Μαθήματα ιστορίας από το απολιθωμένο DNA
Στις μέρες μας οι παλαιοντολόγοι και οι παλαιοανθρωπολόγοι δεν αρκούνται πλέον στη μελέτη απολιθωμένων οστών και κρανίων για να κατανοήσουν την προέλευση και την εξέλιξη του είδους μας.
Χάρη στις νέες τεχνικές της μοριακής βιολογίας μπορούν, αναλύοντας το «απολιθωμένο DNA», να «διαβάζουν» τη γενετική αποτύπωση των μεγάλων εξελικτικών αλλαγών που οδήγησαν στην επικράτηση του σημερινού ανθρώπου.
Παρά τη σύντομη ιστορία της η «μοριακή ανθρωπολογία» έχει να επιδείξει πολλές σημαντικές ανακαλύψεις, οι οποίες οδηγούν σε ριζική αναθεώρηση πολλών «καλά εδραιωμένων», μέχρι πρόσφατα, επιστημονικών εικασιών σχετικά με την εξέλιξη και τη φυλετική διαφοροποίηση του ανθρώπινου είδους.
Για να αντιληφθούμε, ωστόσο, τη σημασία των πρόσφατων κατακτήσεων σε αυτόν τον τομέα, θα πρέπει να κατανοήσουμε τι ακριβώς είναι αυτό το «εξωτικό φρούτο» που οι ειδικοί αποκαλούν «μοριακή ανθρωπολογία» ή, ευρύτερα, «παλαιογενετική».
Πρόκειται για ένα σχετικά νέο διεπιστημονικό πεδίο, που προέκυψε από τη δυνατότητα εφαρμογής σε παλαιοντολογικές και ανθρωπολογικές έρευνες ορισμένων τεχνικών μοριακής ανάλυσης του απολιθωμένου DNA, το οποίο οι ειδικοί έχουν καταφέρει να εξαγάγουν από τα απολιθώματα εξαφανισμένων βιολογικών ειδών.
Πριν από μερικά χρόνια, αν κάποιος ήθελε να διερευνήσει το εξελικτικό παρελθόν του ανθρώπινου είδους, μπορούσε να ακολουθήσει μόνο δύο μεθόδους: μία άμεση και μία έμμεση προσέγγιση.
Η άμεση μέθοδος συνίσταται στην εξαντλητική έρευνα και τη συγκριτική μελέτη των απολιθωμένων υπολειμμάτων από εξαφανισμένα είδη (όπως π.χ. θραύσματα από οστά, κρανία ή και προϊστορικά τεχνουργήματα).
Η έμμεση μέθοδος, αντίθετα, προϋποθέτει τη συγκριτική μελέτη της ανατομίας, της φυσιολογίας και, πιο πρόσφατα, των γονιδίων των οργανισμών, με την ελπίδα να καταφέρει κάποτε ο ερευνητής να ανασυγκροτήσει τα βιολογικά φαινόμενα ή τα φυσικά αίτια που οδήγησαν, κατά το μακρινό παρελθόν, στη διαμόρφωση των σημερινών χαρακτηριστικών.
Η τεχνική της ταυτοποίησης του αρχαίου DNA βασίστηκε στην εκπληκτική μέθοδο πολλαπλασιασμού δειγμάτων γενετικού υλικού την οποία επινόησε το 1985 ο νομπελίστας βιοχημικός Κάρι Μούλις (Kary B. Mullis)
Παρά τις εντυπωσιακές κατακτήσεις που συντελέστηκαν χάρη σε αυτές τις δύο «κλασικές» παλαιοντολογικές προσεγγίσεις, πολλά αποφασιστικά ερωτήματα παρέμεναν αναπάντητα.
Για παράδειγμα, η μορφολογία ενός οστού δεν επιτρέπει στους ειδικούς να καθορίσουν αν το συγκεκριμένο απολίθωμα ανήκει στο δικό μας ή σε κάποιο συγγενές είδος που έζησε προγενέστερα ή παράλληλα με το δικό μας.
Και θα ήταν απελπιστικά αφελής (ή υπερβολικά αισιόδοξος!) όποιος θα πίστευε ότι μία, έστω και πλήρης, συλλογή από οστά και κρανία θα μπορούσε, από μόνη της, να μας προσφέρει την οριστική εξήγηση της εξελικτικής πορείας του ανθρώπινου είδους ανά τους αιώνες.
