
Nie raz do nich preniknú aj gény samotných archeológov.
Kedy žili?
Tím zostavil deväť viac-menej kompletných mitochondriálnych genómov zo štyroch nálezísk. Vo všetkých jaskyniach našli neandertálsku DNA.
“Zachráňte nečistoty, dokonca aj vtedy, keď neviete, čo s nimi.
„
Sekvencie denisovanov však naši iba vo vzorkách z jaskyne na južnej Sibíri, odkiaľ pochádzajú pozostatky jedného z najzáhadnejších ľudských rodov. Genetici zistili aspoň to, že ich DNA sa sčasti zachovala v súčasných obyvateľoch tichomorskej Melanézie.
Jedným z najťažších hlavolamov však bolo určiť, do akého obdobia zanalyzovaná DNA vlastne patrí.
Ľudskú DNA zmiešanú s nečistotami totiž mohla z pôvodného miesta spláchnuť voda, ktorá potom presiakla pôdou archeologických nálezísk až do vrstiev, ktoré obsahujú oveľa starší materiál; tento časový posun môže dokonale zmiasť budúcich prieskumníkov.
Ako konštatoval Robin Allaby, evolučný genetik z Warwickej univerzity v britskom Coventry, z genetického materiálu uloženého v rôznorodých usadeninách v určitej vrstve síce môžete vydolovať a identifikovať ten špecificky ľudský, no jeho presné datovanie býva „drobný problém“.
Nie je známy ani zdroj pravekej DNA. Tá sa totiž nachádza nielen v telesných tekutinách, vlasoch alebo v rozložených zvyškoch kostí, ale aj napríklad vo fekáliách.
Ťažko povedať, čo z toho sa vedcom pri zbieraní vzoriek z jaskýň dostalo do ruky. Na druhej strane to nie je až také dôležité. Podstatné je, že aj tie archeologické náleziská, ktoré síce ukazujú známky ľudskej prítomnosti, no nemožno tam nájsť nijaké „tvrdé” dôkazy, bude teraz možné preveriť z genetickej stránky.
Napríklad tím identifikoval neandertálsku DNA v pôde pochádzajúcej z jaskyne Trou Al’Wesse v Belgicku, kde sa našli nástroje, pravdepodobne vyrobené neandertálcami, aj keď z ich tvorcov sa nám nezachovalo nič.
Chráňte nečistoty, možno čosi skrývajú
Členovia nemeckého tímu nie sú prvými, ktorí dekódovali DNA z pravekej špiny.
Paleogenetik Eske Willerslev z Prírodovedného múzea v dánskej Kodani použil ten istý postup už v roku 2003. Chcel zistiť, aké rastliny a zvieratá obývali prehistorické prostredie. Vďaka tejto technike mohol jeho tím vykresliť Grónsko ako krajinu, ktorá bola kedysi bohato zalesnená.
Mikkel W. Pedersen, molekulárny paleoekológ z Cambridgeskej univerzity vo Veľkej Británii, vlani analyzoval zvieraciu DNA z pôdy grónskych archeologických nálezísk. Dokumentoval tým aj bez fosílnych nálezov, že na tomto mieste sa lovili grónske veľryby už pred 4-tisíc rokmi.
Teraz však prvý raz vedci použili túto techniku na analýzu ľudskej DNA. Vďaka netušeným schopnostiam usadenín udržať v sebe genetický materiál ho môžu hľadať aj na tých najexotickejších miestach, akým je napríklad morské dno pri pobreží Veľkej Británie. Studené more so stálou teplotou je na zachovanie DNA priam ideálne, a nie je vylúčené, že ukrýva dôkazy migrácie ľudí z Afriky do Austrálie, Ázie či Ameriky. Treba ich iba prečítať.
„Získavanie ľudskej DNA zo sedimentov pomôže určiť prítomnosť skupín ľudí aj v takých miestach a oblastiach, kde je nemožné použiť iné metódy,“ povedal Pääbo. „Analýzy DNA z usadenín preto môžu byť veľmi užitočnou archeologickou procedúrou, ktorá sa stane v budúcnosti bežnou záležitosťou.“
Už spomínaný Pedersen to vyjadril svojsky: „Zachráňte nečistoty, dokonca aj vtedy, keď neviete, čo s nimi... Čo ak v nich je ukrytý trebárs genóm neandertálca?“
Nevyzerá to celé skôr ako veštenie z kávovej usadeniny? Možno, pravda je však taká, že najmodernejšie vedecké metódy naozaj často hraničia s mágiou.
