۷ راز علمی که توسط DNA باستانی کشف شد

فرارو: پبو مدیر موسسه انسان شناسی تکاملی ماکس پلانک در آلمان روش‌هایی را برای بازیابی، توالی یابی و تجزیه و تحلیل DNA باستانی از فسیل‌ها ایجاد کرد شاهکاری که چندین دهه به طول انجامید. امروزه پژوهشگران از این تکنیک برای پاسخ به پرسش‌های اساسی در مورد تاریخ بشر و گذشته عمیق سیاره زمین استفاده می‌کنند.

 بسیاری از اکتشافات فرضیات مربوط به دوران ماقبل تاریخ را برهم می‌زند. هنگامی که آزمایشگاه پبو در لایپزیگ اولین ژنوم نئاندرتال را در سال ۲۰۱۰ توالی یابی کرد بسیاری از درک این موضوع که گونه ما هوموساپینس (انسان خردمند) با نئاندرتال‌ها مواجه شده و این گونه‌ها بچه دار شده اند شگفت زده شدند.

"پالئوژنتیک" (Paleogenetics) (رشته‌ای است که از روش‌های ژنتیک برای مطالعه در مورد انسان‌های اولیه و سایر جمعیت‌های باستانی استفاده می‌کند) به کشف اسرار شگفت انگیز DNA پنهان در استخوان ها، دندان‌ها و حتی خاک ادامه داده است.

در ادامه به هفت مورد می‌پردازیم که در این رشته و بستر جذاب و نوظهور در سال ۲۰۲۲ آموختیم:

۱-ریشه و میراث مرگ سیاه

مرگ سیاه ویرانگرترین شیوع طاعون در جهان نیمی از جمعیت اروپای قرون وسطی را در فاصله هفت سال در قرن چهاردهم میلادی از بین برد و مسیر تاریخ بشر را تغییر داد. با این وجود، نتیجه پژوهشی که در ماه اکتبر منتشر شد نشان داد که چیزی بیش از شانس تعیین می‌کند چه فردی زنده بماند و چه فردی بمیرد.

بر اساس نتیجه مطالعه‌ای که در نشریه "نیچر" منتشر شده تجزیه و تحلیل DNA چند صد ساله از قربانیان و بازماندگان مرگ سیاه تفاوت‌های ژنتیکی کلیدی را شناسایی نمود که به افراد کمک کرد تا از طاعون جان سالم به در ببرند.

این میراث ژنتیکی هم چنان به شکل دهی سیستم ایمنی انسان امروز ادامه می‌دهد با ژن‌هایی که زمانی محافظت در برابر طاعون را به همراه داشتند و اکنون با آسیب پذیری بیش‌تر در برابر بیماری‌های خود ایمنی مانند کرون و آرتریت روماتوئید مرتبط هستند. نشریه "ساینس" این کشف را یکی از برترین دستاورد‌های خود در سال ۲۰۲۲ میلادی نامید.

دی ان‌ای باستانی همچنین منشاء شیوع طاعون را که باعث مرگ سیاه شد روشن می‌کند. مواد ژنتیکی استخراج شده از اسکلت‌های مدفون در گورستانی در قرقیزستان جایی که سنگ قبر‌ها به یک آفت مرموز اشاره می‌کردند وجود DNA باکتری طاعون را که دانشمندان یرسینیا پستیس می‌نامیدند در سه نفر که در سال ۱۳۳۸ میلادی مرده بودند آشکار ساخت. این مرگ چندین سال پیش از ورود آن بیماری به اروپا در سال ۱۳۴۷ میلادی رخ داده بود.

۲-پرتره خانواده نئاندرتال‌ها

دانشمندان با استفاده از DNA باستانی نئاندرتال‌هایی که در غار چاگیرسکایا در جنوب سیبری در روسیه زندگی می‌کردند یک عکس ژنتیکی از قدیمی‌ترین گروه خانواده شناخته شده را کشف کردند.

اردوگاه شکار کنار رودخانه حدود ۵۴۰۰۰ سال پیش محل زندگی یک جامعه فشرده از حدود ۲۰ نئاندرتال بود. پژوهشگران هم چنین یک الگوی غیرمنتظره از مهاجرت زنان را در میان رشته‌های مختلف اجداد ژنتیکی شناسایی کردند.

