Po co nam archaiczny DNA – czyli o zębie sprzed 1,6 mln lat

Udało się poznać sekwencję DNA sprzed 1,6 mln lat. I niekoniecznie archeogenetyka stanęła tym samym pod ścianą typu „starszego się już nie da”. Czy pomoże nam to kiedyś poznać prawdziwą ewolucję życia na Ziemi, chociażby w erze kenozoicznej? Czy pomoże nam to lepiej zrozumieć pochodzenie naszego własnego gatunku?

Gdy w magazynie „Nature” z 16 lutego zobaczyłam wiadomość, że naukowcom ze szwedzkiego centrum paleogenetyki w Sztokholmie udało się wydobyć i zsekwencjonować DNA z zęba mamuta datowanego na 1,6 mln lat, a odkopanego z wiecznej zmarzliny w latach 70. XX w., ekscytacja moja pomieszała się ze smutkiem.

Ekscytacja, bo to jest dwukrotnie starsza próbka niż jakakolwiek dotąd zanalizowana. A smutek, bo… szkoda że Lucy i jej pobratymcy biegali po afrykańskiej sawannie, a nie po plejstoceńskich terenach północnych. Na sawannie ich DNA uległo rozkładowi, i choć mamy niemal kompletne szkielety, ewolucja hominidów to nadal pełna dziur i zawiłości opowieść. Nie to co opowieść o ewolucji koni czy mamutów, która dzięki analizom archaicznego DNA udaje się opowiedzieć coraz dokładniej.

Do wspomnianego wyżej wydania „Nature” palma pierwszeństwa w kwestii „najstarszy DNA, który udało się zsekwencjonować” należała od 2013 r. do badaczy duńskich. Zajęli się oni innymi wydobytymi z wiecznej zmarzliny kośćmi, które należały do przodka współczesnych nam koni.

Bezkonkurencyjne DNA

Było to wielkie odkrycie i wtedy też zasłużyło na prezentację w prestiżowym periodyku „Nature” z kilku względów. Podstawowy jest jednak ten, że nic tak nie przechowuje w sobie śladów ewolucji i pokrewieństw, jak DNA. Bo podobni zewnętrznie bywają do siebie ludzie nawet całkiem niespokrewnieni, a DNA raczej w tej materii nie bywa „łudząco podobne”.

Tu gwoli wyjaśnienia trzeba powiedzieć, że najbardziej są ze sobą spokrewnione bliźnięta jednojajowe i dlatego sekwencje ich DNA są bardzo do siebie podobne – na ogół niemal identyczne. Im jednak dalej dane dwa organizmy są od siebie na drzewie genealogicznym, tym większe różnice genetyczne w sekwencji DNA daje się między nimi zaobserwować – i to nadal w jednym gatunku.

Gdy zaś przeskakujemy z drzewa genealogicznego na drzewo życia, zmiany genetyczne są znacznie głębsze, ale pozwalają – jeśli zastosujemy stosowne tzw. „zegary molekularne” (geny bardzo mało zmienne w toku ewolucji) – ustalić pokrewieństwa między, dajmy na to, owsem i owsikiem. Wykonana analiza powie nam, kiedy żył najprawdopodobniej ostatni wspólny przodek obu organizmów. W tym wypadku – to było na samym początku życia, gdy komórki jeszcze nie były osobno zwierzęce i roślinne.

Nowe gatunki powstają ze starych na różnych drogach (może to być np. izolacja geograficzna albo mieszanie się dwóch i więcej gatunków, a następnie powstanie bariery uniemożliwiającej dalsze krzyżowanie), jednak ślad każdej z tych dróg zapisze się w sposób pewny w DNA osobnika. I może potem zostać przeczytany przez paleogenetyków.

Przeczytaj też: Mamy jeszcze jednego przodka ak się stało, gdy np. w sierpniu 2018 roku odkryto, iż kość pewnej dziewczynki sprzed 90 tys. lat odkryta w syberyjskiej jaskini należała do dziecka neandertalskiej matki i denisowiańskiego ojca. Była potomstwem mieszanki dwóch gatunków blisko spokrewnionych hominidów.

My też w naszych genomach mamy taką neandertalską pozostałość po krzyżówce naszych przodków, i nie jest to bez znaczenia dla naszej podatności na COVID-19 .

