Επτά μυστικά που αποκάλυψε αρχαίο DNA: Από τον Μαύρο Θάνατο στους Νεάντερνταλ

Ο Pääbo, διευθυντής του Ινστιτούτου Max Planck για την Εξελικτική Ανθρωπολογία στη Γερμανία, ανέπτυξε μεθόδους για την ανάκτηση, την αλληλουχία και την ανάλυση του αρχαίου DNA από απολιθώματα - ένα κατόρθωμα που χρειάστηκε δεκαετίες. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν τις τεχνικές σήμερα για να απαντήσουν σε θεμελιώδη ερωτήματα σχετικά με την ανθρώπινη ιστορία και το βαθύ παρελθόν του πλανήτη.

Πολλές από τις ανακαλύψεις ανατρέπουν τις υποθέσεις για τους προϊστορικούς χρόνους. Όταν το εργαστήριο του Pääbo στη Λειψία ανέλυσε την αλληλουχία του πρώτου γονιδιώματος του Νεάντερταλ το 2010, πολλοί τρόμαξαν όταν έμαθαν ότι το δικό μας είδος Homo Sapiens συνάντησε και απέκτησε μωρά με Νεάντερταλ.

Η Παλαιογενετική συνέχισε να αποκαλύπτει εκπληκτικά μυστικά από το DNA που κρύβεται στα οστά, στα δόντια - ακόμη και στη βρωμιά. Το CNNi παρουσιάζει επτά πράγματα που μάθαμε σε αυτό το συναρπαστικό και αναδυόμενο πεδίο το 2022.

Η προέλευση και η κληρονομιά του Μαύρου Θανάτου

Ο Μαύρος Θάνατος, το πιο καταστροφικό ξέσπασμα πανώλης στον κόσμο, σκότωσε τον μισό πληθυσμό της μεσαιωνικής Ευρώπης σε διάστημα επτά ετών τον 14ο αιώνα, αλλάζοντας την πορεία της ανθρώπινης ιστορίας.

Όμως, έρευνα που δημοσιεύτηκε τον Οκτώβριο έδειξε ότι ήταν κάτι περισσότερο από την τύχη που καθόριζε ποιος έζησε και ποιος πέθανε. Η ανάλυση του DNA αιώνων από θύματα και επιζώντες του Μαύρου Θανάτου εντόπισε βασικές γενετικές διαφορές που βοήθησαν τους ανθρώπους να επιβιώσουν από την πανούκλα, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.

Αυτή η γενετική κληρονομιά συνεχίζει να διαμορφώνει το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα σήμερα, με γονίδια που κάποτε προσέφεραν προστασία από την πανώλη να συνδέονται τώρα με μεγαλύτερη ευπάθεια σε αυτοάνοσες ασθένειες όπως το Crohn και η ρευματοειδής αρθρίτιδα. Το περιοδικό Science ονόμασε την ανακάλυψη μία από τις κορυφαίες ανακαλύψεις του 2022.

Το αρχαίο DNA έριξε επίσης φως στην προέλευση της επιδημίας πανώλης που προκάλεσε τον Μαύρο Θάνατο - έργο που περιγράφεται λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε τον Ιούνιο.

Γενετικό υλικό που εξήχθη από σκελετούς που ήταν θαμμένοι σε ένα νεκροταφείο στο Κιργιστάν, όπου οι επιτύμβιες στήλες αναφέρονταν σε μυστηριώδη λοιμό, αποκάλυψε το DNA του βακτηρίου της πανώλης - το οποίο οι επιστήμονες αποκαλούν Yersinia pestis - σε τρεις ανθρώπους που πέθαναν το 1338, αρκετά χρόνια προτού η ασθένεια εισέλθει στην Ευρώπη το 1347.

Οικογενειακό πορτρέτο του Νεάντερταλ

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα γενετικό στιγμιότυπο της παλαιότερης γνωστής οικογενειακής ομάδας, χρησιμοποιώντας αρχαίο DNA από Νεάντερταλ που ζούσαν στο σπήλαιο Chagyrskaya στη νότια Σιβηρία στη Ρωσία.

Το κυνηγετικό στρατόπεδο δίπλα στο ποτάμι πριν από περίπου 54.000 χρόνια φιλοξενούσε μια στενή κοινότητα περίπου 20 Νεάντερταλ, συμπεριλαμβανομένου ενός πατέρα και της έφηβης κόρης του, ενός νεαρού άνδρα που θα μπορούσε να ήταν ανιψιός ή ξάδερφος και μια ενήλικη γυναίκα δεύτερου βαθμού συγγενής — ίσως μια θεία ή μια γιαγιά.

Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης ένα απροσδόκητο μοτίβο γυναικείας μετανάστευσης μεταξύ των διαφορετικών νημάτων γενετικής καταγωγής.