تنوع DNA کروموزوم Y که از طریق خط مردانه به ارث می‌رسد بسیار کم‌تر از DNA میتوکندری است که از مادران انتقال می‌یابد. این مطالعه نشان داد که در آن گروه انتظار می‌رفت که دو مرد مذکر حدود ۴۵۰ سال پیش از زندگی خود اجدادی مشترک داشته اند.

در مقابل، تخمین معادل برای زنان حدود ۴۳۵۰ سال بود. پژوهشگران اشاره کردند که بهترین توضیح برای این موضوع آن بوده که بیش از ۶۰ درصد از نئاندرتال‌های زن در گروه کوچک چاگیرسکایا از جامعه دیگری مهاجرت کرده بودند.

این ساختار اجتماعی در میان جوامع شکارچی - گردآورنده امروزی رایج است و با عنوان "پدر بومی" ((Patrilocality (شرایطی که در آن ورود زنان و نه مردان یعنی ماندن پسران نزد خانواده‌ها مسبب این وضعیت شده است) شناخته می‌شود.

۳-قطب شمال باشکوه

دانشمندان دانمارکی قدیمی‌ترین توالی‌های DNA شناخته شده جهان را در رسوبات عصر یخبندان شناسایی کردند. هسته زمین که از شمال گرینلند گرفته شده نشان داد که منطقه قطبی زمانی ۲ میلیون سال پیش مملو از حیات گیاهی و جانوری بود.

ماستودون‌ها (پستانک دندان)، گوزن‌های شمالی، غازها، لمینگ‌ها و خرگوش‌ها در اکوسیستمی زندگی می‌کردند که ترکیبی از گیاهان و جانوران معتدل و قطب شمال بود.

مواد ژنتیکی موجود در خاک که مدت‌ها پیش توسط همه موجودات زنده در محیط پراکنش یافته داستان کامل تری از زندگی ماقبل تاریخ را بیش از فسیل‌ها بازگو می‌کنند. این اکوسیستم باستانی بی‌نظیر معادل مدرنی ندارد، اما می‌تواند یک نقشه راه ژنتیکی برای چگونگی سازگاری برخی از گونه‌ها با بحران آب و هوا را ارائه کند.

۴-راز چاه قرون وسطایی

کارگران ساختمانی در سال ۲۰۰۴ میلادی در یک مرکز خرید در نورویچ انگلستان ۱۷ جسد را در بخش زیرین یک چاه ۸۰۰ ساله کشف کردند. برای درک بیش‌تر در مورد چگونگی مرگ شش بزرگسال و ۱۱ کودک که بقایای آنان در آنجا پیدا شد دانشمندان اخیرا توانستند به لطف پیشرفت در توالی یابی DNA باستانی مواد ژنتیکی دقیقی را استخراج کنند که در استخوان‌ها حفظ شده است.

ژنوم شش نفر از این افراد نشان داد که چهار نفر از آنان با یکدیگر مرتبط بودند از جمله سه خواهر، که کوچک‌ترین آنان ۵ تا ۱۰ ساله بود. تجزیه و تحلیل بخش عمده مواد ژنتیکی نشان داد که هر شش نفر تقریبا مطمئنا یهودیان اشکنازی بودند.

یهودیت اساسا یک هویت مذهبی و فرهنگی مشترک است، اما در نتیجه یک رویه دیرینه ازدواج درون جامعه‌ای گروه‌های یهودی اشکنازی اغلب دارای اصل و نسب ژنتیکی متمایزی هستند که شامل نشانگر‌هایی برای برخی اختلالات ژنتیکی نادر است.

پژوهشگران بر این باورند که تمام آنان در جریان خشونت یهود ستیزانه‌ای که شهر را ویران ساخت (که به احتمال زیاد شورش فوریه ۱۱۹۰ میلادی مربوط به سومین جنگ صلیبی بوده و یکی از مجموعه جنگ‌های مذهبی بود که مورد حمایت کلیسای کاتولیک قرار داشته است) جان شان را از دست دادند.

۵-قربانی پمپئی

پمپئی که به دنبال فوران کوه وزوو که از سال ۷۹ پس از میلاد مسیح در خاکستر آتشفشانی باقی مانده از یکی از مکان‌های باستان شناسی بوده که به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است.

