DNA Devrimi İnsanlığın Kökenini Nasıl Açığa Çıkardı?

Atalarımızın genom haritaları, bilim insanlarının, evrimimizin sırlarını aydınlatmasını ve yeni gizemlerin ortaya çıkartabilmesini sağlıyor.

Neandertal(solda) ve modern insan kafatası örnekleri. C: Sabena Jane Blackbird/Alamy

Bilim insanları bu yılın başlarında Trou Al’Wesse, Belçika’da çok önemli bir şey keşfettiler. Hoyoux Nehri’ne bakan bir mağarada, on binlerce yıl önce Neandertallerin yaşadığına dair açık kanıtlar buldular. Oysa mağarada kafatası parçası, diş ya da soyu tükenmiş bu insan türünün iskelet kalıntılarının hiçbiri yoktu.

Ancak, Leipzig’deki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nün araştırma ekibi, çıkarımlarından emindi. Mağara tabanından kazılan toprak örneklerinin genetik analizleri, Neandertallerin mevcudiyetini, biyolojik belirleyicilerin en kesini olan DNA’ları aracılığıyla gösterdi.

Başka bir deyişle, genetikçi Matthias Meyer tarafından yönetilen ekip, bir kemik ya da bir azıdişi bulmadan, sadece birkaç DNA zincirini mikroskopla inceleyerek – on binlerce yıl önce Neandertallerin Trou Al’Wesse’de yaşamış olduğunu buldu. Bir araştırmacı tarafından söylendiği gibi, bu keşif “havadan altın tozu çıkarmak” deyiminin bilimsel eşdeğeriydi.

Bu abartılı benzetmeye hak verilebilir. Trou Al’Wesse’deki tortular, binlerce yıldır birikmiş bitkilerden, bakterilerden ve diğer mağara hayvanlarından gelen DNA’larla ve bilim insanlarının kendilerinin yanıltıcı genetik materyalleriyle dolu olmalıydı. Ancak, çalışmaları Nisan ayında Science dergisinde yayımlanan Leipzig grubu, orada geriye kalan Neandertal DNA’sının görünmeyen birkaç parçasını bulup zenginleştirdi ve bileşenlerini detaylıca incelenebilecek hale getirdi. Ardından bu başarılarını Avrupa ve Asya’daki birkaç mağarada daha tekrarladılar.

(Resmileşti: Neandertaller Mağara Resmi Yapıyordu)

Meyer, yaptığı açıklamada, “Bu Neandertal DNA’sının tam kaynağının ne olduğunu bilmiyoruz.” diyor. “Mağarada bir yeri kanayan, terleyen, idrar veya dışkı bırakan Neandertallerden gelmiş olabilir. Ancak, bu hücreler açığa çıktıktan sonra DNA’ların etrafa saçılması ve korunmuş oldukları topraktaki minerallere bağlanmış olması gerekirdi.”

Meyer’in projesi, antik genom çalışmalarında gerçekleşen şaşırtıcı gelişmelere bir örnek teşkil ediyor. Görünürde kalıntının bulunmadığı kazı alanlarında Neandertallerin ve diğer antik insanların varlığını tespit etmenin yanında araştırmacılar, antik popülasyonların göçlerini, bilinmeyen insan türlerini, insan hastalıklarının evrimini ve insan yaratıcılığının kökenini açığa çıkarmak için de bu teknikleri kullanıyor. Bu teknikler sayesinde geçmişimize yeni bir pencere açıldı diyebiliriz.

Tübingen’deki Max Planck Enstitüsü İnsan Tarihi Bilimi’nden Johannes Krausse’ye göre “Bu, İskenderiye’nin Büyük Kütüphanesi’ni açığa çıkarmanın genetik eşdeğeri. Şimdi tek yapmamız gereken bulduklarımızı nasıl okuyacağımızı öğrenmek.”

Antik genomların araştırılması, 20 yıl önce başladı. İlk olarak, bilim insanları, fosillerden DNA’yı ayıklamak ve bu genetik materyallerin yeterli kopyalarını oluşturmak için yeni teknikler geliştirdiler. Amaç, bu genetik materyalleri çalışıp karakterize etmekti. Bu hafta, bu alanın liderleri, Cambridgeshire’daki Wellcome Genom Kampüsü’nde 20. yılı kutlamak ve yakınlarda gerçekleşen yeni bulguları tartışmak için toplanacak. Bu bulgular arasında, yarım milyon yıldan uzun bir süre boyunca modern insanlardan ayrı evrimleşen Neandertallerin, modern insanın Afrika’dan çıkışının ardından birkaç sebeple modern insanlarla çiftleştiğini açığa çıkaran araştırma da bulunuyor.

Sibirya’daki Denisova Mağarası’nda bulunan bir diş ve birkaç kemik parçasından çıkarılan DNA sayesinde varlığı öğrenilen Denisovalılar üzerine yakın zamanda yapılan araştırmalar da tartışılacak konular arasında. Denisovalıların soyundan gelenler düşük oranda Denisovalı geni taşıyorlar, bu insanlar binlerce yıl önce Melanezya ve Avustralya’ya yerleşti.

Güney Sibirya’daki Altay Dağları’nda bulunan ve yeni bir antik insana dair kanıtların çıkarıldığı Denisova Mağarası. C: Bence Viola/PA

Londra’daki Doğa Tarihi Müzesi’nden Prof. Chris Stringer’a göre: “Aslında, DNA araştırmaları sayesinde, görece basit çizdiğimiz insan evrimi şemamızın yeterince detaylı olmadığını görüyoruz. Artık açıkça görülüyor ki, erken Homo sapiens de dahil olmak üzere, sandığımızdan çok daha fazla türler arası çiftleşme olmuş; dahası, yakın ve uzak geçmişte sandığımızdan çok daha fazla nüfus hareketi gerçekleşmiş.”

