https://frosthead.com

Starożytne DNA mogło odkryć tajemnicę prehistorycznej migracji europejskiej

Spójrzmy prawdzie w oczy: nawet przy nowoczesnych udogodnieniach typu U-Hauls i kartonach przenoszenie jest uciążliwe. Dla neolitycznych ludzi żyjących w Europie 5000 lat temu przeszkody - wędrujący drapieżcy, brak transportu, niewybaczenie - musiały wydawać się nie do pokonania. „Oczywiście w przeszłości kilku ludzi mogło przejść setki kilometrów, ale większość ludzi w tym czasie tego nie zrobiła” - mówi Chris Tyler-Smith, badacz genetyki człowieka w England's Sanger Institute.

powiązana zawartość

  • 3600-letni grób znaleziony obok pałacu Canaanite może zawierać resztki rodziny królewskiej
  • Starożytne DNA pomaga naukowcom rzucić światło na to, jak starożytni Afrykanie się poruszali i mieszali

Nowe badania oparte na nowatorskiej technice mapowania sugerują jednak coś innego. Łącząc dane genetyczne z archeologią, badacze przeanalizowali DNA ponad 300 starożytnych Europejczyków i Europejczyków z Bliskiego Wschodu, aby stwierdzić, że ludzie ci mogli wędrować zaskakująco daleko. Odkryli, że 50 procent starożytnych szkieletów znajdowało się w grobach w odległości większej niż 100 mil od miejsca pochodzenia, 30 procent znajdowało się w odległości do 620 mil, a pozostali ludzie wędrowali aż do 1900 mil od swoich domów.

„Po raz pierwszy ktoś mógł zrobić coś takiego” - mówi Eran Elhaik, jeden z pionierów nowej techniki i genetyk na University of Sheffield. „Byliśmy w stanie zobaczyć rozwój rolnictwa i przemieszczanie się populacji, ponieważ wyczerpały one ziemię, a następnie systemy nawadniające. Gdy populacje się poruszały, zastąpiły one wszystkich łowców-zbieraczy. ”Elhaik i jego zespół przedstawili swoje wstępne odkrycia w zeszłym miesiącu na konferencji European Society of Human Genetics.

Archeolodzy i genetycy spekulowali o tym, jak i gdzie ludzie migrowali w całej Europie. Opierając się na szczątkach szkieletu, uważają, że Europa została zaludniona przez współczesnych ludzi około 45 000 lat temu, kiedy hominini wyprowadzili się z Afryki do innych części świata. Europa została następnie w znacznym stopniu wyludniona, gdy ostatnia epoka lodowcowa objęła około 25 000 lat temu, z wyjątkiem niektórych silnych ataków, które znalazły przetrwanie w południowej Europie.

„Archeolodzy od dawna wysuwają hipotezę, że Europa została skolonizowana przez kolejne fale łowców-zbieraczy, oparte na wyraźnych różnicach w kamiennych narzędziach oraz ozdób z kości i muszli odzyskanych z miejsc w Europie i na Bliskim Wschodzie”, pisze Ewen Callaway for Nature .

Ale dopiero niedawno archeolodzy byli w stanie porównać swoje dane materiałowe z historią opowiadaną przez genetykę. Dzięki ostatnim postępom w analizie starożytnego DNA zaczynamy uzyskiwać o wiele jaśniejszy - i bardziej złożony - obraz tych ludzi i ich życia.

DNA jest niezwykle delikatne. Może przetrwać nietknięty tylko w określonych warunkach środowiskowych i preferuje zimne miejsca. W próbkach ludzi najlepszym miejscem do znalezienia jest skamieniała kość na czaszce, blisko ucha. Ale nawet gdy zdobędziesz użyteczne DNA, wyszukiwanie go w celu uzyskania użytecznych informacji wiąże się z szeregiem przeszkód.

Wyodrębnianie starożytnego DNA i sekwencjonowanie go technikami nowej generacji skutkuje mnóstwem informacji. DNA nie pochodzi tylko od starożytnego człowieka - pochodzi również z otaczającego środowiska, a być może z zanieczyszczenia wprowadzonego przez współczesnych badaczy. Aby uporządkować tę plątaninę, naukowcy polegają na komputerowej pomocy w identyfikacji pojedynczej mitochondrialnej sekwencji DNA (obecność więcej niż jednej wskazuje na zanieczyszczenie) i wykreśleniu wzorów pogorszenia, które sygnalizują ludzkie DNA.

Ale kiedy te fragmenty ludzkiego DNA zostaną wyrwane z bałaganu, mogą otworzyć świat odkryć. Możemy dowiedzieć się wszystkiego od tego, co starożytni ludzie tacy jak Ötzi zjadła i nosiła mumia lodowa, po to, jak często neandertalczycy i ludzie się rozmnażali. „Myślę, że jest to jeden z najbardziej ekscytujących osiągnięć nauki w ciągu ostatnich kilku dekad”, mówi Tyler-Smith. „Ludzie porównali go do rozwoju datowania radiowęglowego w połowie XX wieku pod względem jego wpływu”.

