Antik DNA Arkeolojiyi Nasıl Dönüştürdü?

Yeni insan türlerinin tanımlanmasından hastalıkların evriminin çözülmesine kadar, antik genomların yeniden yapılandırılması, etik tehlikelerin üstesinden gelebilen araştırmacılar için arkeolojide çığır açıyor.

2010 yılında Danimarka’daki genetikçiler kayda değer bir dönüm noktasını aştılar. Grönland’da onlarca yıldır Kopenhag’daki bir müzede saklanan 4.000 yıllık saç tellerinden DNA parçaları çıkararak ilk tam antik insan genomunu yeniden yapılandırdılar.

Çalışma, 1980’lerde Mısır mumyalarından genetik materyal elde etmeye yönelik bocalayan girişimlerle başlayan, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların onlarca yıllık çalışmalarının doruk noktasıydı. 2013 gibi yakın bir tarihte, antik insan genomlarının sayısı hala iki elin parmaklarını geçmiyordu. Son beş yılda bu sayı katlanarak arttı: Nisan 2023’te 10.000’inci antik insan genomu yayınlandı ve binlercesi de yolda.

Paleogenomik adı verilen tamamen yeni bir disiplinin odağı olan antik DNA araştırmalarındaki dikkat çekici büyüme, 1950’lerde radyokarbon tarihlemenin geliştirilmesinden bu yana arkeolojiyi vuran en büyük şey olabilir. Geçtiğimiz yıl, Almanya’nın Leipzig kentindeki Max Planck İnsan Evrimi Enstitüsü’nde genetikçi olarak çalışan öncü araştırmacı Svante Paabo, soyu tükenmiş Neandertallerin genleri üzerine yaptığı çalışmalarla Nobel Ödülü kazandı. Günümüzde antik DNA, nereden geldiğimizi daha iyi anlamak için bir araç ve nereye gittiğimizi görmek için bir yol haline geldi.

(İlgili: Türkiye’de Antik DNA Çalışmaları Üzerine Röportaj)

Sürecin Mükemmelleştirilmesi

Antik örneklerden antik DNA elde etmek için araştırmacılar bir dişçi matkabı ya da benzer bir alet kullanarak bir iskeletten küçük bir kemik, diş ya da saç parçası alır ve bunlardan DNA parçaları çıkarır. Genetikçiler, DNA parçalarını birçok kez çoğaltarak ve daha sonra bilgisayarları kullanarak, sanki milyar parçalı bir yapbozda olduğu gibi, küçük iplikçikleri eşleştirip yeniden birleştirerek tüm genomları yeniden oluşturabilirler.

Sürecin mükemmelleştirilmesi onlarca yıl aldı. 1980’lerde antik kemiklerden DNA elde etmeye yönelik ilk girişimler sorunlarla boğuşuyordu. En büyüğü kontaminasyondu: Yaşayan her organizmanın DNA’sı vardır ve ilk araştırmalar antik genetik materyali modern DNA’dan ayırmakta zorlanıyordu. Örnekler, gömülü kemiklere sızan toprak bakterilerinden bir laboratuvar teknisyeninin kepeklerine kadar her şey tarafından kontamine olabilirdi. Örneğin, dinozor DNA’sının Kretase dönemi kehribarından elde edilebileceğine dair ilk iddiaların aşırı iyimser olduğu ve çoğunlukla kontaminasyonun bir sonucu olduğu ortaya çıktı ve bu durum tüm alanı şüpheye düşürdü.

Paabo ve diğerleri, kontaminasyonu ortadan kaldırmak ve baktıkları DNA’nın gerçekten de antik örneklere ait olduğunu kanıtlamak için yollar geliştirmekte ısrarcı oldular. Sonuç olarak, günümüzde antik DNA örnekleri, bakterileri ve DNA’larını yok edebilen ultraviyole ışıkla dolu temiz odalarda, sıkı kontrollü koşullar altında alınıyor. Sonuçlar, modern türlerden veya diğer antik örneklerden elde edilen DNA veri tabanlarıyla karşılaştırılarak farklı kaynaklardan gelen genetik materyalin ayrıştırılmasına ve izole edilmesine yardımcı oluyor.

