Az emberiség ősi történetébe tekinthetünk be hamarosan

Magyarország a pénzügyi tudás kategóriában a 4. helyen áll az OECD kutatásában
2023-12-14
Orbán Viktor facebook oldalán üzent
2023-12-14
Show all

Az emberiség ősi történetébe tekinthetünk be hamarosan

Four skulls in a raw showing humans evolution. Human evolution is the evolutionary process that led to the emergence of anatomically modern humans.

Uniós projekteken dolgozó kutatók az ősi csontvázakban található fehérjék vizsgálatával egyre mélyebbre hatolnak az emberi családfa gyökereinek feltárásában, ahogy erről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja nemrég hírt adott.

Jól ismert ábra az emberi evolúció öt ábrán a majomtól az emberig, az utolsót általában egy gördeszkás, Darth Vader, vagy akár egy vonalkód szokta helyettesíteni. E humoros rajzok az emberek sosem lankadó érdeklődését mutatják fajunk törzsfejlődése iránt, aminek teljes képén még mindig sok a fehér folt. A kutatók mostanában egy új tudományág, a paleoproteonika segítségével egyre több ismeretlen tényt fejtenek fel az emberréválás történetében. Az ezzel foglalkozó kutatók a fehérjék elemzésére fókuszálnak, amelyeket ősi anyagokból, kövületekből, kőzetekből, üledékekből nyernek ki. Az örökítő anyag, a DNS elemzésén túlmutató gyorsan növekvő kutatási terület a biológiát, a paleontológiát és a régészetet is érinti.

A fehérjék tartósabbak a DNS-nél

A DNS és a fehérjék persze idővel lebomlanak és ritka olyan ősi DNS molekulákat találni, amelyek a mérsékelt égövi körülmények között 100 ezer évnél tovább, a trópusokon pedig 15 ezer év után is értékelhető információkat adnak. Csak északi szélességeken, vagy a talaj rendkívüli temetkezési és megőrzési körülményei között sikerült ennél is régebben megőrzött DNS-t elemezni. A fehérjék azonban sokkal hosszabb ideig fennmaradnak, mint a DNS. Egyes fehérjék bizonyos körülmények között akár tízszer tovább is képesek elemezhető állapotban maradni.

Míg a DNS a genetikai információt hordozza, a fehérjék ennek a genetikai információnak a kifejeződései, vagy leképeződései. Ez azt jelenti, hogy ha egy fehérje aminosavsorrendjét a tudósok visszafejthetik, ezzel információt nyerhetnek a DNS-ről.

A Koppenhágai Egyetem paleoproteomikai szakértői vezetik azt a 2026-ig tartó, BACKWARD nevű európai támogatással zajló kutatási projektet, amely a hominidák evolúciójával kapcsolatban szeretne paleoptoteomikai elemzéseket végezni – ez a széles csoport magában foglalja az összes emberszabású majmot és őseiket is.

A projekt egyik jelentős eredményeként idén júliusban nyilvánosságra hozták a valaha gyűjtött legrégebbi genetikai adatokat homininektől – ez a kategória szűkebb a hominidáknál, és az embernek vagy az ember közvetlen ősének tekintett fajokat, mint a csimpánzt, a gorillát és néhány kihalt nemzetséget foglal magában.

Az információ a mai ember egy unokatestvérétől származik, aki 2 millió évvel ezelőtt élt Afrikában. A szekvenált fehérjéket négy fog zománcából nyerték ki, amelyeket egy Johannesburgtól 40 kilométerre északnyugatra fekvő, a dél-afrikai Cradle of Humankind (Az emberiség bölcsője) nevű, a világörökség részét képező barlangban találták.

A fehérjéknek a DNS-nél hosszabb élettartama azért kulcsfontosságú a kutatók számára, mert szerintük az emberi faj evolúciós vonalának megismeréséhez a középső pleisztocén időszakot kell megvizsgálni, amely 777 000 és 126 000 évvel ezelőtt volt. A középső pleisztocénből azonban nagyon kevés DNS maradt fenn. A fehérjék ezért potenciális molekuláris megoldást jelentenek arra, hogy némi genetikai információhoz jussunk ebből az időszakból is.