Elhaik rozwinął informacje, które można wydobyć ze starożytnego DNA przy użyciu techniki, którą zapoczątkował z żywymi ludźmi, zwanej Geograficzną strukturą populacji lub GPS. Technika ta opiera się na zestawach danych, które porównują polimorfizmy pojedynczego nukleotydu - różnice w nukleotydach DNA, które działają jako markery biologiczne u poszczególnych osób. Metoda GPS wykorzystuje SNP (wymawiane „strzały”) populacji, które były w jednym miejscu przez wiele pokoleń, a następnie porównuje je z grupami, które żyją dalej.

„Nie tylko zhakowaliśmy fajny akronim, to naprawdę działa jak nawigacja GPS” - mówi Elhaik. „Zamiast satelitów używamy populacji bardzo dobrze zlokalizowanych w ich regionach.”

W badaniu z 2014 r. W Nature Communications Elhaik i jego koledzy zastosowali metodę GPS do ponad 600 osób na całym świecie i byli w stanie prawidłowo przypisać 83 procent tych osób do ich kraju pochodzenia. Gdy tę samą technikę zastosowano do 200 sardyńskich wieśniaków, jedną czwartą z nich umieszczono w ich wioskach, a większość ludzi umieszczono w odległości 50 km od ich domów.

Ta sama technika jest wykorzystywana w ich nowych badaniach. „Użyliśmy starożytnego DNA wyodrębnionego ze szczątków szkieletu od 12000 pne do 500 rne”, mówi Elhaik. „DNA wchodzi i współrzędne wychodzą” - chociaż dodaje, że wielkość próbki jest znacznie mniejsza u starożytnych osobników, więc jest o wiele więcej luki na całym kontynencie. Pomyśl o tym jak o GPS dla dawno zmarłych.

„Jeśli masz może 20 lub 30 osób pochodzących z tej samej populacji, możesz uzyskać dodatkowe informacje”, mówi Tyler-Smith, który nie jest zaangażowany w badania GPS. Ale dodaje: „większe liczby są zawsze lepsze”.

Ale genetycy i archeolodzy nie zawsze zgadzają się co do dokładniejszych punktów prehistorii. Dla Marca Vandera Lindena, profesora archeologii na University College London, stosowanie tak małych próbek do wyciągania dużych wniosków jest problematyczne.

„Genetycy zasugerowali szeroko zakrojone procesy na podstawie ograniczonych, skupionych przestrzennie próbek, a następnie - niesłusznie - uogólnili te wyniki dla wszystkich odpowiednich kultur archeologicznych”, powiedział Linden w e-mailu. „Zarówno archeolodzy, jak i genetycy muszą w pełni zrozumieć i wziąć pod uwagę, że geny i kultura materialna nie działają w tych samych obszarach działania, ani nie rozwijają się w tej samej skali przestrzennej i czasowej”.

Linden zgadza się, że praca genetyków w starożytnym DNA zrewolucjonizowała tę dziedzinę i otworzyła nowe możliwości dochodzenia. „Starożytne badania DNA, obok innych rodzajów danych, wskazują na to, że historia populacji prehistorycznej Europy była w ciągłym przepływie i naznaczona licznymi epizodami zarówno ekspansji, jak i wycofania”.

Jeśli technika Elhaika się rozwinie, może odpowiedzieć na kuszące pytania dotyczące migracji ludzi - na przykład, jak rolnictwo przybyło do regionu. Archeolodzy debatują od dziesięcioleci, czy została przekazana przez migrację ludzi, czy przez ruch samej idei. Część debaty została niedawno rozstrzygnięta przez genetykę, a naukowcy obserwują przemieszczanie się społeczności rolniczych z Bliskiego Wschodu do grup łowców-zbieraczy w Europie. Elhaik uważa, że ​​badania jego grupy jeszcze bardziej wyjaśnią to pytanie i pokażą bardziej precyzyjne ruchy wielu grup ludzi.

Dla Tylera-Smitha ten rodzaj zwiększonej rozdzielczości w szerokich zarysach przeszłości to przyszłość tej dziedziny. Chciałby także zobaczyć więcej próbek z innych części świata - gorętszych, suchszych regionów, takich jak Afryka i południowa Europa, gdzie trudniej było znaleźć starożytne DNA nienaruszone z powodu warunków środowiskowych. Na razie jednak rozwikłanie europejskiej migracji pomaga nam zrozumieć ludzkie pochodzenie - i fakt, że wszyscy jesteśmy kundlami.

„Nie ma czegoś takiego jak populacja europejska, która istnieje od 40 000 lat”, mówi Tyler-Smith. „Mieszanie trwało w całej prehistorii i myślę, że zobaczymy to w każdej części świata, gdy przyjdziemy studiować na tym poziomie szczegółowości”.

Starożytne DNA mogło odkryć tajemnicę prehistorycznej migracji europejskiej