W Afryce, miejscu narodzin ludzkości, starożytni ludzie poruszali się i mieszali na całym kontynencie. Ale do tej pory śledzenie tych wzorów za pomocą genetyki było wyzwaniem. Teraz naukowcy przeanalizowali najstarsze znane ludzkie DNA w Afryce, aby rzucić światło na migrację ludzi - otwierając nowe pole do badania wzorców migracji i krzyżowania w regionie.
powiązana zawartość
- Starożytne DNA mogło odkryć tajemnicę prehistorycznej migracji europejskiej
Afryka może być kontynentem, na którym ludzie po raz pierwszy powstali, ale w porównaniu z Europą sekwencjonowano stąd stosunkowo niewiele starożytnego DNA. Jessica Thompson, archeolog z Emory University, który koncentruje się na starożytnej Afryce, a nie z powodu różnic w środowisku między kontynentami - mówi Jessica Thompson.
DNA może być odporną cząsteczką, która przetrwa setki tysięcy lat w odpowiednich warunkach. Ale może być również bardzo delikatny, podlega degradacji w obecności ciepła lub wilgoci. Oba z nich występują w obfitości w dużej części Afryki, co znacznie utrudnia wyodrębnienie użytecznego DNA do sekwencji.
W przeciwieństwie do tego naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie DNA z neandertalczyków w Europie, których historia sięga ponad 400 000 lat, dzięki klimatowi, który jest ogólnie chłodniejszy, bardziej suchy i dlatego lepiej nadaje się do zachowania DNA.
„Dla Afrykanisty jest to frustrujące, ponieważ nie mamy dostępu do tych samych danych, które ludzie badający prehistorię mówią, że starożytna Europa” - mówi Thompson - i muszę przyznać, że zazdrosny o to. ”
Na konferencji antropologicznej w 2015 r. Thompson ponownie skonfrontowano z brakiem starożytnych danych DNA z Afryki. Przyszło jej do głowy, że mogą istnieć miejsca na kontynencie, w których warunki lepiej chroniłyby DNA - gdyby naukowcy po prostu wiedzieli, gdzie szukać. „Głupio było myśleć o Afryce jako o homogenicznym mokrym, gorącym miejscu” - mówi teraz.
W pracach terenowych Thompsona w południowo-wschodnim kraju Malawi przypomniała sobie miejsca odwiedzane na stosunkowo wysokich wysokościach, które były zauważalnie zimne, a szkielety znaleziono w połowie XX wieku. Wysiłki Thompsona mające na celu wyśledzenie tych szkieletów doprowadziły ją do kontaktu z już rodzącym się wysiłkiem antropologów i innych badaczy, aby wypełnić pustkę starożytnego afrykańskiego DNA poprzez wykorzystanie postępu naukowego.
„Naprawdę wszyscy po prostu czekaliśmy i mamy nadzieję, że nadejdzie dzień, w którym będziemy mogli uzyskać dostęp do technologii, która umożliwiłaby nam uzyskanie takiej samej jakości danych z Afryki, jak w innych częściach świata”, mówi Thompson. Ten dzień mógł wreszcie nadejść.
Antropolog z Emory University, Jessica Thompson, obok sztuki naskalnej na stronie o nazwie Mwanambavi w Malawi. (Suzanne Kunitz) Thompson znalazł dwie starożytne próbki ludzkie w innym laboratorium, ale ich analiza dała niespójne wyniki. Postanowiła więc wrócić do miejsc Malawi, gdzie zostały wykopane, by poszukać dalszych wskazówek. W końcu odkryła jeszcze trzy zestawy ludzkich szczątków, które zawierały DNA sprzed 8 000 lat; zebrała inne próbki z archiwów naukowych w Malawi.
Inni badacze zbadali także osiem starożytnych próbek z południa, które grupa Thompsona uwzględniła w badaniu opublikowanym dzisiaj w czasopiśmie Cell . Czas zdegradował próbki, mówi Pontus Skoglund, genetyk z Harvard Medical School, który prowadził badanie. Jednak dzięki wytrwałości i zaawansowanej technologii genetycznej badacze byli w stanie uzyskać co najmniej 30 000 par zasad DNA z każdej próbki - „więcej niż wystarcza do przeprowadzenia potężnych analiz statystycznych”, mówi Skoglund.
