Svi ljudi dijele zajedničko afričko porijeklo, što afričku povijest čini svačijom poviješću. No malo se zna o genetskoj evoluciji ljudi koji su živjeli na tom kontinentu u dalekoj prošlosti
LJUDSKA GENETIKA
Drevni DNK sve je bliže otkriću tajni evolucije modernih ljudi
Napredak u proučavanju drevne DNK iz prapovijesnih ostataka daje nam novi uvid u život naših afričkih predaka i pojavu modernog čovjeka.
Svi ljudi dijele zajedničko afričko porijeklo, što afričku povijest čini svačijom poviješću. No malo se zna o genetskoj evoluciji ljudi koji su živjeli na tom kontinentu u dalekoj prošlosti.
Zahvaljujući napretku u tehnologiji sekvenciranja genoma, znanstvenici sada mogu usporediti DNK današnjih ljudi s DNK izdvojenom iz vrlo starih kostura, što nam omogućuje uvid u jedinstvenu sliku života u Africi prije mnogo tisuća godina.
U području ljudske genetike, poznata je priča o Majci Evi. Ona opisuje kako svi ljudi potječu od jedne žene koja je živjela u Africi prije 200.000 do 300.000 godina.
Dokazi potječu iz studija mitohondrijske DNK (mtDNA), segmenta genetskog materijala koji se nalazi u ljudskoj stanici. Između ostalog, omogućuje proučavanje srodnosti u populacijama. Budući da je prenose samo majke, otkriva izravnu evolucijsku liniju između osobe koja živi danas i njezinog najdaljeg ženskog pretka.
Mitohondrijska Eva
No, poput većine jednostavnih priča, priča o mitohondrijskoj Evi nije ni posve točna ni potpuna. Dok se znanstvenici slažu da se početak čovječanstva doista dogodio u Africi, Eva bi bila jedna od mnogih žena koje su živjele u to vrijeme, no ne bi bila prva.
Nažalost, stvarnost je takva da nam mitohondrijska DNK (mtDNA) daje ograničeni uvid u vremenske tokove ili obrasce širenja i disperzije stanovništva.
Molekularna biologinja dr. Mateja Hajdinjak, objašnjava značaj ove praznine u znanju.
- Povijest afričkog stanovništva oblikovala je svijet u kojem svi živimo, a sve dok ne budemo mogli rekonstruirati događaje iz afričke prošlosti, vraćajući se tisućama godina unatrag, nećemo moći u potpunosti razumjeti pojavljivanje modernih ljudi - govori.
Dr. Hajdinjak je postdoktorandica na projektu ORIGIN, istraživačkoj inicijativi koju financira EU, a čije je sjedište na Institutu Francis Crick u Londonu, UK. Projekt se bavi analizom DNK iz ljudskih ostataka pronađenih na arheološkim nalazištima u Africi.
Cilj projekta ORIGIN jest rekonstrukcija afričke prapovijesti analizom drevne DNK.
Informacije dobivene iz ovih uzoraka DNK proučavaju se zajedno s nalazima arheologa, paleontologa i kustosa koji rade na projektu.
Ekstrahirani DNK
Dr. Hajdinjak pripadnica je sve većeg broja istraživača koji vrijedno rade na popunjavanju povijesnih praznina prevazilaženjem analize mitohondrijske DNK (mtDNA) upotrebom najnovije tehnike u sekvenciranju cijelog genoma. Ta tehnika omogućuje istraživačima usporedbu DNK današnjih ljudi s DNK izdvojenom iz vrlo starih kostura.
- Jedno od naših osnovnih pitanja je kako možemo koristiti drevnu DNK za rekonstrukciju drevnih migracija stanovništva unutar Afrike i između Afrike i drugih dijelova svijeta? - kaže dr. Hajdinjak.
Ona dodaje da se malo zna o drevnom krajoliku genoma diljem Afrike, budući da se velik dio genetske promjene dogodio na kontinentu, kada su se neke skupine prebacile s lovačko-sakupljačkog načina života kako bi postali poljoprivrednici, prije otprilike 3000 i 7000 godina.
- Usporedbom genoma iz prošlosti možemo vidjeti kako su različite ljudske skupine međusobno povezane i kako su se odvijale migracije u različitim razdobljima u povijesti. Migracije su omogućile ljudima da se miješaju i razmnožavaju s novim skupinama, što je s vremenom promijenilo ljudsku biologiju - dodaje.
Zahvaljujući modernim tehnikama sekvenciranja već puno toga znamo o drevnoj europskoj povijesti, no studije drevne DNK afričkih uzoraka tu zaostaju. Razlog tomu je što se DNK s vremenom razgrađuje, a posebno u vrućoj i vlažnoj klimi, kakva prevladava u Africi.