Poznanie na drodze badań molekularnych specjacji (historii powstawania nowych gatunków) i ewolucji okazuje się niespodziewanie istotne nie tylko dla paleontologów, archeologów i ewolucjonistów oraz miłośników tych przeciekawych nauk. A kto nie wierzy, niech spróbuje pogadać z pięciolatkiem o dinozaurach – szybko zostaniecie z rozdziawiona buzią, bo jego to tak interesuje, że wie, jak wyglądał parasaurolophus, a wy, mili moi dorośli czytelnicy, na ogół tego nie wiecie.

Czy nie byłoby fajnie wiedzieć, które dinozaury były z którymi NAPRAWDĘ spokrewnione? Wprawdzie „kości nigdy nie kłamią” – ale niestety niekoniecznie zachowują się w nich wszystkie świadectwa specjacji.

Ząb mamuta w wiecznej zmarzlinie

Mówimy tu jednak o stworzeniach, które panowały na ziemi 100 mln lat temu. To na razie niemożliwe. Dwa czy 2,5 mln lat stało się jednak perspektywą kuszącą, odkąd Szwedzi zabrali się solidnie i skutecznie za ząb mamuta wydobyty z wiecznej zmarzliny pół wieku temu, a liczący sobie, bagatela, 1,6 mln lat.

Nie była to wyłącznie sztuka dla sztuki, uczestnictwo w zawodach, komu się uda zanalizować starszy DNA. Tu zacytuję samych autorów badania:

„Stwierdzamy, że we wczesnym plejstocenie we wschodniej Syberii występowały dwie odrębne linie mamutów. Jedna z tych linii dała początek mamutowi włochatemu, a druga reprezentuje wcześniej nierozpoznaną linię, przodka pierwszych mamutów, które skolonizowały Amerykę Północną. Nasze analizy ujawniają, że mamut kolumbijski z Ameryki Północnej wywodzi swoje pochodzenie z krzyżówki między tymi dwiema liniami środkowego plejstocenu, z mniej więcej równymi proporcjami domieszek. Na koniec pokazujemy, że większość zmian w kodowaniu białek związanych z adaptacją do zimna mamutów włochatych wystąpiła już milion lat temu.”

Et voila! To nie są trywialne wyniki – kości by nam tego nie powiedziały, o ile DNA z nich nie zostałby zsekwencjonowany.

Takie badania archeogenomiczne pozwalają nam dzisiaj głębiej rozumieć historię ludzkiej populacji, nasze własne pradzieje, jeszcze 30 lat temu zupełnie przed nami zakryte i obracające się wokół wielu konkurujących ze sobą teorii opartych o analizy językoznawcze czy antropologiczne. Przyszedł DNA i pozamiatał – można powiedzieć.

I choć w kwestii naszych europejskich ojców (do grona których dobił w ostatnich dwóch latach kolejny syberyjski przodek) wystarczyło sekwencjonować DNA nie starsze niż liczące 10 tys. lat, to historia Europy i archeologia naszego kontynentu po prostu została wywrócona i poukładana częściowo na nowo właśnie dzięki tym badaniom genetycznym.

Genomy dynastii Piastów

Gdyby wydobywanie archaicznego DNA i jego analiza były trywialne i nie zależały w wielkiej mierze od jakości szczątek, ich przechowywania po odkryciu, a także kwalifikacji zespołu badawczego oraz nietuzinkowości metod i sprzętu, którymi uczeni muszą się posługiwać, domniemywam, że już od lat znalibyśmy genomy naszych rodzimych władców z dynastii Piastów. A nie znamy.

Zobacz też: Milczący DNA dużo powie, jeśli mu zadać odpowiednie pytania. Choćby o raka

Te szczątki – nie jest ich wiele, to fakt – mają niecały tysiąc lat. Na skali czasu, gdzie odnotowuje się badania archaicznego DNA, to „młodziaki”.

Od kilku już lat liczę na to, że przyznane w tym celu niemałe granty wreszcie zaowocują jakimś konkretem. Rośnie jednak we mnie obawa, że szybciej poznam genom Lucy niż Piastów śląskich czy mazowieckich, potomków w prostej linii Mieszka i Bolesława – których szczątki zostały sprofanowane już we wczesnym średniowieczu podczas wojen z Czechami. Ucieszę się jeszcze bardziej niż dziś, aczkolwiek znów… z pewnym osobistym, maleńkim smuteczkiem w tle.

#mamut #dna #archeolodzy #ewolucja życia