Analiza DNK iz pećinskih taloga pretvara sediment u biološku vremensku kapsulu koja čuva podatke o ljudima, životinjama i mikroorganizmima kroz milenijume. GACT iz Tübingena razvija metode za izdvajanje ove DNK, a nedavno su prikupljeni stotine uzoraka, uključujući lokalitete u Srbiji. Tehnološki napredak u sekvenciranju, robotici i bioinformatici omogućava detekciju vrlo starih i fragmentisanih molekula, otvarajući nove mogućnosti za rekonstrukciju ledeno-dobnih ekosistema.
Biološke vremenske kapsule: Kako DNK iz pećinskog tla razotkriva tajne ranih ljudi i Neandertalaca
The team at GACT has been analyzing sediments from Hohle Fels cave in Germany. . | Credit: GACT
U poslednje dve decenije paleogenetika je doživela pravu revoluciju: napredak u ekstrakciji i sekvenciranju DNK omogućio je da iz prošlosti izvučemo mnogo više podataka nego što je to bilo moguće samo iz kostiju. Danas istraživači mogu da čitaju genetske zapise koji su vekovima — pa i milionima godina — zarobljeni u talozima pećinskog tla.
Pećine kao arhive života
Pećinski talozi deluju kao biološke vremenske kapsule. Stabilni uslovi u mnogim pećinama čuvaju fragmente DNK od ljudi, životinja i mikroba kroz milenijume. Najstarija do sada opisana sedimentna DNK potiče iz Grenlanda i stara je oko 2 miliona godina, što ilustruje koliko dugo sedimenti mogu da čuvaju genetske tragove.
The sediment samples from Hohle Fels are divided up for different analysis methods. Some go to the clean room, some to the geochemical laboratory. | Credit: GACT
Rad GACT mreže i uzorci iz Srbije
Na Geogenomic Archaeology Campus Tübingen (GACT) u Nemačkoj interdisciplinarni timovi — arheolozi, geonaučnici, mikrobiolozi, bioinformatičari i stručnjaci za drevnu DNK — razvijaju metode za pronalaženje i analizu DNK iz pećinskog taloga. Ove godine tim je prikupio nekoliko stotina uzoraka sa lokaliteta u Srbiji, koji se sada obrađuju u cilju rekonstrukcije ledeno-dobnih zajednica i ljudskih prisustava.
Šta možemo saznati iz sedimentne DNK?
Analiza sedimentne DNK omogućava detekciju vrsta i ljudskih tragova i kada ne postoje očuvane kosti ili artefakti. Time se mogu proučavati odnosi među vrstama, konkurencija za skloništa (na primer ljudi i pećinski medvedi), prisustvo predatorskih vrsta i promene ekosistema tokom vremena. Posebno je važna za razumevanje pitanja poput preklapanja vremena boravka modernih ljudi i Neandertalaca u istim pećinama.
Work underway at a cave site in Serbia. | Credit: GACT
Tehnički izazovi i rešenja
Rad sa sedimentnom DNK nije jednostavan „uzmeš uzorak i sekvencioniraš“. Molekuli su vrlo retki, fragmentisani i mešaju se sa modernom kontaminacijom od ljudi i životinja. Autentičnost drevne DNK dokazuje se karakterističnim hemijskim oštećenjima na molekulima, radom u ultra-čistim laboratorijama, upotrebom robotskih sistema za ekstrakciju i specijalizovanom bioinformatičkom obradom podataka. Svaki pozitivan nalaz predstavlja mali trijumf i otvara nove mogućnosti interpretacije arheoloških slojeva.
Primeri i budući ciljevi
U okviru GACT projekata već se analiziraju uzorci poput izmeta pećinske hijene starog oko 40.000 godina. Istraživači očekuju da će uskoro moći da rekonstruišu kompletne genome nekih vrsta, uključujući pećinskog medveda, da otkriju najranije ljudske DNK tragove u određenim lokalitetima i identifikuju kompleksne mikrobne zajednice koje su nekada naseljavale mračna pećinska okruženja.
Važnost za danas: Razumevanje dugoročnih ljudskih uticaja i promena biodiverziteta u prošlosti pomaže da bolje procenimo rizike i posledice savremenih ekoloških promena.
GACT mreža nastavlja terenska istraživanja širom sveta — od Evrope preko Južne Afrike do zapadne obale SAD — kako bi se testirale granice očuvanja sedimentne DNK u različitim klimatskim i geološkim uslovima. Sa stotinama uzoraka u obradi, očekuju se nova važna otkrića koja će produbiti razumevanje ljudske i ekološke istorije ledenog doba.
Ovaj tekst je adaptiran i dopunjen na osnovu republishovanog materijala iz The Conversation pod Creative Commons licencom.
Pomozite nam da budemo bolji.