Η ποικιλομορφία του DNA του χρωμοσώματος Υ, που κληρονομείται μέσω της αρσενικής γραμμής, ήταν πολύ χαμηλότερη από αυτή του μιτοχονδριακού DNA, το οποίο μεταβιβάζεται από τις μητέρες. Η μελέτη υπολόγισε ότι, σε αυτήν την ομάδα, δύο αρσενικά άτομα θα μπορούσαν να μοιράζονται έναν πρόγονο περίπου 450 χρόνια προτού ζήσουν. Αντίθετα, η ισοδύναμη εκτίμηση για τα θηλυκά άτομα ήταν περίπου 4.350 χρόνια.

Οι ερευνητές είπαν ότι η καλύτερη εξήγηση για αυτό ήταν ότι περισσότερο από το 60% των γυναικών Νεάντερταλ στη μικρή ομάδα Chagyrskaya είχαν μεταναστεύσει από άλλη κοινότητα. Αυτή η κοινωνική δομή είναι κοινή μεταξύ των σημερινών κοινωνιών κυνηγών-τροφοσυλλεκτών και είναι γνωστή ως πατροτοπικότητα.

Καταπράσινη Αρκτική

Επιστήμονες στη Δανία εντόπισαν τις παλαιότερες γνωστές αλληλουχίες DNA στον κόσμο σε ίζημα από την εποχή των παγετώνων.

Ο πυρήνας της γης, που ελήφθη από τη βόρεια Γροιλανδία, αποκάλυψε ότι η πολική περιοχή ήταν κάποτε άφθονη με φυτική και ζωική ζωή πριν από 2 εκατομμύρια χρόνια. Μαστόδοντες, τάρανδοι, χήνες, λέμινγκ και λαγοί ζούσαν σε ένα οικοσύστημα που ήταν ένας συνδυασμός εύκρατης και αρκτικής χλωρίδας και πανίδας.

Το γενετικό υλικό που διατηρήθηκε στη βρωμιά τόσο πολύ καιρό πριν, λέει μια πιο ολοκληρωμένη ιστορία της προϊστορικής ζωής από το αρχείο απολιθωμάτων.

Αυτό το απαράμιλλο αρχαίο οικοσύστημα δεν έχει σύγχρονο ισοδύναμο, αλλά θα μπορούσε να παρέχει έναν γενετικό οδικό χάρτη για το πώς ορισμένα είδη θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στην κλιματική κρίση.

Μυστήριο μεσαιωνικού πηγαδιού

Οικοδόμοι που έκαναν εργασίες το 2004 σε ένα εμπορικό κέντρο στο Νόριτς της Αγγλίας, ανακάλυψαν 17 πτώματα στον πυθμένα ενός πηγαδιού 800 ετών.

Για να καταλάβουν περισσότερα για το πώς πέθαναν οι έξι ενήλικες και τα 11 παιδιά των οποίων τα λείψανα βρέθηκαν εκεί, οι επιστήμονες μπόρεσαν πρόσφατα να εξαγάγουν λεπτομερές γενετικό υλικό που διατηρήθηκε στα οστά χάρη στην πρόοδο στον προσδιορισμό αλληλουχίας του αρχαίου DNA.

Το γονιδίωμα έξι εκ των ατόμων έδειξε ότι τέσσερα από αυτά ήταν συγγενικά — συμπεριλαμβανομένων τριών αδελφών, η μικρότερη από τις οποίες ήταν 5 έως 10 ετών. Περαιτέρω ανάλυση του γενετικού υλικού έδειξε ότι και οι έξι ήταν «σχεδόν σίγουρα» Εβραίοι Ασκενάζι.

Ο Ιουδαϊσμός είναι κατά κύριο λόγο μια κοινή θρησκευτική και πολιτιστική ταυτότητα, αλλά ως αποτέλεσμα μιας μακροχρόνιας πρακτικής γάμου εντός της κοινότητας, οι εβραϊκές ομάδες Ασκενάζι φέρουν συχνά μια χαρακτηριστική γενετική καταγωγή που περιλαμβάνει δείκτες για ορισμένες σπάνιες γενετικές διαταραχές.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι όλοι πέθαναν κατά τη διάρκεια της αντισημιτικής βίας που κατέστρεψε την πόλη - πιθανότατα μια εξέγερση του Φεβρουαρίου 1190 που σχετίζεται με την Τρίτη Σταυροφορία, έναν από μια σειρά θρησκευτικών πολέμων που υποστήριξε η Καθολική Εκκλησία.

Θύμα της Πομπηίας

Η Πομπηία, που διατηρείται σε ηφαιστειακή τέφρα μετά την έκρηξη του Βεζούβιου το 79 μ.Χ., είναι ένας από τους πιο εντατικά μελετημένους αρχαιολογικούς χώρους στον κόσμο, αλλά οι επιστήμονες δεν είχαν λάβει μέχρι τώρα λεπτομερείς γενετικές πληροφορίες από τα κατάλοιπα των σκελετών που διατηρούνται στην πόλη.