Αν ίσχυε κάτι τέτοιο, τότε οι παλαιοντολόγοι και οι εξελικτικοί βιολόγοι θα μπορούσαν εύκολα να αποφασίσουν αν π.χ. ο άνθρωπος του Νεάντερταλ (Homo neanderthalensis), για τον οποίο διαθέτουν πλήρεις απολιθωμένες μαρτυρίες, ήταν πρόγονος, εντελώς διαφορετικό είδος ή υποείδος που κάποτε εντάχθηκε στο δικό μας πιο εξελιγμένο ανθρώπινο είδος (Homo sapiens). Η ανακάλυψη αυτού του συμπαθητικού ανθρωπίδη προκάλεσε -και ακόμη προκαλεί- πολλές διενέξεις μεταξύ των ειδικών.
Ευτυχώς, τα τελευταία χρόνια, η ανατομική-μορφολογική μελέτη των απολιθωμάτων δεν αποτελεί την αποκλειστική μέθοδο τεκμηρίωσης των εξελικτικών διεργασιών που έλαβαν χώρα κατά το μακρινό παρελθόν.
Εξάγοντας, με μεγάλη δυσκολία, από τα απολιθωμένα οστά το «αρχαίο DNA» που περιέχουν, οι ειδικοί είναι σήμερα σε θέση να μελετούν απευθείας τα γονίδια και τις μεταλλάξεις οργανισμών που έχουν εξαφανιστεί εδώ και χιλιάδες χρόνια (βλ. ειδικό πλαίσιο).
Σε αυτά τα «απολιθωμένα» γονίδια βρίσκεται καταγεγραμμένη η βιολογική ταυτότητα, δηλαδή η ιδιαιτερότητα κάθε υπαρκτού ή εκλιπόντος βιολογικού είδους.
Συνεπώς σε αυτά τα γονίδια θα πρέπει να αναζητηθεί, σε τελευταία ανάλυση, η εξελικτική απόσταση -και άρα η γενετική συγγένεια!- των σημερινών ζωικών ειδών με ορισμένα προ πολλού εξαφανισμένα ζωικά είδη.
Και την καλύτερη απόδειξη για τη γονιμότητα της παλαιογενετικής μάς την προσφέρει η μελέτη της εξέλιξης του ανθρώπου.
Aνθρωπίδης
Ο άνθρωπος του Νεάντερταλ (Homo neanderthalensis), για τον οποίο διαθέτουν πλήρεις απολιθωμένες μαρτυρίες, ήταν πρόγονος, εντελώς διαφορετικό είδος ή υποείδος που κάποτε εντάχθηκε στο δικό μας πιο εξελιγμένο ανθρώπινο είδος (Homo sapiens)
Η αινιγματική εξαφάνιση των πρώτων Ευρωπαίων
Οι πρώτοι κάτοικοι της Γηραιάς Ηπείρου δεν ήταν άνθρωποι του είδους μας (Homo sapiens) αλλά τα «κακομούτσουνα» βιολογικά ξαδέλφια μας, οι Νεαντερτάλιοι (Homo neanderthalensis).
Η πρώτη μας επαφή με αυτόν τον ιδιαίτερα εύσωμο και υποτίθεται «πρωτόγονο» εκπρόσωπο του ανθρώπινου γένους (Homo) έγινε πριν από περίπου ενάμιση αιώνα.
Το 1856 εργάτες στην κοιλάδα Νεάντερταλ, κοντά στο Ντίσελντορφ της Γερμανίας, ανακάλυψαν τα λείψανα μιας αποκρουστικής απομίμησης του ανθρώπινου είδους, στην οποία αργότερα δόθηκε το όνομα «άνθρωπος του Νεάντερταλ».
Η ανακάλυψη αυτού του ανθρωπίδη καθώς και πολλών άλλων ομοίων του σε διάφορες περιοχές της Ευρώπης δημιούργησε εκείνη την εποχή τα πιο αντιφατικά συναισθήματα.
Μολονότι το κρανίο του ήταν εξίσου μεγάλο με το δικό μας, τα έντονα υπερόφρυα τόξα του, ο βαρύς και ογκώδης σκελετός του δεν παρέπεμπαν σε τίποτε το ανθρώπινο.
