Mağara Ayısı DNA’sı, 360.000 Yıl Sonra Hala Sağlam

Yaklaşık 360.000 yıl önce ölen bir mağara ayısına ait minik bir kulak kemiği, permafrosttan (donmuş toprak) kaynaklanmayan en eski genomu açığa çıkardı. Henüz dizilenen DNA, mağara ayılarının evrimine ve iklim değişikliğinin tamamen yeni türlerin ortaya çıkışını nasıl hızlandırdığına dair yeni bilgiler sunuyor.

Yeni çalışmanın başyazarı, Nottingham Trent Üniversitesi’nden paleogenetikçi Axel Barlow; verdiği bir demeçte, “DNA sayesinde, soyu tükenen hayvanların genetik kodlarını onlar yeryüzünden silindikten çok uzun zaman sonra bile çözebiliyoruz. Fakat binlerce yıl geçerken antik örneklerdeki mevcut DNA da zamanla yok oluyor; bu durum, zamanda ne kadar geriye gidebileceğiniz konusuna bir sınır koyuyor.” diyor.

Current Biology adlı dergide yayımlanan yeni çalışma, DNA’nın bilim insanlarının sandığından çok daha uzun bir süre varlığını koruyabildiğini gösteriyor. Barlow’a göre bu sayede “daha önceleri hayal dahi edilemeyen zaman dilimlerine dair genetik araştırmalar için yeni fırsatlar doğuyor.”

(Kuzey Kutbunda Nesli Tükenmiş Mağara Ayısı Bulundu)

Yeni çalışmada incelenen kemik -soyu tükenen mağara ayısının iç kulağına ait petröz kemik-, ekibin daha önce üzerinde çalıştığı kemiklerden yaklaşık yedi kat daha eski. Barlow bu konuda, “Görüyoruz ki ılıman bölgelerde bulunan ve 300.000 yıldan daha eskiye dayanan numunelerden genetik veri elde edilebiliyor.” diyor.

Gerçekten de daha eski DNA örnekleri mevcut; fakat bu örneklerin hepsi, tıpkı yakın zamanda manşetleri süsleyen bir milyon yıllık mamut dişi gibi, permafrostta bulunan fosillerden elde edilmiş.

Mağara ayıları (Ursus spelaeus), toplumun hayal gücünde yünlü mamutlar kadar yer bulamadı; fakat çok önemli oldukları da su götürmez bir gerçek. Pleistosen sırasında tüm Avrasya kıtasına yayılmış olsalar da nihayetinde mağara ayılarının soyu, 27.800 ile 25.000 yıl önceki bir noktada tükendi. Bozayılardan daha büyüktüler, yaklaşık 700 kg ağırlığa sahiptiler ve muhtemelen hepçildiler.

Bozayılar ve kutup ayıları gibi modern ayılar ile mağara ayıları, ortak bir atadan farklı kollara ayrılmıştı ve türler arası melezleşme oldukça yaygındı. Ortak atadan ayrılmanın 1 milyon yıldan da uzun bir süre önce gerçekleştiği düşünülüyordu fakat bilim insanları emin değildi.

Çalışmada incelenen petröz kemik, Kafkas Dağlarında (Gürcistan) yer alan Kudaro Mağaralarında bulundu; kemik, yaklaşık 360.000 yıl önceye, Orta Pleistosen Çağ’a tarihleniyor. Bu coğrafi konum, daha sıcak ve ılıman bir iklimi temsil etmesi bakımından oldukça önemli. Fakat DNA daha sıcak alanlarda çok da iyi korunamadığından, bu alanlarda yaşamış hayvanların genetik özellikleri hakkında çok daha az şey biliniyor.

Yeni araştırmanın gösterdiği üzere aslında ılıman bölgelerde bulunan kemikler de DNA’yı sandığımızdan çok daha uzun süreler boyunca muhafaza edebiliyor.

Potsdam Üniversitesi’nde araştırmacı olan çalışmanın kıdemli yazarı Michael Hofreiter, “Kemik permafrostta bulunmuş olmasa da keşfedildiği yer, sıcaklık ve nem gibi koşulların oldukça stabil ve ortalama sıcaklığın düşük olduğu bir mağara.” şeklinde açıklıyor. “Ayrıca bu, memeli iskeletindeki en sert kemik olan petröz kemik; bu nedenle DNA en iyi bu kemikte korunuyor.”

