https://frosthead.com

Muinainen DNA voi purkaa esihistoriallisen Euroopan muuttoliikkeen mysteerin

Tarkastellaanpa sitä: U-kuljetusten ja pahvilaatikoiden nykyaikaisten mukavuuksien lisäksi liikuttaminen on tuskaa. Neoliittisille ihmisille, jotka asuvat Euroopassa 5000 vuotta sitten, esteiden - vaeltavia saalistajia, kuljetuksen puute, anteeksiantamat - on pitänyt tuntua ylitsepääsemätöntä. "Syvällä aikaisemmin muutama ihminen olisi varmasti voinut liikkua satoja kilometrejä, mutta suurimmalla osalla tuolloin ei olisi ollut", sanoo Chris Tyler-Smith, ihmisen genetiikan tutkija Englannin Sanger-instituutissa.

Asiaan liittyvä sisältö

  • Canaanite-palatsin vieressä löydetty 3 600 vuotta vanha hauta saattaa sisältää kuninkaallisen perheen jäännökset
  • Muinainen DNA auttaa tutkijoita valaisemaan, kuinka muinaiset afrikkalaiset liikkuivat ja sekoittuivat

Uusi tutkimus, joka perustuu uuteen kartoitusmenetelmään, ehdottaa kuitenkin toisin. Yhdistämällä geneettisen tiedon arkeologiaan tutkijat analysoivat yli 300 muinaisen euraasialaisen ja lähi-idän eurooppalaisen DNA: ta löytääkseen, että nämä ihmiset ovat vaellaneet yllättävän kaukana. He havaitsivat, että 50 prosenttia muinaisista luurankoista oli haudoissa yli 100 mailin päässä alkuperäpaikastaan, 30% oli jopa 620 mailin päässä, ja loput ihmiset olivat vaellaneet jopa 1900 mailin päässä koteistaan.

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun kukaan on koskaan pystynyt tekemään jotain tällaista", sanoo Eran Elhaik, yksi uuden tekniikan edelläkävijöistä ja geneetikko Sheffieldin yliopistossa. ”Näimme maanviljelyn alkamisen ja väestön liikkumisen, koska ne loppuivat maalta, ja sitten kastelujärjestelmät. Kun populaatiot muuttivat, he korvasivat kaikki metsästäjät-keräilijät. ”Elhaik ja hänen ryhmänsä esittelivät alustavat havaintonsa viime kuussa Euroopan ihmisgenetiikkayhdistyksen konferenssissa.

Arkeologit ja geneetikot ovat spekuloineet siitä, miten ja mihin ihmiset muuttivat ympäri Eurooppaa. Luustojäännösten perusteella he uskovat, että nykyaikaiset ihmiset asuttivat Eurooppaa noin 45 000 vuotta sitten, kun homiinit muuttivat Afrikasta ja muihin maailman osiin. Sitten Eurooppa oli suurelta osin väestönkankeutunut, kun viimeisin jääkausi otettiin hallussaan noin 25 000 vuotta sitten, lukuun ottamatta joitain vaikeita maatiloja, jotka pitivät Etelä-Euroopassa selviäviä olosuhteita.

"Arkeologit ovat jo pitkään olleet hypoteesissa siitä, että Eurooppaa asuttivat peräkkäiset metsästäjät-keräilijät, jotka perustuvat selkeisiin eroihin kivityökaluissa sekä luu- ja kuorikoristeissa, jotka on saatu talteen Euroopan ja Lähi-idän alueilta", kirjoittaa Ewen Callaway for Nature .

Mutta vasta äskettäin arkeologit ovat pystyneet vertaamaan materiaalitietojaan genetiikan kertomukseen. Viimeaikaisten edistysaskelten aikana muinaisen DNA: n analysoinnissa olemme alkaneet saada paljon selkeämmän ja monimutkaisemman kuvan näistä ihmisistä ja heidän elämästään.

...

DNA on tunnetusti herkkä. Se voi säilyä ehjänä vain tietyissä ympäristöolosuhteissa ja suosii kylmiä paikkoja. Ihmisnäytteissä paras paikka löytää se on kalloissa oleva petrous luu korvan lähellä. Mutta vaikka olet saanut kädet johonkin käyttökelpoiseen DNA: hon, sen louhinta hyödyllisen tiedon hankkimiseksi sisältää joukon esteitä.

Muinaisen DNA: n purkaminen ja sen sekvensointi seuraavan sukupolven tekniikoilla johtaa tiedon säästämiseen. DNA ei ole vain muinaisesta ihmisestä peräisin, vaan myös ympäröivästä ympäristöstä ja ehkä nykyaikaisten tutkijoiden aiheuttamasta saastumisesta. Tämän sekalaisuuden läpi tutkijat luottavat tietokoneavusteisiin yksittäisen mitokondriaalisen DNA-sekvenssin tunnistamiseen (useamman kuin yhden osoittaminen saastumisesta) ja poiminnan huonontumismalleista, jotka merkitsevät ihmisen DNA: ta.

Mutta kun nämä ihmisen DNA-katkelmat on irrotettu sotkusta, ne voivat avata löytöjen maailman. Voimme oppia kaikesta mistä muinaiset ihmiset, kuten Ötzi, kuten jäämuumio söivät ja käyttivät, aina kuinka usein neandertalit ja ihmiset etenivät. "Minusta se on yksi mielenkiintoisimmista tieteen kehityksistä viime vuosikymmeninä", Tyler-Smith sanoo. "Ihmiset ovat sen vaikutuksen suhteen verranneet sitä hiilihiilen kehitykseen 1900-luvun puolivälissä."