Κάποιος πρότεινε ότι επρόκειτο για τα απολιθωμένα απομεινάρια μιας αρκούδας των σπηλαίων, άλλος έκανε την «ευγενέστερη» σκέψη ότι ήταν ένας παραμορφωμένος από κάποια ασθένεια Καυκάσιος!
Σύντομα όμως έγινε σαφές ότι ήταν ένας πρόγονος του είδους μας.
Ορισμένοι οπαδοί του Δαρβίνου είδαν στον άνθρωπο του Νεάντερταλ τον περιζήτητο «χαμένο κρίκο», που, όπως υπέθεταν τότε, θα έπρεπε να συνδέει τους ανθρωποειδείς πιθήκους με τον άνθρωπο του Κρο-Μανιόν, ένα από τα πρώτα ευρωπαϊκά δείγματα του είδους μας (Homo sapiens).
Πάντως, οι περισσότεροι φυσιοδίφες έβρισκαν εξαιρετικά ενοχλητική την ιδέα ότι ένα τόσο αποκρουστικό πλάσμα θα μπορούσε να είναι ο πιο κοντινός πρόγονός μας.
Ετσι, από το 1868 και μετά, με την ανακάλυψη πολυάριθμων και εμφανισιακά πιο εκλεπτυσμένων ανθρώπινων απολιθωμάτων του τύπου Κρο-Μανιόν, τα αινιγματικά λείψανα των Νεαντερτάλιων θεωρήθηκαν πρόσκαιρα από την επιστημονική κοινότητα είτε ως ένα κακόγουστο αστείο είτε ως «ανωμαλία» της φύσης.
Ωστόσο, όπως αποκάλυψε αργότερα πλήθος παλαιοντολογικών ερευνών, αυτοί οι πρωτόγονοι «άνθρωποι των σπηλαίων», δηλαδή οι Νεαντερτάλιοι, ήταν οι πρώτοι που μετανάστευσαν από την αφρικανική στην ευρωπαϊκή ήπειρο πριν από περίπου 300.000 χρόνια και έζησαν σε αυτήν ανενόχλητοι για περισσότερα από 100.000 χρόνια.
Οσο για τον σύγχρονο άνθρωπο, τον Homo sapiens, αυτός έκανε ξαφνικά την είσοδό του στην ευρωπαϊκή σκηνή μόλις πριν από 45.000 χρόνια περίπου, ως ένα νέο και όχι και πολλά υποσχόμενο, τότε, ανθρώπινο είδος.
Αρα, αυτά τα δύο διαφορετικά είδη ανθρώπου ζούσαν μαζί στην Ευρώπη επί 10.000 και πλέον χρόνια· έως δηλαδή τη χρονική «στιγμή», πριν από περίπου 35.000 χρόνια, που, για εντελώς ακατανόητους μέχρι σήμερα λόγους, οι Νεαντερτάλιοι εξαφανίστηκαν μαζικά από παντού!
Βιολογική ποικιλομορφία: η συνταγή της επιτυχίας μας
Ωστόσο, εκτός από το δυσεπίλυτο πρόβλημα της μαζικής και απότομης εξαφάνισης των Νεαντερτάλιων, υπάρχει και το εξίσου σοβαρό ερώτημα εάν, και ποιες, σχέσεις είχαν αναπτύξει αυτά τα δύο τόσο συγγενή βιολογικά είδη ανθρώπου που ζούσαν το ένα δίπλα στο άλλο.
Αραγε ήταν εφικτή η αναπαραγωγική διασταύρωση ανάμεσα στα δύο είδη ανθρώπου;
Με άλλα λόγια, η σεξουαλική συνεύρεση μεταξύ τους θα έδινε γόνιμους ή στείρους απογόνους;
Αν έδινε γόνιμους απογόνους, τότε πρόκειται για δύο υποείδη του ίδιου βιολογικού είδους, ενώ αν έδινε στείρους απογόνους, τότε πρόκειται σίγουρα για δύο διαφορετικά είδη ανθρώπου.
διευθυντής του κέντρου μοριακής ανθρωπολογίας στο Ινστιτούτο Max Plank της Λιψίας Ο Σουηδός Svante Pääbo είναι ο αδιαμφισβήτητος πρωταγωνιστής στις έρευνες της μοριακής ανθρωπολογίας
Δυστυχώς, δεν υπάρχουν σήμερα εκπρόσωποι των Νεάντερταλ για να κάνουμε αυτό το ενδιαφέρον βιολογικό πείραμα. Ευτυχώς όμως στην επιστήμη δεν υπάρχουν μακροπρόθεσμα αδιέξοδα.