İlk başlarda bu prosedürler, çoğu arkeolog ve paleontoloğun karşılayabileceğinden çok daha pahalıydı. Ancak maliyetler düştükçe ve örnek sayısı arttıkça, yöntem geçmişi anlamak için güçlü bir araç haline geldi. Antik DNA çalışmaları, manşetlere taşınan tek seferlik çalışmalardan arkeologların araç setinin standart bir parçası haline geliyor. Bu da şimdiden antik göçlerin ve toplumların uzak geçmişte nasıl işlediğinin daha iyi anlaşılmasını sağladı.

Zaman İçinde Hareket Halinde

Örneğin genetikçiler ve arkeologlar, farklı zaman dilimlerinde ama aynı coğrafi bölgede gömülmüş insanların DNA’larını karşılaştırarak değişen nüfusları tespit edebilirler. Son on yılda dünyanın dört bir yanında yapılan düzinelerce çalışma, göç ve hareketin her zaman insan hikayesinin bir parçası olduğunu gösteriyor. Artık Avrupa nüfusunun binlerce yıldır dinamik bir yapıya sahip olduğunu, ilk modern insanların yaklaşık 50.000 yıl önce kıtaya gelmesinden bu yana önemli ölçüde farklı nüfusların kıtaya girdiğini, birçok kez karıştığını ve kaynaştığını biliyoruz. Antik DNA ise Amerika’ya ilk insanların ne zaman geldiğini göstermeye ve onları Asya’daki atasal popülasyonlarla ilişkilendirmeye yardımcı oldu.

Bazı keşifler daha da geriye gidiyor. Örneğin Paabo ve ekibi, Neandertal DNA’sını modern insanlarınkiyle karşılaştırarak, modern Avrupalıların ve Asyalıların soylarının yüzde 5’e varan küçük bir bölümünü Neandertallerden aldıklarını gösterebildi; bu da uzak atalarımızın geçmişte bir noktada Neandertallerle karşılaştığını ve çiftleştiğini düşündürüyor.

DNA bunun ne zaman olduğunu anlamayı bile mümkün kılıyor: Bugün Sahraaltı Afrika’da yaşayan insanların genlerinde Neandertal DNA’sı bulunmuyor. Bu da modern insanların 50.000 yıl önce Afrika’dan göç ettikten sonra Neandertal kuzenlerimizle karşılaştığını gösteriyor.

Antik DNA, insan atalarının tamamen yeni türlerinin varlığını bile ortaya çıkardı. 2008 yılında arkeologlar batı Sibirya’daki bir mağaradan bir mafsal kemiği parçası çıkardılar. Bu parçanın 50.000 yıldan daha eski olduğunu tahmin ediyorlardı, ancak parça geleneksel arkeolojik yöntemlerle daha fazlasını söylemek için çok küçüktü.

Sibirya’daki mağaranın serin koşulları sayesinde araştırmacılar kemikten DNA elde etmeyi başardılar ve bu kemiğin ne Neandertal ne de modern insana ait olduğunu, tamamen başka bir şeye ait olduğunu ortaya çıkardılar: daha önce bilinmeyen ve kalıntılarının ilk keşfedildiği mağaraya atfen Denisovalılar olarak adlandırılan bir insan türü.

İnsan DNA’sı buzdağının sadece görünen kısmı. Uzun zaman önce yaşamış insanları araştırmak için kullanılan aynı teknikler, araştırmacıların soyu tükenmiş türlerin DNA’larını da dizilemelerine olanak sağladı. Yünlü mamutların, mağara ayılarının ve dodo kuşlarının genleri, geçmişe eşi benzeri görülmemiş bir bakış ve yaşayan akrabalarının biyolojisinin daha iyi anlaşılmasını sağladı.