Elhaik on laajentanut tietoja, jotka voidaan erottaa muinaisesta DNA: sta käyttämällä tekniikkaa, jonka hän oli toiminut elävien ihmisten kanssa, nimeltään Maantieteellinen väestörakenne, tai GPS. Tämä tekniikka perustuu tietojoukkoihin, joissa verrataan yksittäisten nukleotidien polymorfismeja - eroja DNA-nukleotideissä, jotka toimivat biologisina merkeinä yksilöiden keskuudessa. GPS-menetelmä käyttää SNP-pisteitä (lausutaan ”katkelmia”) väestöstä, joka on ollut yhdessä paikassa useita sukupolvia, ja sitten kontrastii sen ryhmiin, jotka asuvat kauempana.

"Emme vain hakkeroineet viileää lyhennettä, se todella toimii kuin GPS-navigointi", Elhaik sanoo. "Satelliittien sijaan käytämme väestöryhmiä, jotka ovat hyvin paikalliset alueilleen."

Luontoviestinnässä vuonna 2014 tehdyssä tutkimuksessa Elhaik ja hänen kollegansa käyttivät GPS-menetelmää yli 600 ihmiseen ympäri maailmaa ja pystyivät osoittamaan 83 prosenttia näistä henkilöistä alkuperämaahansa oikein. Kun samaa tekniikkaa sovellettiin 200 sardinian kyläläiseen, neljäsosa heistä sijoitettiin kyliin ja suurin osa ihmisistä sijoitettiin 50 km: n etäisyydelle koteistaan.

Sama tekniikka on pelattu heidän uudessa tutkimuksessaan. "Käytimme muinaista DNA: ta, joka oli uutettu luurankojäännöksistä vuodesta 12000 eKr. 500 jKr", sanoo Elhaik. "DNA menee sisään ja koordinaatit tulevat ulos" - vaikka hän lisää, että näytteen koko on muinaisten yksilöiden osalta huomattavasti pienempi, joten niitä on paljon enemmän aukot koko mantereella. Ajattele sitä GPS: nä pitkään kuolleille.

"Jos sinulla on ehkä 20 tai 30 ihmistä, jotka tulevat samasta väestöstä, niin saat lisätietoja", sanoo Tyler-Smith, joka ei ole mukana GPS-tutkimuksessa. Mutta hän lisää: "Suuremmat numerot ovat aina parempia."

...

Mutta geneetikot ja arkeologit eivät aina ole yhtä mieltä esihistorian hienommista kohdista. Lontoon University Collegen arkeologian professori Marc Vander Lindenille on ongelmallista käyttää niin pieniä otoskokoja suurten johtopäätösten tekemiseen.

"Geneetikot ovat ehdottaneet laaja-alaisia ​​prosesseja rajoitettujen, alueellisesti ryhmiteltyjen näytteiden perusteella ja sitten - virheellisesti - yleistäneet nämä tulokset koko vastaavalle arkeologiselle kulttuurille", Linden sanoi sähköpostitse. "Sekä arkeologien että geneetikkojen on ymmärrettävä täysin ja otettava huomioon, että geenit ja materiaalikulttuuri eivät toimi samoilla toiminta-alueilla, eivätkä ne avaudu samoilla alueellisella ja ajallisella asteikolla."

Linden on samaa mieltä siitä, että geenitieteilijöiden työ muinaisessa DNA: ssa on mullistellut kenttää ja avannut uusia tutkimusreittejä. "Muinaiset DNA-tutkimukset osoittavat muun tyyppisten tietojen ohella, että esihistoriallisen Euroopan väestöhistoria oli jatkuvassa muutoksessa ja leimaa lukuisia jakson laajenemista ja vetäytymistä."

Jos Elhaikin tekniikka katoaa, se voisi vastata kiusallisiin kysymyksiin ihmisten muuttoliikkeestä - esimerkiksi kuinka maatalous tuli alueelle. Arkeologit ovat keskustelleet vuosikymmenien ajan siitä, levittivätkö sitä ihmisten muuttoliike vai itse idean liike. Genetiikka on hiljattain ratkaissut osan keskustelusta. Tutkijat näkivät maatalousyhteisöjen liikkumisen Lähi-idästä metsästäjä-keräilijäryhmiin Euroopassa. Elhaik uskoo ryhmänsä tutkimuksen selvittävän tätä kysymystä entisestään ja osoittavan tarkemmin useiden ihmisryhmien liikkeet.

Tyler-Smithille tämäntyyppinen lisääntynyt resoluutio menneisyyden laajoihin hahmoihin on kentän tulevaisuus. Hän haluaisi myös nähdä lisää näytteitä muualta maailmasta - kuumimmista, kuivimmista alueista, kuten Afrikasta ja Etelä-Euroopasta, joilta on vaikeampaa löytää muinaista DNA: ta, joka on edelleen ehjä ympäristöolojen vuoksi. Toistaiseksi kuitenkin Euroopan muuttoliikkeen purkaminen itsessään auttaa meitä ymmärtämään ihmisen esi-isiä ja sitä tosiasiaa, että olemme kaikki mutteja.

"Ei ole sellaista eurooppalaista väestöä, joka olisi ollut noin 40 000 vuotta", Tyler-Smith sanoo. "Sekoittamista on käyty koko esihistorian ajan, ja uskon, että näemme sen jokaisessa maailman osassa tutkiessamme sitä tällä yksityiskohtaisuustasolla."

Muinainen DNA voi purkaa esihistoriallisen Euroopan muuttoliikkeen mysteerin