Ετσι, χάρη στις τεχνικές ανάλυσης του «αρχαίου DNA», δύο πρωτοπόροι παλαιογενετιστές, ο Σουηδός Σβάντε Πάαμπο (Svante Pääbo), διευθυντής του κέντρου μοριακής ανθρωπολογίας στο Ινστιτούτο Max Plank της Λιψίας, και ο Αμερικανός Εντουαρντ Ρούμπιν (Edward Rubin) στην Καλιφόρνια κατάφεραν να αφαιρέσουν το μιτοχονδριακό DNA από απολιθωμένα οστά Νεάντερταλ και να το συγκρίνουν με δείγματα μιτοχονδριακού DNA από ανθρώπους τύπου Κρο-Μανιόν και με δείγματα από σημερινούς ανθρώπους.
Ετσι κατέληξαν σε μια σειρά από εντυπωσιακά συμπεράσματα.
⇒Πρώτον,
οι Νεάντερταλ δεν είναι πρόγονοί μας αλλά ανήκουν σε ένα συγγενές αλλά αρκετά διαφορετικό υποείδος Homo.
οι Νεάντερταλ δεν είναι πρόγονοί μας αλλά ανήκουν σε ένα συγγενές αλλά αρκετά διαφορετικό υποείδος Homo.
⇒Δεύτερον,
η διαφοροποίηση των δύο εξελικτικών σειρών, που οδήγησε σε αυτά τα δύο είδη, υπολογίζεται ότι συνέβη πριν από περίπου μισό εκατομμύριο χρόνια.
η διαφοροποίηση των δύο εξελικτικών σειρών, που οδήγησε σε αυτά τα δύο είδη, υπολογίζεται ότι συνέβη πριν από περίπου μισό εκατομμύριο χρόνια.
⇒Τρίτον,
η πρώτη εμφάνιση του γονότυπου των Νεάντερταλ εκτιμάται ότι έλαβε χώρα στην Αφρική πριν από περίπου 200.000 χρόνια, κάτι που επιβεβαιώνεται και από τη χρονολόγηση των απολιθωμάτων.
η πρώτη εμφάνιση του γονότυπου των Νεάντερταλ εκτιμάται ότι έλαβε χώρα στην Αφρική πριν από περίπου 200.000 χρόνια, κάτι που επιβεβαιώνεται και από τη χρονολόγηση των απολιθωμάτων.
Από αυτές τις έρευνες μπορούμε να εξαγάγουμε ένα πρώτο μάλλον γενικό αλλά σημαντικό συμπέρασμα σχετικά με την εξελικτική ιστορία των πρωτευόντων θηλαστικών και ειδικότερα την εξέλιξη του ανθρώπινου γένους πάνω στη Γη.
Η καθησυχαστική και τυπικά νεωτερική αντίληψη περί σταδιακής, συσσωρευτικής, γραμμικής προόδου από ένα απλούστερο ζωικό είδος προς ένα πολυπλοκότερο δεν επιβεβαιώνεται καθόλου από τα δεδομένα ούτε της παλαιοντολογίας ούτε της σύγχρονης μοριακής ανθρωπολογίας.
Απολιθωμένα οστά
Η ταυτοποίηση δειγμάτων DNA ηλικίας 100 έως 200 χρόνων είναι σήμερα πολύ πιο εύκολη από την ταυτοποίηση δειγμάτων αρχαίου DNA από οστά προϊστορικών ζώων
Η ταυτοποίηση δειγμάτων DNA ηλικίας 100 έως 200 χρόνων είναι σήμερα πολύ πιο εύκολη από την ταυτοποίηση δειγμάτων αρχαίου DNA από οστά προϊστορικών ζώων
Τα βιοτεχνολογικά εργαλεία της γονιδιακής αρχαιολογίας
Η απρόσμενη επιτυχία και η μεγάλη ευρετική δύναμη των τεχνικών της μοριακής βιολογίας για την επίλυση προβλημάτων της παλαιοανθρωπολογίας και της εξελικτικής βιολογίας φαίνεται να επιβεβαιώνουν τις πιο απίστευτες ταινίες επιστημονικής φαντασίας.