Bu arada binlerce yıllık bakteriyel DNA, tüberküloz ve Kara Veba olarak bilinen Yersinia pestis gibi hastalıkların kökenini ve evrimini izlemeyi mümkün kılıyor. Ve bilim insanları, antik iskeletlerin dişlerindeki plaklarda hapsolmuş bakterileri izole edip tanımlayarak insanların ne yediğini, hangi hastalıkları geçirdiğini ve modern mikrobiyomun atalarımızınkinden nasıl farklı olduğunu gösterdi.

Yeni Sınırlar ve Etik Sorular

Bir sonraki sınır ne? Topraktan DNA elde etmek. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, bilim insanları Grönland’ın buzla kaplanmadan önceki ortamını yeniden yapılandırmayı başardı ve iki milyon yıldan daha uzun bir süre önce adada dolaşan mamutların, ren geyiklerinin ve kazların DNA’larını tespit etti. Araştırmacılar toprağın yakında insanlar hakkında da bilgi sağlayabileceğini umuyor. Örneğin, geçmişte iskan edilmiş mağaraların zemini, uzun zaman önce yaşamış sakinlerini tanımlamak için yeterli DNA içerebilir.

Özellikle insan DNA’sı söz konusu olduğunda araştırmalar, şimdiye kadar yayınlanan örneklerin üçte ikisini temsil eden Avrupa ve Rusya’da yoğunlaşıyor. Bunun nedeni kısmen, ilk çalışmaların serin koşulların DNA’yı iyi koruduğu yerlere odaklanmış olması. 10 yıl önce pek çok araştırmacı antik DNA’nın Afrika’dan, hatta Akdeniz kıyılarından bile elde edilebileceğinden şüphe ediyordu. Ancak teknikler geliştikçe, araştırmacılar insan kökenleri ve tarihiyle ilgili önemli soruları yanıtlamak için giderek daha fazla Afrika ve Asya’daki alanlara yöneliyor.

Genetik ve arkeolojik bilgilerdeki bu ilerlemeler yeni etik soruları ve tepkileri de beraberinde getirdi. Yaşayan insanlar DNA’larını içeren bir yanak sürüntüsü veya kan örneğini gönüllü olarak verebilirken, ölülerin genlerini analiz etmek için bir onsun birkaç yüzde biri kadar toz haline getirilmiş kemik veya diş gerekiyor. İnsan kalıntılarının bu şekilde “tahrip edici” analizi bazı grupların dini inançlarını ihlal ediyor. Ayrıca, yenilenemeyen nihai kaynak olan eski bir iskeletin bir kısmını da yok ediyor.

Genetikçiler, arkeologlar ve örneğin soyundan gelen topluluklar, bu tür kalıntıları inceleme iznini kimin verebileceğine karar verme konusunda her zaman aynı görüşte değiller. Geçtiğimiz 10 yıl boyunca, eleştirmenler genetikçileri örneklerinin geldiği topluluklarla daha fazla ilişki kurmaya zorladı. Uzun süre önce ölmüş insanların genlerinin örneklenmesi ve yayınlanması için, araştırma başlamadan önce torunlarından izin alınması gerektiğini savunuyorlar. Bu arada müze koleksiyonlarındaki birçok iskelet, bugün etik olarak kabul edilmeyecek koşullar altında elde edildi.

Arkeologlar antik DNA’ya güvenmenin tarihöncesini aşırı basitleştirme riski taşıdığını söylüyor: Genler size insanların hangi dili konuştuklarını, hangi tanrılara taptıklarını ya da kendilerini nasıl gördüklerini söyleyemez; sadece ebeveynlerinin, büyükanne ve büyükbabalarının ve daha uzak atalarının kim olduğunu söyleyebilir. Ancak daha geleneksel arkeolojik tekniklerle birleştirildiğinde, antik iskeletlerden elde edilen DNA, geçmişi incelemenin güçlü bir yolu.

National Geographic. 12 Eylül 2023.