Bir başka ilginç bulgu ise Sibirya’da 45.000 yıllık Ust’-Ishim Adamının bulunması. Uyluk kemiğinden alınan DNA ile bir Homo sapiens olduğu kesinleşen bu insanın modern gen havuzundan tamamen silinmiş kendine özgü bir genetik soya sahip olduğu ortaya çıktı.

Romanya’nın Oase halkının da benzer bir kadere sahip olduğu görünüyor. Romanya’daki Peştera cu Oase’de bulunan bir numuneden adını alan bu Homo sapiens popülasyonunun, yakın geçmişinde gerçekleşen çiftleşmelerden dolayı yüksek miktarda Neandertal DNA’sına sahip olduğu ancak biyolojik kayıtta iz bırakmadan öldüğü saptandı.

Bu kayıp soy çizgilerinin tersine, 15.000 yıl önce Orta Doğu’da ilk çiftçiler ortaya çıkarken, ‘Esas Avrasyalılar’ olarak bilinen bir insan grubunun DNA’larını bu çiftçilerin gen havuzuna aktardığı da bilim insanları tarafından açığa çıkarıldı. Ancak, bu insanların kim olduğu bilinmiyor. Modern insan DNA’sında belli belirsiz görünen genleri, bu halkın varlığına dair tek kanıt.

(Atalarımız Denisovalılarla En Az İki Kez Çiftleşmiş)

Gizemli, kayıp nüfusların şemalarını ortaya çıkarmaya önemli katkılarda bulunmuş araştırmacı Svante Pääbo, Neandertal genom dizimi ve Denisovalıların keşfini sağlayan araştırmaları yönetti. Alandaki diğer pek çok kişi gibi, o da ilerleme oranına şaşırıyor.

“Artık, 1 milyon yıl önce yaşayan insan ve hayvanların gen dizimini açığa çıkarabileceğimizi düşünüyorum.” diyor. “Zaten 700.000 yaşında olan bir attan elde ettiğimiz genler var . Atın donmuş toprakta korunmasının bize yardımcı olduğunu belirtmek gerek. Ancak, 20 yıl önce bana sınırın ne olacağı sorulsaydı, 100.000 yıl geriye kadar gidebilsek şanslı olduğumuzu söylerdim.”

Antik genom çalışmalarıyla elde edilen bilgiler, geçmişimizi incelenmenin çok ötesine geçiyor. Nashville’deki Vanderbilt Üniversitesi’nden Tony Capra, “Bu işten modern insanlar hakkında öğrenebileceğimiz çok şey var.” diyor. “Örneğin, modern insanların genomlarının yaklaşık % 2’sinin Neandertal DNA’sından oluştuğunu biliyoruz. Ancak, genomlarımızın bazı kısımları, hiç Neandertal DNA’sı içermemeleriyle dikkat çekiyor. Bu da, Neandertal DNA’sı içermeyen bölümlerin, türümüzün başarısı açısından çok önemli olan genleri içerdiğini gösteriyor. Genomların bu bölümlerini, Neandertallerden miras alan bireyler öldü. Bizi nasıl küresel egemenliğe getirdiklerini keşfetmek için genomun bu bölümlerine odaklandık ve bu bölümleri çalışmaya devam ediyoruz.”

(HPV, Modern İnsanın Neandertal ve Denisovalılarla Melezlenmesinden Geliyor)

Bütün bunlar, gen araştırmalarının türümüzü anlamada giderek daha fazla önem kazanacağını ve antik kemikler üzerindeki araştırmaların az ilgi gören bir yan dal haline geleceğini gösteriyor. Eski DNA’ların varlığını ortaya çıkarmak için kolayca toprak örneklerini tarayabilecekken neden iskelet parçaları bulmak için yıllarca kazı yapılsın? Wellcome Konferansı’nın düzenleyicilerinden biri olan Sanger Enstitüsü’nden Dr. Chris Tyler-Smith tarafından vurgulanan bir nokta şu: “Bu konuyla ilgilenen genç bilim insanlarına önerim eski insanlara ait kemikler bulma mücadelesinden vazgeçmeleri ve bunun yerine DNA’yı topraktan çıkarmanın yollarını araştırmaları olur.” dedi. “Bu sayede, bilimin içinde çok daha fazla olabilirsiniz.”

Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, buna katılmayan pek çok bilim insanı var. Pääbo, “Paleontologlar iskeletleri ve Neandertal DNA’larını içeren fosilleşmiş kemikleri ortaya çıkarmamış olsaydı, bugün Neandertal genomuna sahip olamayacaktık.” diyor. Stringer, Tyler-Smith ile niye aynı fikirde olmadığını şöyle açıklıyor: “Antik genom çalışmaları, geçmişimizi incelemek için kullandığımız araçlara muhteşem bir katkı. Ama antik insanların neye benzediklerini bize anlatmak için hala fiziksel kanıtlara ihtiyacımız var. Nasıl yaşadılar? Ölülerini gömdüler mi? Mağaraları boyadılar mı? Dahası elimizde DNA’sı olmayan birçok insan ve insan benzeri tür var. Resmin tamamını açığa çıkarmalıyız.”

The Guardian. 19 Kasım 2017

Link: https://www.theguardian.com/science/2017/nov/19/human-evolution-dna-revolution-mapping-genome