Βέβαια, τα τεχνικά και πρακτικά προβλήματα που οι παλαιογενετιστές πρέπει να αντιμετωπίσουν είναι πολλά και μερικές φορές ανυπέρβλητα.
Οταν πεθαίνει ένας οργανισμός, όλα τα μόριά του αρχίζουν να αποσυντίθενται. Και τα μόρια του DNA δεν αποτελούν βέβαια εξαίρεση.
Συγκεκριμένα, σπάνε οι δεσμοί που συγκρατούν μαζί τις νουκλεοτιδικές βάσεις σε κάθε αλυσίδα του DNA, οπότε είναι αδύνατον να καθορίσουμε την αρχική αλληλουχία αυτών των βάσεων και συνεπώς να ανασυγκροτήσουμε με ασφάλεια τις γενετικές πληροφορίες που μετέφεραν.
Οι εξωγενείς παράγοντες που καθορίζουν την ταχύτητα αποσύνθεσης των κυττάρων, άρα και των μορίων του DNA που αυτά περιέχουν, είναι κυρίως η θερμοκρασία του εδάφους, η οξύτητα και η υγρασία του περιβάλλοντος.
Επομένως, μόνο σε ιδιαίτερα ευνοϊκές συνθήκες –πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και ταχύτατη αποξήρανση του σώματος του ζώου αμέσως μετά τον θάνατό του– είναι εφικτή η ασφαλής ανασυγκρότηση των μορίων του «αρχαίου DNA» (ό,τι οι Αγγλοσάξονες αποκαλούν aDNA, δηλαδή ancient DNA).
Γι’ αυτό εξάλλου αποδείχτηκε πολύ πιο εύκολη υπόθεση το να ανασυγκροτηθεί το DNA προϊστορικών οργανισμών, όπως τα σιβηρικά μαμούθ, απ’ ό,τι μιας αιγυπτιακής μούμιας, η οποία, αν και πολύ πιο πρόσφατη χρονολογικά, ήταν διατηρημένη σε λιγότερο ευνοϊκές συνθήκες.
Πάντως, η ταυτοποίηση δειγμάτων DNA ηλικίας 100 έως 200 χρόνων είναι σήμερα πολύ πιο εύκολη από την ταυτοποίηση δειγμάτων αρχαίου DNA από οστά προϊστορικών ζώων.
Η τεχνική της ταυτοποίησης του αρχαίου DNA βασίστηκε στην εκπληκτική μέθοδο πολλαπλασιασμού δειγμάτων γενετικού υλικού την οποία επινόησε το 1985 ο νομπελίστας βιοχημικός Κάρι Μούλις (Kary B. Mullis).
Μια αλυσιδωτή αντίδραση, που πραγματοποιείται χάρη στο ένζυμο πολυμεράση PCR, επιτρέπει στους ειδικούς να αναπαραγάγουν εργαστηριακά μεγάλες ποσότητες από μικρά δείγματα DNA.
Βέβαια, ακόμα και αυτή η «μαγική» μέθοδος δεν είναι καθόλου άμοιρη προβλημάτων. Ενα από αυτά αφορά την πιστότητα της αντιγραφικής διαδικασίας, δηλαδή την ενσωμάτωση των σωστών νουκλεοτιδικών βάσεων κατά την αντιγραφή του DNA.
Ενα δεύτερο, ακόμη πιο σοβαρό πρόβλημα είναι η επιμόλυνση του αρχικού DNA από εξωγενή μόρια DNA, που μπορεί να προέρχονται είτε από τους αρχαιολόγους που ανακάλυψαν το απολίθωμα, είτε από τους επιστήμονες που το μελέτησαν, είτε και από τους τεχνικούς του μουσείου που ήλθαν σε επαφή μαζί του.
Αυτά τα εξωγενή γενετικά στοιχεία μπορεί να αντιγραφούν και να πολλαπλασιαστούν από την πολυμεράση PCR μαζί με το αρχικό δείγμα.
Για να αποφευχθούν αυτά τα προβλήματα, οι παλαιογενετιστές έχουν υιοθετήσει ένα αρκετά αυστηρό πρωτόκολλο για τη διεξαγωγή των ερευνών τους.
