Neandertalczyk zsekwencjonowany

Udało się zsekwencjonować mitochondrialne DNA neandertalczyka.

Naukowcom z Max Planck Institute w Lipsku oraz uniwersytetu w Berkeley (USA) po raz pierwszy udało się zsekwencjonować mitochondrialne DNA neandertalczyka. Wyniki ich prac zostały opublikowane w ostatnim wydaniu dwutygodnika Cell.

Nad poznaniem naszego najbliższego kuzyna, neandertalczyka, pracuje cały sztab specjalistów. Oprócz archeologów, rozkopujących stanowiska z tak zwanego środkowego paleolitu oraz antropologów, podbierających im ludzkie szczątki z tego okresu, swój głos mają także genetycy. Dwie grupy dowodzone przez Svante Pääbo oraz Edwarda Rubina rozpoczęły badania nad genomem neandertalczyka już w 2006 roku i choć nikt nie obiecywał szybkich rezultatów, już rok później przyszły pierwsze rewelacyjne doniesienia. Czwartek przyniósł publikację najnowszych odkryć dotyczących mitochondrialnego materiału naszego wymarłego kuzyna. Mimo iż celem badań jest DNA jądrowe, to zsekwencjonowanie mtDNA już samo w sobie stanowi nie lada jakie osiągnięcie i otwiera zupełnie nowe możliwości poznania neandertalczyka.

MtDNA pochodzi z mitochondriów, niewielkich organelli komórkowych odpowiedzialnych za uzyskiwanie energii, i różni się znacznie od DNA jądrowego. Według ogólnie przyjętej dziś teorii, jest to DNA jednej z protobakterii, która weszła w tak ścisły symbiotyczny związek z komórką, że wraz z biegiem czasu stała się jej częścią. W porównaniu z ilością informacji jaka przechowywana jest w zwykłym DNA, jego mitochondrialny odpowiednik to liliput – koduje on zaledwie 37 geny. Co równie istotne, mtDNA dziedziczy się wyłącznie w linii matki, jako że plemnik przekazuje do komórki jajowej wyłącznie swój jądrowy materiał genetyczny. Dzięki swojej prostocie i liniowemu dziedziczeniu mtDNA stało się ulubionym polem działania paleogenetyków, którzy na jego podstawie sformułowali, na przykład, słynną teorię mitochondrialnej Ewy.

Najnowsze badania zbliżają nas jeszcze bardziej do zrozumienia różnic dzielących populacje neandertalskie i ludzkie. Nie tylko potwierdziły one, że do rozejścia się linii tych dwóch gatunków doszło około 660 tys. lat temu, przy marginesie błędu rzędu 140 tys. lat, ale także udowodniło, że nawet jeżeli dochodziło do krzyżowania się pojedynczych osobników Homo sapiens z ich neandertalskimi kuzynami, to były to raczej sporadyczne przypadki. Jest to tym bardziej istotne, że materiał genetyczny pobrano z kości Homo neanderthalensis datowanej na mniej więcej 38 tys. lat temu. Były to czasy, gdy na terenie dzisiejszego Bliskiego Wschodu grupy ludzi współczesnych już od ponad 60 tys. lat zajmowały te same obszary co neandertalscy łowcy-zbieracze. Trudno uwierzyć, że nie doszłoby między nimi do krzyżowania, gdyby nie były to dwa odrębne gatunki.

Zaskoczeniem okazały się rezultaty porównania tych fragmentów mtDNA, które kodują białka, z ich odpowiednikami w świecie małp człekokształtnych. Okazuje się, że neandertalczycy albo ewoluowali bardzo szybko, albo żyli w niewielkich grupach. To drugie rozwiązanie wydaje się być bardziej prawdopodobne, biorąc pod uwagę ich styl życia. Łowcy-zbieracze, którymi niewątpliwie byli neandertalczycy, formują duże grupy tylko w wypadku, gdy nagle pojawiają się bardzo obfite źródła pokarmu, na przykład w czasie okresowych wędrówek zwierząt. Po raz pierwszy zauważono też znaczące różnice w ekspresji niektórych białek – różnice, które mogą powiedzieć nam dlaczego nasz gatunek jest taki wyjątkowy. Wiadomo, że z neandertalczykiem dzielimy prawie 99% materiału genetycznego, a jednak kultura jaką pozostawił on po sobie różni się w sposób diametralny od tego, do czego jesteśmy przyzwyczajeni. Dalsze badania prawdopodobnie odpowiedzą na pytania, czemu nasi najbliżsi kuzyni nie wykazywali smykałki do sztuki, czy używali mowy tak samo jak my, a także czy rozwijali się w podobny sposób do ludzi.

W końcu, nie sposób nie wspomnieć o technicznym wymiarze najnowszego odkrycia. Od dawna wiadomo było, że zarówno DNA jądrowe jak i mitochondrialne po pewnym czasie zmienia się i to w znacznym stopniu. Część zasad wypada z układu, inne dublują się lub zmieniają miejscami. Badania nad mtDNA neandertalczyka pozwoli na lepsze zrozumienie tych procesów w DNA jądrowych, a także umożliwi poprawienie odczytów tak zwanego zegara mitochondrialnego. To właśnie dzięki niemu wiem, że linia neandertalczyka odłączyła się od linii ludzkiej ponad 600 tys. lat temu, a człowiek współczesny wyewoluował ni mniej ni więcej tylko 200 tys. lat temu. Naukowcy liczą, że w przyszłości genetyka, ręka w rękę z antropologią i archeologią ograniczy margines błędu w datowaniu i powie nam, z dokładnością do kilku tysięcy lat, kiedy powstaliśmy.

Iza Romanowska