Ang Nuclear DNA mula sa Cave Sediment ay Tumutulong sa I-unlock ang Sinaunang Kasaysayan ng Tao

Gallery sa lugar ng yungib ng mga estatwa sa hilagang Espanya. Kredito: Javier Trueba – Madrid Scientific Films

Sa kauna-unahang pagkakataon, ang mga siyentipiko ay nagtagumpay sa pagkuha at pagsusuri ng Neandertal chromosomal DNA nakaimbak sa mga sediment ng kuweba.

Ang larangan ng sinaunang DNA ay nagsisiwalat ng mga mahahalagang aspeto ng aming ebolusyon noong nakaraan, kasama ang aming mga pakikipag-ugnay sa aming malalayong pinsan, Denisovans, at Neandertals. Ang mga pag-aaral na ito ay umaasa sa DNA mula sa mga buto at ngipin, na nag-iimbak ng DNA at pinoprotektahan ito mula sa kapaligiran. Ngunit ang gayong mga labi ng kalansay ay mas bihira, na nag-iiwan ng maraming bahagi ng kasaysayan ng tao na hindi ma-access sa pagsusuri ng genetiko.

Upang mapunan ang mga puwang na ito, ang mga mananaliksik sa Max Planck Institute para sa Evolutionary Anthropology ay nakabuo ng mga bagong pamamaraan para sa pagpapayaman at pagsusuri ng pantao nukleyar na DNA mula sa mga sediment, na ang marami ay halos buong arkeolohikal na lugar. Sa ngayon, ang mitochondrial DNA lamang ang nakuha mula sa mga arkeolohikal na sediment, ngunit may limitadong halaga ito para sa pag-aaral ng mga ugnayan ng populasyon. Ang pagdating ng pagsusuri ng nukleyar na DNA sa mga sediment ay nagbibigay ng mga bagong pagkakataon upang siyasatin ang malalim na nakaraan ng tao.

Ang mga sediment ay maaaring maglaman ng materyal na genetiko mula sa iba pang mga mammal

Kapag kumukuha ng matandang DNA ng tao mula sa mga sediment, dapat mag-ingat ang mga siyentista upang maiwasan ang malaking dami ng DNA mula sa iba pang mga mammal, tulad ng mga bear at hyenas. “Maraming mga lugar ng genome ng tao na katulad ng bear DNA, halimbawa,” sabi ni Benjamin Vernot, ang unang may-akda ng pag-aaral. Partikular na nakatuon ang mga mananaliksik sa mga rehiyon ng genome kung saan makatiyak silang ihihiwalay lamang ang DNA ng tao, at gumawa din sila ng mga pamamaraan upang masukat ang kanilang tagumpay sa pag-aalis ng hindi pang-tao na DNA. “Gusto naming magtiwala na hindi namin sinasadyang tumingin sa hindi kilalang mga species ng hyena,” sabi ni Vernot.

Chagyrskaya Cave

Yungib ng Chagyrskaya sa Altai Mountains ng southern Siberia. Kredito: Richard G. Roberts

Inilapat ng mga siyentista ang kanilang mga pamamaraan upang mapag-aralan ang higit sa 150 mga sample ng sediment mula sa tatlong mga kuweba. Dalawa sa mga ito – Chagyrskaya at Denisova Caves sa Altai Mountains sa southern Siberia – ang mga nakaraang pag-aaral ay sumuri sa DNA mula sa mga buto. Iyon ang dahilan kung bakit inihambing ng mga may-akda ang DNA mula sa mga sediment sa DNA mula sa mga buto. “Ang mga pamamaraan na binuo namin ay napakabagong, at nais naming subukan ang mga ito sa mga lugar na alam namin kung ano ang aasahan,” sabi ni Matthias Meyer, ang may-akdang may-akda ng pag-aaral. Natuklasan ng mga mananaliksik na ang DNA mula sa mga sediment ay mas malapit na nauugnay sa mga genome na nagmula sa mga buto mula sa mga site, na nagbibigay sa kanila ng kumpiyansa sa pagiging matatag ng kanilang mga pamamaraan.

Ang Nuclear DNA ay nakuha mula sa mga deposito ng kuweba sa hilagang Espanya

Ang mga paghuhukay sa pangatlong lugar, ang Galería de las Estatuas sa hilagang Espanya, na pinangunahan ni Juan Luís Arsuaga mula sa Universidad Complutense de Madrid, ay natuklasan ang mga kagamitan sa bato na sumasaklaw sa isang panahon sa pagitan ng 70 at 115 libong taon. Ngunit isang Neandertal foot buto lamang ang natagpuan, at napakaliit upang masubukan ang DNA. “Walang paraan upang pag-aralan ang mga genetika ng Neandertals na nakatira sa Estatuas,” sabi ni Asier Gómez-Olivencia, isang siyentista sa koponan ng Estatuas mula sa Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea. Ang nuklear na DNA na nakuha mula sa mga sediment ay nagsiwalat na hindi isa, ngunit dalawang populasyon ng Neandertal ang nanirahan sa yungib, kasama ang orihinal na pangkat na pinalitan ng isang mas huling pangkat mga 100 libong taon na ang nakakaraan.