Παρά τις δυσκολίες, η νέα «μοριακή» προσέγγιση έχει ήδη δώσει λύσεις σε δυσεπίλυτα μέχρι χθες προβλήματα της ανθρωπολογίας και της εξελικτικής βιολογίας, θέτοντας παράλληλα νέα ερωτήματα που δρομολογούν τις ερευνητικές αναζητήσεις του μέλλοντος.
Νεάντερταλ
Οι πρόσφατες κατακτήσεις της επιστήμης μας αποκαλύπτουν ότι το νεωτερικό «παραμύθι» της εξελικτικής εποποιίας του ανατομικά σύγχρονου ανθρώπου θα πρέπει μάλλον να γραφτεί εξ αρχής.
Οι πρόσφατες κατακτήσεις της επιστήμης μας αποκαλύπτουν ότι το νεωτερικό «παραμύθι» της εξελικτικής εποποιίας του ανατομικά σύγχρονου ανθρώπου θα πρέπει μάλλον να γραφτεί εξ αρχής.
Μαθήματα Ιστορίας (ΙΙ) από το απολιθωμένο DNA
Στο προηγούμενο άρθρο μας (βλ. «Εφ.Συν.» 29-05-15) είδαμε ότι χάρη στις νέες τεχνικές της μοριακής γενετικής οι σημερινοί ανθρωπολόγοι μπορούν να «διαβάζουν» στο απολιθωμένο DNA τη γενετική αποτύπωση των μεγάλων εξελικτικών αλλαγών που οδήγησαν στην εμφάνιση του σύγχρονου ανθρώπου (Homo sapiens).
Σε αυτό το «αρχαίο DNA» και στα «απολιθωμένα γονίδια» που περιέχει οι ειδικοί αναζητούν σήμερα τη βιολογική ταυτότητα -και άρα τη συγγένεια- των σημερινών ανθρώπων με ορισμένα, προ πολλού εξαφανισμένα, είδη ανθρώπου.
Παρά τη σύντομη ιστορία της, η μοριακή ανθρωπολογία έχει να επιδείξει αρκετές εντυπωσιακές ανακαλύψεις που ανατρέπουν κάποια δήθεν επιστημονικά εδραιωμένα ιδεολογήματα και κοινωνικούς μύθους σχετικά με την εξέλιξη και τη φυλετική διαφοροποίηση του ανθρώπινου είδους.
Οπως θα δούμε στο σημερινό μας άρθρο, τα «πρωτόγονα» γονίδια των Νεαντερτάλιων (και άλλων ακόμη πιο αρχαϊκών ανθρωπίδων) έχουν ενσωματωθεί και εξακολουθούν να υπάρχουν στο γονιδίωμά μας και, μέχρι σήμερα, να επηρεάζουν τη δήθεν πολιτισμένη συμπεριφορά μας.
H επίσημη επιστημονική εκδοχή της ιστορίας του είδους μας ήταν, μέχρι πολύ πρόσφατα, αρκετά απλή και γραμμική. Οπως υπέθεταν, το ανθρώπινο γένος (Homo) ξεκίνησε τη μεγαλειώδη ιστορία του μόλις πριν από περίπου 2,5 εκατομμύρια χρόνια με την εμφάνιση του Homo habilis (που σημαίνει «επιδέξιος άνθρωπος»), όταν αυτός αποχωρίστηκε από τη γενεαλογική γραμμή των Αυστραλοπιθήκων (Australopithecus, που σημαίνει κυριολεκτικά «νότιος πίθηκος»).
Το ανθρώπινο γένος λοιπόν προέκυψε -κάποια ασαφώς προσδιορισμένη «στιγμή»- από την εξέλιξη των πρωτόγονων ανθρωπίδων (ανθρωποειδών πιθήκων), οι οποίοι εμφανίστηκαν στην Αφρική πριν από περίπου 7-6,5 εκατομμύρια χρόνια και ανέπτυξαν, σταδιακά, την όρθια στάση και τη δίποδη βάδιση.
Πριν από περίπου 1,7 εκατομμύρια χρόνια εμφανίζεται ένα ιδιαίτερα ανήσυχο είδος πρωτοανθρώπου, ο Homo erectus («όρθιος άνθρωπος»). Σε σύγκριση με τον πρώιμο H. habilis, ο H. erectus είχε διπλάσιο εγκεφαλικό όγκο και πολύ πιο πολύπλοκη συμπεριφορά: τελειοποίησε τα λίθινα εργαλεία και κατανάλωνε όχι μόνο φυτικές, αλλά και ζωικές τροφές.