با این وجود، دریافت اطلاعات ژنتیکی دقیق از بقایای اسکلت‌های حفظ شده در آن شهر مدت‌ها توسط دانشمندان صورت نگرفته بود. در اوایل سال جاری، دانشمندان گفتند که برای اولین بار موفق به تعیین توالی ژنوم مردی شدند که پس از فوران آتشفشان فوت کرد.

پیش از تازه‌ترین مطالعه صورت گرفته تنها بخش‌های کوتاهی از DNA میتوکندری از بقایای انسان و حیوان در پمپئی توالی یابی شده بودند. ممکن است بتوان با موفقیت DNA باستانی را از نمونه‌های آن استخراج کرد، زیرا مواد آذرآواری (ترکیبی داغ از گاز، گدازه و آوار) که در طول فوران تخلیه می‌شوند ممکن است از DNA در برابر عوامل محیطی مانند اکسیژن در جو محافظت کنند که منجر به تجزیه شدن می‌شوند.

۶-حیوان دورگه

براساس نتیجه پژوهشی که درماه ژانویه منتشر شد موجود باشکوه اسب مانندی به نام کونگا که ۴۵۰۰ سال پیش زندگی می‌کرد اولین حیوان دورگه شناخته شده با والدینی از دو گونه مختلف بود.

توصیفات و تصاویر در هنر و متون بین النهرین حیوان قدرتمندی را به تصویر می‌کشد که ارابه‌های جنگی را به داخل نبرد می‌کشاند و هم چنین وظیفه حمل وسایل نقلیه سلطنتی در هنگام برگزاری رژه‌ها را برعهده داشت. اسکلت‌های دست نخورده این موجودات در کنار افراد با منزلت آن دوران دفن شدند.

با این وجود، هویت واقعی آن حیوان مدت‌ها بود که باستان شناسان را متحیر ساخته بود. اسب‌های اهلی تا ۴۰۰۰ سال پیش به این منطقه که گاهی به آن هلال حاصلخیز (Fertile Crescent)) نام بخش تاریخی از خاور میانه و دربرگیرنده بخش‌های خاوری دریای مدیترانه، میان رودان و مصر باستان می‌باشد و از طریق رود‌های نیل، دجله، فرات، کارون و رود اردن سیراب می‌شود) نیز گفته می‌شود نرسیده بودند.

توالی یابی DNA از اسکلت آن حیوان نشان که از یک پدر که خری وحشی و سوری تبار بوده و از یک مادر الاغ که احتمالا عمدا توسط انسان‌ها پرورش داده شده به وجود آمده بود.

۷-اولین آمریکایی ها؟

توالی یابی DNA منشاء برخی فسیل‌های انسانی با ظاهر عجیب یک استخوان ران و بخشی از جمجمه که در غاری در جنوب غربی چین در سال ۱۹۸۹ میلادی کشف شد را نشان داد.

ویژگی‌های ابتدایی استخوان‌ها دانشمندان را آزار می‌داد، زیرا مشخص نبود این فسیل‌ها به چه گونه‌ای از انسان‌ها تعلق دارند. شاید آنان فکر می‌کردند که این فسیل‌ها متعلق به یک جمعیت ترکیبی از انسان‌های منقرض شده و مدرن یا شاید یک گونه انسانی پیش‌تر ناشناخته هستند که در کنار گونه‌های ما وجود داشته اند.

دانشمندان چینی اخیرا مواد ژنتیکی را از جمجمه‌ای استخراج کردند و دریافتند که متعلق به یک زن بوده که به احتمال زیاد یکی از اجداد مستقیم انسان مدرن یکی از اعضای هوموساپینس بوده است.

پژوهشگران سپس ژنوم استخراج شده از DNA باستانی را با ژنوم افراد دیگر از سراسر جهان (مدرن و باستان) مقایسه کردند.
آنان دریافتند که استخوان‌ها متعلق به فردی است که عمیقا با اصل و نسب آسیای شرقی بومیان امریکا مرتبط است. پژوهشگران بر این باورند که این گروه از مردم به سمت شمال به سوی سیبری سفر کرده و سپس از تنگه برینگ عبور کردند تا به تعدادی از اولین آمریکایی‌ها تبدیل شوند.