Νωρίτερα φέτος, οι επιστήμονες δήλωσαν ότι είχαν για πρώτη φορά επιτυχή αλληλουχία του γονιδιώματος ενός ανθρώπου που πέθανε μετά την έκρηξη.

Πριν από αυτήν την τελευταία μελέτη, είχαν προσδιοριστεί η αλληλουχία μόνο σύντομων τμημάτων μιτοχονδριακού DNA από υπολείμματα ανθρώπων και ζώων στην Πομπηία.

Μπορεί να ήταν δυνατή η επιτυχής εξαγωγή αρχαίου DNA από τα δείγματά τους, επειδή πυροκλαστικά υλικά - ένα φλεγόμενο θερμό μίγμα αερίων, λάβας και συντριμμιών - που εκκενώθηκαν κατά τη διάρκεια της έκρηξης μπορεί να είχαν προστατεύσει το DNA από περιβαλλοντικούς παράγοντες, όπως το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα που οδήγησε σε αποσύνθεση.

Οι πληροφορίες ρίχνουν φως στην καταγωγή και την υγεία του άνδρα.

Υβριδικό ζώο

Ένα μεγαλειώδες πλάσμα που μοιάζει με άλογο γνωστό ως kunga που έζησε πριν από 4.500 χρόνια ήταν το αρχαιότερο γνωστό υβριδικό ζώο - με γονείς από δύο διαφορετικά είδη, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύθηκε τον Ιανουάριο.

Οι περιγραφές και οι εικόνες στην τέχνη και τα κείμενα της Μεσοποταμίας απεικόνιζαν ένα ισχυρό ζώο που έσερνε πολεμικά βαγόνια στη μάχη και βασιλικά οχήματα στις παρελάσεις. Άθικτοι σκελετοί των πλασμάτων θάφτηκαν δίπλα σε ανθρώπους υψηλού κύρους της εποχής.

Η πραγματική του ταυτότητα, ωστόσο, είχε προβληματίσει εδώ και καιρό τους αρχαιολόγους. Εξημερωμένα άλογα δεν έφτασαν στην περιοχή, που μερικές φορές αναφέρεται ως η εύφορη ημισέληνος, μέχρι πριν από 4.000 χρόνια.

Η αλληλουχία του DNA από τον σκελετό του ζώου αποκάλυψε ότι είχε έναν άγριο γάιδαρο από τη Συρία για πατέρα και μια μαμά γάιδαρο, και πιθανότατα εκτράφηκε σκόπιμα από ανθρώπους.

Πρώτοι Αμερικανοί;

Η αλληλουχία του DNA αποκάλυψε την προέλευση μερικών ανθρώπινων απολιθωμάτων με παράξενη όψη - ένα οστό του μηρού και μέρος ενός κρανίου - που βρέθηκαν σε μια σπηλιά στη νοτιοδυτική Κίνα το 1989.

Τα πρωτόγονα χαρακτηριστικά των οστών είχαν προβληματίσει τους επιστήμονες, οι οποίοι αμφισβήτησαν σε ποιο είδος ανθρώπου ανήκαν τα απολιθώματα. Ίσως, σκέφτηκαν, να ανήκαν σε έναν υβριδικό πληθυσμό εξαφανισμένων και σύγχρονων ανθρώπων ή ίσως σε ένα προηγουμένως άγνωστο ανθρώπινο είδος που υπήρχε μαζί με το δικό μας.

Κινέζοι επιστήμονες έβγαλαν πρόσφατα γενετικό υλικό από το κάλυμμα του κρανίου και διαπίστωσαν ότι το κρανίο ανήκε σε ένα θηλυκό άτομο, το οποίο πιθανότατα ήταν ένας άμεσος σύγχρονος πρόγονος του ανθρώπου - μέλος του Homo sapiens.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν το γονιδίωμα που εξήχθη από το αρχαίο DNA με το γονιδίωμα άλλων ανθρώπων από όλο τον κόσμο - τόσο σύγχρονο όσο και αρχαίο.

Διαπίστωσαν ότι τα οστά ανήκαν σε ένα άτομο που ήταν βαθιά συνδεδεμένο με την ανατολική ασιατική καταγωγή των ιθαγενών Αμερικανών. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η ομάδα ανθρώπων ταξίδεψε βόρεια στη Σιβηρία και στη συνέχεια διέσχισε τον Βερίγγειο Πορθμό για να γίνουν μερικοί από τους πρώτους Αμερικανούς.

The Black Death’s legacy, Neanderthal family ties, and other secrets revealed by ancient DNA in 2022, By Katie Hunt, CNN