Zespół porównał te starożytne sekwencje z setkami współczesnych genomów z Afryki i całego świata, aby umieścić przodków współczesnych ludzi i zobaczyć, kto się poruszał, a kto nie. „To, co jest najbardziej oczywiste, to krajobraz populacji łowców-zbieraczy został teraz zmieniony dość radykalnie” - mówi Skoglund.
Przed powszechnym wykorzystaniem rolnictwa i zwierząt gospodarskich ludzie przeżyli przez polowanie i zbieranie. Thompson mówi, że przyjęcie rolnictwa przez niektóre grupy ludzi spowodowało wielkie migracje wśród ludzi w całej starożytnej historii, ale badanie to wyjaśniło skalę, w jakim stopniu zakłóciło to dystrybucję ludzi w południowej Afryce.
Współcześni mieszkańcy Malawi wydają się być całkowicie niezwiązani ze starożytnymi ludźmi, którzy mieszkali w ich kraju kilka tysięcy lat temu - odzwierciedlając znacznie bardziej dramatyczną migrację, niż Thompson i inni mogliby się spodziewać. Inne próbki potwierdziły, jak duży ruch miał miejsce w Afryce w ciągu ostatnich kilku tysięcy lat, i obejmowały pasterza z Tanzanii, w którym stwierdzono, że potomkowie rozprzestrzeniają się z północy na południe na kontynencie.
Ruchy te oznaczają, że linia współczesnych ludzi w Afryce wydaje się mieszać znacznie więcej niż wcześniej sądzono, według Thompsona. „Wydaje się, że jest to jedna z najbardziej kompletnych wymian populacji, jakie kiedykolwiek udokumentowano” - mówi.
„Historia genetyczna człowieka była złożona, a starożytne badania DNA z Afryki są potrzebne do zrozumienia tamtejszej historii i są niecierpliwie wyczekiwane” - powiedział Chris Tyler-Smith, genetyk z Wellcome Trust Sanger Institute, za pośrednictwem poczty elektronicznej. „To pierwsze znaczące badanie starożytnego afrykańskiego DNA”.
Tyler-Smith, który nie był zaangażowany w badania, powiedział, że niektórych wniosków można się spodziewać, na przykład faktu, że populacje łowców-zbieraczy zostały zastąpione populacjami rolniczymi. Ale zaskoczyły go inne spostrzeżenia, takie jak rozgałęzione drzewo przodków współczesnych mieszkańców Afryki Zachodniej.
Dokończenie tego sekwencjonowania, mówi, otwiera drzwi do większej i lepszej sekwencjonowania na drodze i rodzi więcej pytań o naszych przodków.
Eran Elhaik, genetyk z University of Sheffield, zgadza się z tym. „Badanie to otwiera okno na przeszłość jednego z najbardziej zróżnicowanych genetycznie regionów na świecie, który do tej pory pozostawał w dużej mierze niezbadany”, napisał w e-mailu. Mówi, że wiele założeń i rekonstrukcji dotyczących tego, jak starożytni ludzie osiedlili się w Afryce, może teraz zostać odrzuconych.
W przypadku Thompsona i Skoglunda ten dokument ogólnie podkreśla, ile pytań starożytne ludzkie DNA może rozwiązać w Afryce. „Myślę, że ważne jest, aby przynieść to narzędzie starożytnego DNA, które było bardzo przydatne do zrozumienia historii Europy, aby zrozumieć wszystkie części świata, zwłaszcza prehistorię afrykańską”, mówi Skoglund.
Thompson, która planuje znaleźć i uporządkować starsze DNA, aby stworzyć jeszcze wyraźniejszy obraz miejsca i sposobu życia ludzi w Afryce dawno temu, mówi, że spodziewa się znacznie więcej badań nad tym narzędziem w najbliższej przyszłości. „Myślę, że będą to teraz szeroko otwarte drzwi” - mówi Thompson.
