Çökeltilerden gelen nükleer DNA, eski insanlık tarihinin kilidini açmaya yardımcı oluyor
Antik DNA alanı, Denisovalılar ve Neandertallerle ilişkiler de dahil olmak üzere insanın evrimsel geçmişinin önemli yönlerini ortaya çıkardı. Bu çalışmalar, DNA’yı depolayan ve onu çevreden koruyan kemiklerden ve dişlerden DNA’ya dayanıyor. Ancak bu tür iskelet kalıntıları son derece nadirdir ve insanlık tarihinin büyük bir bölümünü genetik analize erişilemez bırakır.
Bu boşlukları doldurmak için, Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, hemen hemen her arkeolojik alanda bol miktarda bulunan çökeltilerden insan nükleer DNA‘sını zenginleştirmek ve analiz etmek için yeni yöntemler geliştirdiler. Şimdiye kadar, arkeolojik çökeltilerden yalnızca mitokondriyal DNA elde edildi, ancak bu, popülasyon ilişkilerini incelemek için sınırlı bir değere sahip. Tortuların nükleer DNA analizlerinin ortaya çıkışı, derin insan geçmişini araştırmak için yeni fırsatlar sunuyor.
Sedimanlar, diğer memelilerden genetik materyal içerebilir.
Çökeltilerden eski insan DNA’sını çıkarırken, bilim adamları, ayılar ve sırtlanlar gibi diğer memelilerden gelen önemli miktarda DNA’dan kaçınmak için dikkatli olmalıydı. Çalışmanın ilk yazarı Benjamin Vernot, “İnsan genomunda, örneğin bir ayının DNA’sına çok benzeyen pek çok yer vardır,” dedi. Araştırmacılar, genomda yalnızca insan DNA’sını izole edeceklerinden emin olabilecekleri bölgeleri özellikle hedeflediler ve ayrıca insan dışı DNA’yı çıkarmadaki başarılarını ölçmek için yöntemler tasarladılar. Vernot, “Yanlışlıkla bazı bilinmeyen sırtlan türlerine bakmadığımızdan emin olmak istedik” dedi.
Bilim adamları, üç mağaradan 150’den fazla tortu örneğini incelemek için tekniklerini uyguladılar. Bunlardan ikisinde – Güney Sibirya’nın Altay Dağları’ndaki Chagyrskaya ve Denisova Mağaraları – önceki çalışmalar kemiklerdeki DNA’yı analiz etmişti. Böylece yazarlar, çökeltilerden gelen DNA ile kemiklerdeki DNA’yı karşılaştırmayı başardılar. Çalışmanın kıdemli yazarı Matthias Meyer, “Geliştirdiğimiz teknikler çok yeni ve onları ne bekleyeceğimizi bildiğimiz yerlerde test edebilmek istedik,” dedi. Araştırmacılar, çökeltilerden elde edilen DNA’nın, bu bölgelerdeki kemiklerden alınan genomlarla en yakından ilişkili olduğunu buldular ve bu da onlara yöntemlerinin sağlamlığı konusunda güven verdi.
Kuzey İspanya’daki mağara yataklarından elde edilen nükleer DNA
Universidad Complutense de Madrid’den Juan Luís Arsuaga liderliğindeki üçüncü alan olan Galería de las Estatuas, İspanya’nın kuzeyindeki Galería de las Estatuas’daki kazılarda, 70 ila 115 bin yıl önceki bir dönemi kapsayan taş aletler ortaya çıkardı. Ancak yalnızca tek bir Neandertal ayak kemiği bulundu ve DNA için örnek alınamayacak kadar küçüktü. Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea’dan Estatuas ekibinden bilim adamı Asier Gómez-Olivencia, “Estatuas’ta yaşayan Neandertallerin genetiğini incelemenin hiçbir yolu yoktu” dedi. Çökeltilerden çıkarılan nükleer DNA, mağarada bir değil iki Neandertal popülasyonunun yaşadığını ve orijinal grubun yaklaşık 100 bin yıl önce daha sonraki bir grubun yerini aldığını ortaya çıkardı.
Bilim adamları tortu DNA’sını diğer iskelet örnekleriyle karşılaştırdıklarında çarpıcı bir eğilim fark ettiler – Neandertallerin iki “radyasyonu” varmış gibi görünüyordu, eski Estatuas nüfusu bir radyasyondan ve daha genç nüfus ikinci bir olaydan kaynaklanıyordu. Juan, “Estatuas’taki nüfus değişimiyle birlikte bu radyasyonların iklim değişikliklerine mi yoksa Neandertal morfolojisindeki değişikliklere mi bağlı olabileceğini merak ettik – ancak kesin olarak söylemek için daha fazla veriye ihtiyacımız olacak,” dedi Juan Luís Arsuaga.
Derin insan geçmişine yeni bakış açıları
Çalışmaların daha önce kemiklerden DNA’yı analiz ettiği yerler için bile, tortulardan yeni içgörüler elde etmek mümkündür. Chagyrskaya Mağarası’nda, daha önceki arkeolojik araştırmalar Neandertal sakinlerinin tek bir popülasyona ait olduğunu ve orada sadece kısa bir süre yaşadığını ileri sürmüştü. Ancak önceki çalışma, bölgede bulunan kemiklerin birinden yalnızca tek bir genomu çıkardığı için, Chagyrskaya Mağarası çevresinde yaşayan tüm popülasyonu temsil edip etmediğini anlamanın bir yolu yoktu. Tortu DNA’sı bu hipotezi doğrulayabildi. Rusya Bilimler Akademisi Arkeoloji ve Etnografya Enstitüsü’nden Kseniya Kolobova, “Stratigrafinin her yerinden tortu örnekleri aldık ve bunların hepsi kemiğin DNA’sına çok benziyordu, tortu DNA’sı birden fazla kişiden gelse de,” dedi. Chagyrskaya Mağarası’ndaki baş arkeolog.
Vernot, “Tortuların nükleer DNA analizinin şafağı, eski insanların evrimsel tarihini ortaya çıkarmak için seçenekleri büyük ölçüde genişletiyor,” dedi. Antik DNA alanını insan kalıntılarını bulmanın kısıtlamalarından kurtararak ve potansiyel olarak araştırma için uygun alanların sayısını genişleterek, “Artık daha önce mümkün olduğu düşünüldüğünden çok daha fazla insan popülasyonundan ve çok daha fazla yerden DNA’yı inceleyebiliriz. , “dedi Meyer.
B. Vernot ve diğerleri, “Mağara çökeltilerinden nükleer ve mitokondriyal DNA kullanarak Neandertal popülasyon tarihini ortaya çıkarmak,” Bilim (2021). science.sciencemag.org/lookup/… 1126 / science.abf1667