Genomika rzuca światło na początki rolnictwa
Około 10 000 lat przed naszą erą (p.n.e.) migracja ludów z Bliskiego Wschodu na tereny południowej i środkowej Europy przyniosła ze sobą rolnictwo i hodowlę zwierząt, zastępując wcześniejszy łowiecko-zbieracki tryb życia z jego ograniczoną wymianą genów. Natomiast upowszechnienie zwyczajów rolniczych na północy Europy dokonało się głównie na skutek kontaktu międzykulturowego, przy małym udziale wymiany genów. Finansowany ze środków Unii Europejskiej projekt NeoGenHeritage wybrał Półwysep Iberyjski na zachodnim krańcu Europy do celów badania dynamiki i zmian demograficznych wynikających z tej transformacji w epoce neolitu. Badacze skorelowali dane genomiczne z prehistorycznymi trasami wędrówki ludów wiodącymi na północ przez Hiszpanię, Portugalię i Andorę. Połączywszy najnowsze techniki analizy prehistorycznego DNA i genomiki populacyjnej, uczestnicy projektu NeoGenHeritage odtworzyli cały genom jądrowy na podstawie prehistorycznych szczątków ludzkich. Następnym krokiem było przeanalizowanie genomów w kontekście starożytnej i współczesnej genomiki populacyjnej. Jak wyjaśnia koordynator projektu prof. Guido Barbujani: „Takie podejście pozwoliło nam na zbadanie genetycznego pokrewieństwa starożytnych populacji północy i południa Iberii w kontekście ludzkiego genomu na świecie”. Zapełnianie luk informacyjnych dzięki najnowocześniejszym danym genomicznym Przed realizacją projektu NeoGenHeritage istniało niewiele danych – tylko jeden kompletny genom z epoki mezolitu (ok. 8000 lat p.n.e.) oraz szczątki z epoki wczesnego i środkowego neolitu. „Z tymi danymi wiążą się pewne ograniczenia, jako że większość próbek pochodzi z północnej i środkowej Hiszpanii, co uniemożliwia porównanie z obszarami atlantyckim i śródziemnomorskim, które mogły być zasiedlone przez odmienne populacje, jak wynika z odkryć archeologicznych” – zauważa prof. Barbujani. Kolejny problem polega na tym, że wcześniejsze analizy utrudniał niedobór markerów genetycznych. Dlatego w ramach projektu NeoGenHeritage opracowano strategię pobierania próbek zmierzającą do pozyskania szczątków człowieka współczesnego z okresu rewolucji neolitycznej w obszarze Morza Śródziemnego i Atlantyku. Analiza kompletnych genomów może wskazać trudne do wykrycia innymi metodami różnice pomiędzy starożytnymi mieszkańcami tych dwóch wybrzeży. Prześledzenie zmian w DNA wzdłuż szlaków migracji Analiza danych całego genomu potwierdza hipotezę kulturowego i demograficznego rozproszenia na obszarze północnej i południowej części Półwyspu Iberyjskiego. Genomy wszystkich próbek postneolitycznych zawierają dwa główne składniki typowe dla łowców-zbieraczy z zachodu Europy i wczesnych rolników z Bliskiego Wschodu. Jednakże po przeprowadzeniu testów na występowanie domieszek genetycznych analiza pochodzenia biogeograficznego wykryła pewne różnice pomiędzy populacjami łowców-zbieraczy w obszarze atlantyckim i śródziemnomorskim. Próbki z obszaru atlantyckiego miały więcej cech wspólnych z mezolitycznymi łowcami-zbieraczami z północy Hiszpanii. „Najprostsze wyjaśnienie jest takie, że atlantycka i śródziemnomorska populacja Iberii różniły się od siebie już w czasach przedneolitycznych” – stwierdza prof. Barbujani. „Innym powodem może być lokalne przenikanie się puli genowej napływowych rolników i miejscowych łowców-zbieraczy”. Dalsze wyjaśnienia dzięki analizie Prof. Barbujani opisuje prace mające na celu przeanalizowanie i wyjaśnienie złożonych, dynamicznych procesów genetycznych zachodzących podczas rewolucji neolitycznej. „Dalsza analiza będzie obejmowała symulację różnych stopni różnorodności genetycznej w różnych scenariuszach ewolucyjnych i porównanie z danymi obserwacyjnymi”. Kolejna możliwość, którą chciałby wykorzystać zespół projektu, to przeprowadzenie podobnych badań nad Człowiekiem z Cheddar. Jego szczątki sprzed 10 000 lat zyskały sławę pierwszego współczesnego Brytyjczyka o niebieskich oczach, ciemnej, prawie czarnej skórze i ciemnych, kręconych włosach. Umożliwiłoby to lepsze zrozumienie powiązań pomiędzy społecznościami europejskimi w epoce mezolitu. Podsumowując społeczne i genetyczne aspekty wyników projektu NeoGenHeritage, prof. Barbujani podkreśla: „Nasi przodkowie zawsze zdobywali nowe terytoria, spotykając na swojej drodze inne populacje i mieszając się z nimi. W efekcie powstała niejednorodna układanka elementów genomu, którą trudno prześledzić do jej geograficznego źródła, o ile jest to w ogóle możliwe”.
Słowa kluczowe
NeoGenHeritage, genom, Iberia, neolit, łowcy-zbieracze, mezolit