Obogaćivanje genoma
Međutim, zahvaljujući vrhunskim alatima za obogaćivanje genoma koji omogućuju izdvajanje DNK iz najsitnijih fragmenata kostiju ili zuba te njegovo umnožavanje, znanstvenici počinju dobro napredovati u sekvenciranju drevne DNK iz Afrike.
Proučavajući podatke na ovaj način, istraživači počinju rekonstruirati događaje iz daleke prošlosti i ispitivati odnose koji su se pojavljivali između različitih afričkih populacija.
Cilj projekta ORIGIN nije samo zadovoljiti našu prirodnu znatiželju o tome odakle smo došli, već i razotkriti vremensku liniju naše genetske evolucije i upotrijebiti te informacije za predviđanje kako bismo mogli evoluirati u budućnosti.
Neke su genetske mutacije odmah bile korisne našim afričkim precima i održale su se u genskom nasljeđu do danas, tisućama godina nakon što su se prvi put pojavile. Glavni je primjer postojanost laktaze, sposobnost probave mlijeka u odrasloj dobi.
Mlijeko i mliječni proizvodi vrijedan su izvor energije, ali standardno stanje naših predaka bila je intolerancija na laktozu. Za odrasle koji su živjeli u ranim afričkim poljoprivrednim zajednicama, sposobnost pretvaranja mlijeka od svojih stada u glukozu možda je dala evolucijsku prednost u odnosu na njihove susjede intolerantne na laktozu.
Mutacija srpastih stanica
Još jedna genetska varijanta koja je pospješila ljudsko preživljavanje kada se prvi put pojavila je mutacija srpastih stanica. Ova genetska varijanta daje određeni stupanj zaštite od malarije.
Međutim, mutacija je nešto poput dvosjeklog mača, jer je također odgovorna za bolesti srpastih stanica, ozbiljno i doživotno stanje koje u dijelovima Afrike prevladava još i danas.
- Vrlo je važno rekonstruirati kako su se mutacije srpastih stanica prvi put pojavile i proširile - rekao je dr. Pontus Skoglund, supervizor projekta ORIGIN.
- Razumijevanjem kada su se mutacije dogodile i kako su se širile, možemo bolje razumjeti kako ljudi reagiraju na evolucijske izazove - rekao je Skoglund.
Genetsko miješanje
Istražitelji na projektu AfricanNeo, kojega financira EU, posebno su zaintrigirani ranim poljoprivrednim praksama u Africi. Oni uspoređuju uzorke drevne DNK sa suvremenom DNK kako bi usavršili svoje razumijevanje kada su afričke populacije počele migrirati diljem svog kontinenta.
Te su migracije imale golem utjecaj na genetsko miješanje skupina, ali istraživači otkrivaju da je ta „ekspanzija” bila složen niz događaja koji se ne mogu sažeti u uredan mitohondrijski narativ u stilu Eve.
- Širenje nije bilo ravnomjerno diljem kontinenta - rekla je izvanredna profesorica Carina Schlebusch. Ona je evolucijska biologinja na Sveučilištu Uppsala u Švedskoj i glavna istraživačica na projektu.
- Neke skupine lovaca-sakupljača zamijenjene su poljoprivrednicima - rekla je, misleći na vjerojatnost pojave sukoba između populacija koje su željele zauzeti istu zemlju, te kako bi poljoprivrednici uživali konkurentsku prednost u odnosu na lovce-sakupljače. Druge su skupine međusobno komunicirale i razmjenjivale gene, a neke su ipak ostale izolirane puno dulje nego što bismo očekivali.
Jasno je zašto bi nas sve trebali zanimati ovi složeni događaji iz daleke prošlosti Afrike, smatra dr. Schlebusch.
- Povijest se ponavlja. Ti migracijski događaji iz prošlosti mogli bi igrati ulogu u tome kako ćemo se ponašati u budućnosti. Na primjer, klimatske promjene znače da će vjerojatno biti više pritisaka na ljude koji su prisiljeni napustiti svoje domove. Postoji šansa da će biti još sukoba između stanovništva i da će neke manjinske skupine biti zamijenjene - rekla je.
- Što više naučimo o svojoj povijesti to bolje možemo predvidjeti kako će stvari funkcionirati u budućnosti - dodala je.
Istraživanja u ovom članku financiraju Europsko istraživačko vijeće EU-a i Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA), a članak je izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu EU-a za istraživanje i inovacije.
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
