ADN-ul nuclear din sedimentele rupestre ajută la dezvăluirea istoriei umanității antice

Amplasarea Peșterilor Statuilor din nordul Spaniei. Credit: Javier Trueba – Madrid Science Films

Pentru prima dată, oamenii de știință au reușit să izoleze și să analizeze cromozomul neanderthalian ADN conservate în sedimente rupestre.

Câmpul ADN-ului antic a dezvăluit aspecte importante ale trecutului nostru evolutiv, inclusiv relațiile noastre cu rudele îndepărtate, denisovenii și neanderthalienii. Aceste studii se bazează pe ADN-ul oaselor și dinților care stochează ADN-ul și îl protejează de mediu. Dar astfel de rămășițe scheletice sunt extrem de rare și analiza genetică a unor părți mari ale istoriei umane nu este posibilă.

Pentru a umple aceste lacune, cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Antropologie Evolutivă au dezvoltat noi metode pentru îmbogățirea și analiza ADN-ului nuclear uman din roci sedimentare care sunt abundente în aproape orice sit arheologic. Până în prezent, doar ADN-ul mitocondrial a fost recuperat din sedimentele arheologice, dar acest lucru are o importanță limitată pentru studiul relațiilor populaționale. Apariția analizei ADN-ului nuclear al sedimentelor creează noi oportunități pentru un studiu aprofundat al trecutului umanității.

Sedimentele pot conține materialul genetic al altor mamifere

Atunci când extrag ADN-ul uman antic din sedimente, oamenii de știință au trebuit să evite cantități mari de ADN de la alte mamifere, cum ar fi urșii și sirenele. „Există o mulțime de zone în genomul uman care sunt foarte asemănătoare cu ADN-ul ursului”, a declarat Benjamin Vernot, primul autor al studiului. Cercetătorii s-au concentrat asupra regiunilor din genom despre care se putea crede că izolează ADN-ul uman și au dezvoltat metode pentru a-și măsura succesul în eliminarea ADN-ului non-uman. „Am vrut să ne asigurăm că nu ne uităm accidental la niște hiene necunoscute”, a spus Vernot.

Peștera Chagyrskaya

Peștera Chagyrskaya din Munții Altai din Siberia de Sud. Credit: Richard G. Roberts

Oamenii de știință și-au folosit tehnicile pentru a studia peste 150 de probe de sedimente din trei peșteri. În două dintre ele – peșterile Chagyrskaya și Denisova din Munții Altai din sudul Siberiei – studii anterioare au analizat ADN-ul din oase. Astfel, autorii au putut compara ADN-ul sedimentelor cu ADN-ul oaselor. „Tehnicile pe care le-am dezvoltat au fost foarte noi și am vrut să le testăm în locuri unde știam la ce să ne așteptăm”, a spus Matias Meyer, autor principal al studiului. Cercetătorii au descoperit că ADN-ul sedimentelor a fost cel mai strâns legat de genomul derivat din oase din aceste locații și acest lucru a asigurat robustețea metodelor lor.

ADN-ul nuclear a fost obținut din depozitele rupestre din nordul Spaniei

Săpăturile de pe site-ul Galeriei Statelor din nordul Spaniei, conduse de Juan Luis Arsuaga de la Universitatea Complutense din Madrid, au descoperit unelte de piatră în urmă cu 70.000 până la 115.000 de ani în urmă. Dar a fost găsit doar un os de deget neanderthalian și a fost prea mic pentru a fi prelevat pentru ADN. „A fost imposibil să studiezi genetica neanderthalienilor care trăiesc în Statele Unite”, a spus Asier Gomes-Olivencia, un om de știință din echipa Statelor Unite de la Universitatea Pais Vasco / Euscal Herrico Unibertsitata. ADN-ul nuclear din sedimente a dezvăluit că nu una, ci două populații de neandertalieni locuiau în peșteră, grupul original fiind înlocuit de următorul grup în urmă cu aproximativ 100.000 de ani.

Când oamenii de știință au comparat ADN-ul sedimentar cu alte specimene scheletice, au observat o tendință uimitoare – neanderthalienii aveau două „radiații”, populația mai mare a Statelor Unite de la o radiație și vârsta de la alta. “Ne-am întrebat dacă aceste radiații ar putea fi legate de schimbările climatice sau de modificările morfologiei neandertale care au avut loc în această perioadă, împreună cu schimbările populației în Estatua – deși avem nevoie de mai multe informații pentru a fi clare? Chiar dacă suntem”, a spus Juan. Luis Arsuaga.

Noi perspective asupra trecutului profund al umanității

Noi informații despre rocile sedimentare pot fi obținute și pentru siturile care au analizat anterior ADN-ul din oase în timpul cercetării. În Peștera Chagyrskaya, studiile arheologice anterioare au sugerat că neanderthalienii aparțineau unei singure populații și locuiau acolo doar pentru o perioadă scurtă de timp. Dar, din moment ce a recuperat un singur genom dintr-unul din oasele găsite la locul de muncă anterior, nu a fost posibil să se determine că el reprezenta întreaga populație care trăia în jurul peșterii Chagyrskaya. ADN-ul sedimentar a reușit să confirme această ipoteză. „Am prelevat probe de sedimente de-a lungul stratigrafiei și toate erau foarte asemănătoare cu ADN-ul osos, chiar dacă ADN-ul sedimentului provenea de la mai mulți oameni”, a declarat Ksenia Kolobova, Chagyrskaya, de la Institutul de Arheologie și Etnografie al Academiei de Științe din Rusia. arheolog de frunte în peșteră.

„Începutul analizei ADN-ului nuclear al sedimentelor extinde posibilitățile de batjocorire a istoriei evoluției oamenilor antici”, a spus Vernot. Eliberând câmpul ADN antic de constrângerile de a găsi rămășițe umane și creșterea numărului de site-uri posibile pentru cercetare, „putem studia ADN-ul din mai multe populații umane și din alte locuri decât se credea anterior”, a spus el. Meyer.

Context: Benjamin Vernot, Elena I. Zavala, Asier Gommez-Olivencia, Zenobia Jacobs, Viviane Slon, Fabrizio Mafessoni, Frederick Romagné, Alice Pearson, Martin Petr, Nohemi deschid istoria populației. ” , Adrian Pablos, Arantza Aranburu, Jose Maria Bermudes de Castro, Evdald Carbonell, Bo Li, Masiey T. Krayjarz, Andrey I. Krivoshapkin, Ksenia A. Kolobova, Maxim B. Kozlikin, Michael V. Shunkov, Anatoly P. Derevianko, Bens Viola, Steffi Grote, Elena Essel, David Lopes Herraes, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Julia Richter, Anna Schmidt, Benjamin Peter, Janet Kelso, Richard G. Roberts, Juan-Luis Arsuaga și Matias Meyer, 15 aprilie 2021, Ştiinţă.
DOI: 10.1126 / science.abf1667

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.