Bilim insanları, geçtiğimiz 360.000 yıl boyunca yığılan karmaşık kaynakları ayıklamak için bilgisayar tarafından ayrıştırılması gereken milyonlarca kısa DNA parçası topladı. Modern bir kutup ayısından alınan örnek niteliğindeki bir genom, bu temizleme sürecine yardımcı oldu.

Hofreiter, “Yeni dizilenen genom, esasında diğer herhangi bir antik genom kadar güvenilir. Sonuçta her zaman bakteriyel ve fungal dizileri, söz konusu hayvandan kaynaklanan dizilerden ayırmak zorundasınız. Ve çoğu durumda hayvandan kaynaklanan dizilerdeki DNA, daha küçük kısmı oluşturuyor.” diyor ve ekliyor:

“DNA analizini kurcalayan kilit soru ise şu: Bu ayı, hem kendisi ile aynı bölgede hem de daha uzak yerlerde daha yakın bir zaman diliminde (yaklaşık 50.000 yıldan da daha yakın bir dilimde) yaşamış ayılar ile ne tür bir bağlantıya sahipti?”

Mağara ayısı genomuyla donanmış bilim insanları, 70.000 ila 35.000 yıl önce yaşayan diğer ayılarla karşılaştırmalı analiz gerçekleştirdi. Genetik analiz, mitokondriyal DNA’nın (yalnızca anneden geçen DNA) incelenmesi ile sınırlı değildi; aynı zamanda nükleer DNA’yı (iki ebeveynden de geçen DNA) da içeriyordu ki bu DNA, mağara ayısının evrimsel bağlantılarına dair daha net bir tablo çizdi.

Yeni çalışma, mağara ayıları ile modern ayıların ortak bir atadan ayrıldığını ve bu ayrılmanın yaklaşık 1.5 milyon yıl önce gerçekleştiğini doğruladı.

“Bu oldukça eski genom sayesinde hem mağara ayılarının bozayılardan ve kutup ayılarından hem bozayılar ile kutup ayılarının birbirlerinden ne kadar süre önce ayrıldığını tespit edebildik; ayrıca mağara ayılarının ana evrimsel kollarının diğerlerinden ne zaman ayrıldığını saptadık.” diyor Hofreiter.

“Bu ayrılmalar, ilginçtir ki daha çok buzul çağı döngülerinin daha uzun sürdüğü zamanlarda gerçekleşiyor; buradan, iklimin bu ayıların evrimini epeyce etkilediğini görüyoruz.”

“Yeni çalışma ayrıca gen akışının mağara ayılarının hangi soy çizgileri arasında ve ne zaman gerçekleştiğini, yani ayrı evrimsel soyların melezleştiği dönemleri de gösterdi.” diye açıklıyor Hofreiter. Mağara ayılarının evrimsel tarihinin önemli safhaları, yaklaşık 1 milyon yıl önce gerçekleşen dikkate değer çevresel değişimlere bağlıydı.

Ve yeni makale tabii ki DNA’nın şaşırtıcı dayanıklılığını gözler önüne seriyor. Hofreiter, “Bulgu; koşullar elverişli olduğunda, belki de 500.000 yıl önceye tarihlenen örneklerde antik DNA bulmak için permafrost dışındaki topraklara bakmanın zahmete değer olduğunu gösterdi. Örneğin bizim durumumuzda bu, oldukça büyük fırsatları önümüze sundu.” diyor ve ekliyor:

“Bu durum ayrıca doğru koşullar altında DNA’nın düşündüğümüzden çok daha dayanıklı olduğunu ortaya çıkardı.”

Gizmodo. 22 Şubat 2021.

Makale: Barlow, A., Paijmans, J. L., Alberti, F., Gasparyan, B., Bar-Oz, G., Pinhasi, R., … & Hofreiter, M. (2021). Middle Pleistocene genome calibrates a revised evolutionary history of extinct cave bears. Current Biology.