Nang ihambing ng mga siyentista ang sediment DNA sa iba pang mga sample ng kalansay, napansin nila ang isang nakakaalarma na kalakaran – na parang mayroong dalawang “radiation” sa Neandertals, na may pinakalumang populasyon sa Estatuas na nagmula sa isang radiation, at ang mas bata na populasyon mula sa ikalawang kaganapan. “Nagtataka kami kung ang mga radiasyong ito, kasama ang kapalit ng populasyon sa Estatuas, ay maaaring maiugnay sa mga pagbabago sa klima, o sa mga pagbabago sa Neandertal morphology na naganap sa mga nagdaang panahon – kahit na kailangan natin ng maraming data upang matiyak,” sabi ni Juan Luís Arsuaga.

Mga bagong pananaw sa nakaraan ng malalim na tao

Kahit na para sa mga site kung saan ang mga pag-aaral ng DNA mula sa mga buto ay nasuri na dati, posible na makalikom ng mga bagong pananaw mula sa mga sediment. Sa Chagyrskaya Cave, iminungkahi ng mga naunang arkeolohikal na pag-aaral na ang mga naninirahan sa Neandertal ay kabilang sa isang populasyon, at nanirahan doon sa maikling panahon. Ngunit dahil ang nakaraang trabaho ay nakuha lamang ang isang genome mula sa isa sa mga buto na matatagpuan sa lugar, walang paraan upang malaman kung ito ay kinatawan ng buong populasyon na naninirahan sa paligid ng Chagyrskaya Cave. Ang sediment DNA ay nagpatunay sa teorya na ito. “Kumuha kami ng mga sample ng sediment mula sa buong stratigraphy, at lahat sila ay kapareho ng hitsura ng DNA mula sa buto, kahit na ang sediment DNA ay nagmula sa maraming indibidwal,” sabi ni Kseniya Kolobova ng Institute of Archeology and Ethnography, Russian Academy of Science, ang nangungunang arkeologo ng Chagyrskaya Cave.

“Ang bukang-liwayway ng pagsusuri ng nukleyar na DNA sa mga sediment ay lubos na nadagdagan ang mga pagpipilian para maunawaan ang kasaysayan ng ebolusyon ng mga sinaunang tao,” sabi ni Vernot. Sa pamamagitan ng paglaya sa larangan ng sinaunang DNA mula sa mga hadlang sa paghanap ng labi ng tao at pagpapalawak ng bilang ng mga site na maaaring karapat-dapat na imbestigahan, “maaari na nating pag-aralan ang DNA mula sa maraming populasyon ng tao, at mula sa maraming lugar, kaysa sa dating naisip na posible. , ”Sabi ni Meyer.

Sanggunian: “Pinapahamak ang kasaysayan ng populasyon ng Neanderthal gamit ang nukleyar at mitochondrial DNA mula sa mga sediment ng kuweba” ni Benjamin Vernot, Elena I. Zavala, Asier Gómez-Olivencia, Zenobia Jacobs, Viviane Slon, Fabrizio Mafessoni, Frédéric Romagné, Alice Pearson, Martin Petr , Nohemi Sala, Adrián Pablos, Arantza Aranburu, José María Bermúdez de Castro, Eudald Carbonell, Bo Li, Maciej T. Krajcarz, Andrey I. Krivoshapkin, Kseniya A. Kolobova, Maxim B. Kozlikin, Michael V. Shunkov, Anatoly P. Derevianko, Bence Viola, Steffi Grote, Elena Essel, David López Herráez, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Julia Richter, Anna Schmidt, Benjamin Peter, Janet Kelso, Richard G. Roberts, Juan-Luis Arsuaga at Matthias Meyer, Abril 15, 2021 , Agham.
DOI: 10.1126 / science.abf1667

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

82% ng Mga Tao na Na-ospital Sa COVID-19 Bumuo ng Mga Neurological Problems

Isinasaalang-alang ang tomography ng utak. Ang mga pasyente na may mga karamdaman na nagpapahiwatig ng neurological ay kasangkot COVID-19 anim na beses na mas malamang...

“Gobsmacked” – Ang Melanie Wood ng Harvard ay Naging Unang Babae na Nanalo ng $ 1M Waterman Award sa Math

Si Melanie Wood ang unang babaeng nanalo ng isang Waterman Award sa matematika. Kredito: Stephanie Mitchell / Harvard Staff Photographer Kinikilala para sa mga...

Bagong Pagong na Natagpuan sa Huling Cretaceous ng Madagascar

Ang pagbabagong-tatag ng buhay ng Sahonachelys mailakavava, umaatake sa Madagascan na palaka tadpoles na si Belzebufo ay nagprotesta gamit ang isang espesyal na diyeta...

Natuklasan ng mga siyentista na ang loob ng Saturn – ang makapal na layer ng helium – ay nakakaapekto sa magnetic field ng mga...

Ang magnetikong patlang ni Saturn na nakikita sa itaas. Credit-Ancate Barrick / Jones Hopkins University Ginagaya ng mga mananaliksik ang mga kondisyong kinakailangan para...

Lumilikha ang mga mananaliksik ng cybersecurity ng mas mahusay na kanaryo – gamit ang AI upang lumikha ng pekeng mga dokumento

Ang bagong artipisyal na sistema ng katalinuhan ay lumilikha ng mga pekeng dokumento upang linlangin ang mga kalaban. Sa panahon ng World War II, ang...

Newsletter

Subscribe to stay updated.