Naukowcy badają DNA z osadów jaskiniowych. Nowe dane o przeszłości Europy

W ciągu ostatnich 20. lat naukowcy znacząco poszerzyli wiedzę o przeszłości, m.in. dzięki nowoczesnym technikom pozyskiwania i analizowania DNA z kości. Dzięki temu wiemy już m.in., że neandertalczycy krzyżowali się z Homo sapiens. Możliwe stało się również sekwencjonowanie genomów wymarłych zwierząt i dawnych patogenów - od mamutów po historyczne szczepy dżumy. Kości to jednak nie wszystko.

Naukowcy potrafią już "wyciągać" materiał genetyczny bezpośrednio z osadów jaskiniowych, zamiast polegać na szczątkach. Jaskinie, które stanowiły naturalne schronienia dla ludzi i zwierząt, mogą przechowywać ogrom danych, a specjaliści chcą zbadać, czego da się dowiedzieć z osadów w Europie. "Jaskinie to naturalne archiwa DNA, gdzie stabilne warunki chronią delikatne biocząsteczki, umożliwiając badaczom odtworzenie genetycznej historii Europy epoki lodowcowej", zaznaczają naukowcy z GACT.

Badanie kopalnego DNA z osadów znacząco zmienia paleogenetykę, dziedzinę zajmującą się analizą informacji genetycznych z przeszłości. Najstarsze dotychczas odkryte DNA osadowe pochodzi z Grenlandii i liczy 2 miliony lat. Analiza warstw z europejskich jaskiń może pomóc badaczom ustalić, czy np. neandertalczycy i ludzie współcześni byli w danym rejonie w tym samym czasie. Studium próbek może również ujawnić, jak zmieniały się ekosystemy i jakie gatunki żyły w okolicy, nawet jeśli nie ma żadnych szczątków. To może dać nowe spojrzenie na współistnienie gatunków, migracje i wpływ człowieka na środowisko.

- Dzisiejsze maszyny sekwencjonujące potrafią zdekodować nawet sto milionów razy więcej DNA niż ich wcześniejsze poprzedniczki. Podczas gdy sekwencjonowanie pierwszego ludzkiego genomu zajęło ponad dekadę, współczesne laboratoria potrafią teraz zsekwencjonować setki pełnych ludzkich genomów w ciągu jednego dnia - tłumaczy Gerlinde Bigga, badaczka z GACT.

Zespół GACT dużo badań prowadzi na terenie jaskiń Jury Szwabskiej, np. we wpisanej na listę światowego dziedzictwa UNESCO Hohle Fels niedaleko Ulm (Badenia-Wirtembergia). Naukowcy analizują próbki, by odtworzyć historię ludzi, zwierząt i mikroorganizmów sprzed dziesiątek tysięcy lat.

- Jednym z najbardziej fascynujących aspektów badań DNA w osadach jest ich zdolność do wykrywania gatunków, które dawno wymarły, nawet gdy nie zachowały się żadne kości ani artefakty. Szczególny nacisk kładzie się na ludzi: kto i kiedy żył w jaskini? Jak współcześni ludzie i neandertalczycy korzystali z jaskiń i, jak wspomniano, czy przebywali tam w tym samym czasie? Czy niedźwiedzie jaskiniowe i ludzie konkurowali o schronienie i zasoby? I co mikroby, które żyły obok nich, mogą ujawnić na temat wpływu człowieka na dawne ekosystemy? - wyjaśnia Bigga.

Sieć w rzeczywistości działa globalnie - międzynarodowi partnerzy umożliwiają badania jaskiń na całym świecie. Na przykład zespół pobrał już setki próbek osadów w Serbii, a kolejne badania planowane są w RPA i zachodnich USA. Wszystko to pomoże sprawdzić, jak zachowało się kopalne DNA z różnych okresów w różnych środowiskach. "Zaledwie dwa lata po rozpoczęciu projektu GACT, każdy zbiór danych generuje nowe pytania. Każda warstwa jaskini dodaje kolejny zwrot akcji do historii", zaznacza badaczka z GACT. "Setki próbek są obecnie przetwarzane, a przed nami wielkie odkrycia".

- Czy osady ujawnią wszystkie swoje sekrety? Czas pokaże - ale perspektywy są ekscytujące - podkreśla Gerlinde Bigga.