Pingwin, który wstrząsnął nauką

Mutacje DNA nie są tak precyzyjnym zegarem biologicznym, jak się wydawało.

Mutacje w DNA są jak gatunkowy zegar. Znając tempo powstawania mutacji genetycznych możemy w przybliżeniu oszacować, ile lat temu dany gatunek wyodrębnił się od innego. Okazuje się, że dotychczasowe szacunki są omylne. Naukowcy dowiedli tego na przykładzie jednego z gatunków pingwina.

Datowanie według DNA było dotąd uznawane za jedną z form ustalania wieku gatunków – niezbyt precyzyjną, ale miarodajną. W genach tyka bowiem zegar molekularny – ewoluujemy, zmieniamy się, powstają nowe mutacje. Naukowcy uważali dotąd, że ich przyrost jest w miarę stały. Okazuje się jednak, że mogą się mylić.

Pingwiny, które żyły między 250 lat a 44 tys. lat temu na Antarktydzie, dostarczyły zespołowi naukowców z kilku uczelni z całego świata doskonale zakonserwowanego DNA, które podważyło dotychczasowe datowania na podstawie materiału genetycznego. Okazało się, że badacze zaniżali wiek wielu gatunków o 200 do 600 procent! Mówiąc krótko, gatunek, którego wiek szacowano na 100 tys. lat, w rzeczywistości może mieć 200 tys. a nawet 600 tys. lat.

- Już niektóre z wcześniejszych analiz DNA budziły wątpliwości środowiska naukowego, ale obecnie mamy dowody na nieprecyzyjność poprzednich datowań – mówi Dee Denver, biolog ewolucyjny z Centrum Badań nad Genomem na Uniwersytecie Stanowym Oregon, członek zespołu badawczego. – Uważamy, że tradycyjne metody datowania za pomocą DNA są niedokładne i że często tempo mutacji jest dużo szybsze niż przypuszczaliśmy – wyjaśnia.

Okazało się, że różne sekwencje DNA zmieniają się z różną prędkością. Badacze podkreślają, że przeprowadzona przez nich analiza powinna stosować się do większości gatunków zwierząt, których wiek oszacowano tylko na podstawie próbek DNA. Teraz będzie trzeba wydatować je ponownie.

Dlaczego pomocne okazały się pingwiny? Ptaki te potrafią zamieszkiwać ten sam rejon przez kilka tysięcy lat, a ich szczątki znakomicie zachowują się w kolejnych warstwach lodu. Wystarczyło zatem porównać ze sobą DNA z kości kolejnych pokoleń tych sympatycznych stworzeń. Naukowcy mieli szeroką bazę porównawczą – analizowali mitochondrialne DNA pingwinów z okresu pomiędzy 250 lat temu do 44 tys. lat temu. W innych rejonach Ziemi znika ono z kości nawet w ciągu roku od śmierci organizmu, wśród lodów Antarktydy zachowuje się nawet kilkadziesiąt tysięcy lat. – To wspaniały zasobnik danych dla naukowców – komentuje Denver.

Po raz kolejny okazało się zatem, że pojedyncza metoda datowania bywa zawodna. Podobnym zaskoczeniem była dla badaczy nieprecyzyjność dat radiowęglowych, które mogą się mylić nawet o tysiąc lat – zważywszy, że metodę tę stosuje się do stosunkowo niedawnej przeszłości, taki błąd mógł się okazać kluczowy do złego przypisania np. zabytku danej kulturze czy epoce. W przypadku C14 ratunkiem okazała się tzw. kalibracja (czyli poprawianie) wyników tej metody za pomocą innego sposobu datowania – dendrochronologii. Także i w przypadku datowania przy pomocy DNA naukowcy będą musieli opracować jakąś metodę kalibracji.

Wyniki analiz genetyków zostały opublikowane w czasopiśmie Trends in Genetics.

Eugeniusz Wiśniewski