Mağara Tortularında Neandertal Nükleer DNA’sı Elde Edildi

Mağara tortularından elde edilen Nükleer DNA, yaklaşık 100.000 yıl önceki Neandertallerin göç hareketlerine ışık tutuyor.

Antik DNA alanı, Denisovalılar ve Neandertallerle ilişkiler de dahil olmak üzere insanın evrimsel geçmişinin önemli yönlerini ortaya çıkardı. Bu çalışmalar, DNA’yı depolayan ve onu çevreden koruyan kemiklerdeki ve dişlerdeki DNA’ya dayanıyor. Ancak bu tür iskelet kalıntıları son derece nadir ve insanlık tarihinin büyük bir bölümünü genetik analize erişilemez bırakıyor.

Bu boşlukları doldurmak için, Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, hemen hemen her arkeolojik alanda bol miktarda bulunan çökeltilerden insan nükleer DNA’sını zenginleştirmek ve analiz etmek için yeni yöntemler geliştirdiler.

(Mağara Tortularında Nesli Tükenmiş İnsanların DNA’sı Keşfedildi)

Şimdiye kadar, arkeolojik tortulardan yalnızca mitokondriyal DNA elde edildi, ancak bu, popülasyon ilişkilerini incelemek için sınırlı bir değere sahipti. Tortuların nükleer DNA analizlerinin ortaya çıkışı, derin insan geçmişini araştırmak için yeni fırsatlar sunuyor.

Tortular, diğer memelilerden genetik materyal içerebilir

Bilim insanlarının çökeltilerden eski insan DNA’sını çıkarırken, ayılar ve sırtlanlar gibi diğer memelilerden önemli miktarda DNA’dan kaçınmaya dikkat etmeleri gerekiyordu.

Çalışmanın ilk yazarı Benjamin Vernot, “Örneğin, insan genomunda bir ayının DNA’sına çok benzeyen pek çok yer vardır.” diyor.

Araştırmacılar, genomda yalnızca insan DNA’sını izole edeceklerinden emin olabilecekleri bölgeleri özellikle hedeflediler ve ayrıca insan dışı DNA’yı elemedeki başarılarını ölçmek için yöntemler tasarladılar. Vernot, “Yanlışlıkla bazı bilinmeyen sırtlan türlerine bakmadığımızdan emin olmak istedik.” diyor.

Bilim insanları, üç mağaradan 150’den fazla tortu örneğini incelemek için tekniklerini uyguladılar. Bunlardan ikisinde (Güney Sibirya’nın Altay Dağları’ndaki Chagyrskaya ve Denisova Mağaraları) önceki çalışmalar kemiklerdeki DNA’yı analiz etmişti. Böylece yazarlar, çökeltilerden gelen DNA ile kemiklerdeki DNA’yı karşılaştırmayı başardılar.

Çalışmanın yazarlarından Matthias Meyer, “Geliştirdiğimiz teknikler çok yeni ve onları ne bekleyeceğimizi bildiğimiz yerlerde test edebilmek istedik.” diyor.

Araştırmacılar, çökeltilerden elde edilen DNA’nın, bu bölgelerdeki kemiklerden alınan genomlarla en yakından ilişkili olduğunu buldular ve bu da onlara yöntemlerinin sağlamlığı konusunda güven verdi.

Kuzey İspanya’daki mağara yataklarından elde edilen nükleer DNA

Juan Luís Arsuaga liderliğindeki üçüncü alan olan Galería de las Estatuas, İspanya’nın kuzeyindeki Galería de las Estatuas’daki kazılarda, 70.000 ila 115.000 yıl önceki bir dönemi kapsayan taş aletler ortaya çıkardı. Ancak yalnızca tek bir Neandertal ayak kemiği bulundu ve DNA için örneklenemeyecek kadar küçüktü.

Asier Gómez-Olivencia, “Estatuas’ta yaşayan Neandertallerin genetiğini incelemenin hiçbir yolu yoktu.” diyor.

Çökeltilerden çıkarılan nükleer DNA, mağarada bir değil iki Neandertal popülasyonunun yaşadığını ve orijinal grubun yerini yaklaşık 100.000 yıl önce daha sonraki bir grubun aldığını ortaya çıkardı.

Karanlık İnsan geçmişine yeni bakış açıları

Çalışmaların daha önce kemiklerden DNA’yı analiz ettiği yerler için bile, tortulardan yeni içgörüler elde etmek mümkün. Chagyrskaya Mağarası’ndaki daha önceki arkeolojik araştırmalar, Neandertal sakinlerinin tek bir popülasyona ait olduğunu ve orada sadece kısa bir süre yaşadığını ileri sürmüştü. Ancak önceki çalışma, bölgede bulunan kemiklerin birinden yalnızca tek bir genomu çıkardığı için, Chagyrskaya Mağarası çevresinde yaşayan tüm popülasyonu temsil edip etmediğini anlamanın bir yolu yoktu.

Tortu DNA’sı bu hipotezi doğrulayabildi. Rusya Bilimler Akademisi Arkeoloji ve Etnografya Enstitüsü’nden Kseniya Kolobova, “Stratigrafinin her yerinden tortu örnekleri aldık ve bunların hepsi kemiğin DNA’sına çok benziyordu, tortu DNA’sı birden fazla kişiden gelse de.” diyor.

Vernot, “Tortuların nükleer DNA analizinin şafağı, eski insanların evrimsel tarihini ortaya çıkarmak için seçenekler yelpazesini büyük ölçüde genişletiyor.” diyor.

Meyer ise “Antik DNA alanını insan kalıntılarını bulmanın kısıtlamalarından kurtararak ve potansiyel olarak araştırma için uygun alanların sayısını genişleterek, Artık daha önce mümkün olduğu düşünüldüğünden çok daha fazla insan popülasyonundan ve çok daha fazla yerden DNA’yı inceleyebiliriz.” diyor.

Max Planck Society. 15 Nisan 2021.

Makale: B. Vernot el al. (2021). Unearthing Neandertal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments. Science.