A gyenyiszovai emberig is az új tudományág jutott el

Az ugyancsak a dán főváros egyetemén koordinált másik ötéves európai kutatási projekt, a 2025-ig tartó PROSPER célja, hogy megpróbáljon minél több fehérjét kivonni az ősi csontvázakból és ezeknek pontosítsa a számítógépes elemzését, méghozzá úgy, hogy közben minimális mértékben károsítsa a fellelt fosszíliákat.

A kutatók elegendő fehérjét szeretnének kinyerni a 130 000 évnél régebbi ősi csontvázakból ahhoz, hogy evolúciós kérdésekre is választ tudjanak adni. Különösen nagyobb, informatívabb fehérjehalmazokhoz proteomokhoz szeretnének jutni, amelyek egy adott szervezet adott időben, meghatározott feltételek között kifejezett fehérjéinek összessége.

A DNS-szekvenálási technológia évtizedes fejlődése tette lehetővé a kutatók számára, hogy nagyon régi emberi csontvázakból is sikerülhessen genetikai anyagot kinyerni, és azt összehasonlítani a modern emberekével. Ez az eredmény jelentős betekintést nyújtott a kihalt homininek genetikai történetébe, például az emberi DNS és a neandervölgyiek DNS-e közötti hasonlóságba. 2010-ben az ősi DNS még azt is lehetővé tette, hogy azonosítsanak egy korábban ismeretlen hominin fajt – a gyenyiszovai embert.

A PROSPER arra a gyakori hibára is figyelmet fordít, amikor az ősi csontvázmaradványok kiásásakor és kezelésekor a minták szennyeződnek. Márpedig a szennyeződés alapvetően befolyásolhatja az ősi biomolekulák tanulmányozását, ezért ezek azonosítása és eltávolítása mind a mintákból, mind az adathalmazokból fontos feladat.

Az óriásmajom zápfoga

A dániai egyetemen dolgozó kutatók óriási sikere volt, amikor 2019-ben sikerült fehérjéket kivonni egy elég hosszú időn át létezett, körülbelül 2 millió évtől 350 000 évvel ezelőttig élt, Gigantopithecus blacki nevű nagymajomfajból. A csoport egy 1,9 millió éves zápfogból vonta ki a fehérjéket egy Dél-Kína szubtrópusi részén található barlangban. A Gigantopithecus blacki Délkelet-Ázsia erdős területein barangolt. Evolúciós kapcsolata más emberszabású majomfajokkal korábban nem volt egyértelmű. A koppenhágai kutatók által felfedezett fehérjeszekvenciák azonban azt sugallták, hogy a Gigantopithecus csoport szoros rokonságban állt az orangutánokkal, a mintegy 10-12 millió évvel ezelőtti közös ősükön keresztül.

E kutatás talán legfontosabb eredménye azonban az volt, hogy kiderült, trópusi körülmények között konzervált mintákból is kinyerhetők akár 2 millió éves fehérjehalmazok. Ez pedig megnyitotta annak a lehetőségét, hogy a hominidák és az emberszabásúak evolúciójával kapcsolatos biomolekuláris kutatások messze túlmutassanak a korábbi határokon.

Ezek után a BACKWARD projekt kibővítette kutatási horizontját az Afrikából származó fosszíliák irányában. Közismert, hogy a világszerte felfedezett nagyszámú homininfosszíliák között különösen gazdag lelőhelynek számít az említett dél-afrikai barlang és a kelet-afrikai Nagy Hasadékvölgy környéke. Ennek az anyagnak az elemzése rendkívül nagy kihívást jelent, mivel a kinyert fehérje mennyisége nagyon kevés.

Ha a paleoproteomika meg tudja fejteni ezeknek az ősi emberféléknek a titkait, akkor sokkal többet tudhatunk meg az evolúciós kapcsolataikról, az Afrikából való kirajzásukról és a Földön való elterjedésükről, nem mellékesen például a tűzgyújtással való kapcsolatukról. Ez pedig szinte biztosan további kulcsfontosságú betekintést nyújtana az emberiség ősi történetébe.

Cikk küldése e-mailben

Comments are closed.