Το εξελικτικό βήμα προς τον σύγχρονο άνθρωπο
Οι πρώτοι Ευρωπαίοι ήταν Αφρικανοί… μετανάστες
Ομως το πιο συγκλονιστικό για την εξέλιξη του είδους μας ήταν ότι ο Homo erectus, αν και εμφανίστηκε στην Αφρική, ήταν ο πρώτος ανθρωπίδης που μετανάστευσε σε άλλη ήπειρο: έφτασε στην Εγγύς Ανατολή και κατόπιν στην Απω Ανατολή. Και όπως έδειξαν συγκριτικές μελέτες απολιθωμένου DNA, αυτός ο διηπειρωτικός μετανάστης, που εξαπλώθηκε σχεδόν σε όλη τη Γη, εξαφανίστηκε πριν από 200 χιλιάδες χρόνια.
Το επόμενο μεγάλο εξελικτικό βήμα προς τον σύγχρονο άνθρωπο πραγματοποιείται στην Ευρώπη πριν από περίπου 60 χιλιάδες χρόνια. Τα απολιθώματα μας αποκαλύπτουν την παρουσία πάνω στη Γη τριών τουλάχιστον τύπων ανθρώπου (υποειδών): του ανθρώπου του Νεάντερταλ κυρίως στην Ευρώπη και τη δυτική Ασία, ενός ανατομικά σύγχρονου ανθρώπου στην Αφρική, και ενός τρίτου ανθρώπινου υποείδους στην ανατολική Ασία.
Είναι βέβαιο ότι και τα τρία αυτά ανθρώπινα υποείδη εμφανίστηκαν και εξελίχθηκαν αρχικά στην Αφρική και από εκεί μετανάστευσαν διαδοχικά προς την Εγγύς Ανατολή, την Ασία και την Ευρώπη. Το περίεργο με αυτό το εξελικτικό σενάριο είναι ότι οι ανατομικά σύγχρονοι άνθρωποι, όταν μετανάστευσαν από την Αφρική στην Ευρώπη, δεν ήλθαν σε στενή επαφή ούτε βέβαια και αναμίχθηκαν ποτέ με τα πρωτόγονα είδη ανθρώπων (π.χ. με τους Νεαντερτάλιους) που ζούσαν ήδη εκεί!
Ετσι τα προγενέστερα και δήθεν «κατώτερα» ανθρώπινα είδη εξαφανίστηκαν ως διά μαγείας από προσώπου γης, για να παραχωρήσουν τη θέση τους στο πιο σύγχρονο είδος ανθρώπου, τον Homo sapiens. Ο οποίος επικράτησε τελικά χάρη στις μοναδικές ικανότητες του εγκεφάλου του για έναρθρο λόγο, για συμβολική σκέψη και για αφαιρετική τέχνη.
Δυστυχώς η καθησυχαστική προκατάληψη της επιστήμης -και ευρύτερα της δυτικής σκέψης- υπέρ μιας σταδιακής, συσσωρευτικής και γραμμικής προόδου των ιστορικών-βιολογικών διεργασιών που οδήγησαν ένα απλούστερο ζωικό είδος στο να εξελιχθεί σε ένα πολυπλοκότερο δεν επιβεβαιώνεται από τα δεδομένα ούτε της γενετικής παλαιοντολογίας ούτε και της σύγχρονης μοριακής ανθρωπολογίας.
Πράγματι το μόνο που επιβεβαιώνεται από πλήθος παλαιοντολογικών ερευνών είναι ότι οι δήθεν πρωτόγονοι «άνθρωποι των σπηλαίων», δηλαδή οι Νεαντερτάλιοι, μετανάστευσαν από την αφρικανική στην ευρωπαϊκή ήπειρο πριν από περίπου 300 χιλιάδες χρόνια και έζησαν σε αυτήν ανενόχλητοι για περισσότερο από 100 χιλιάδες χρόνια. Εως ότου, πριν από 45 χιλιάδες χρόνια περίπου, έκανε την είσοδό του στην ευρωπαϊκή σκηνή ένα νέο -και όχι και πολλά υποσχόμενο, τότε- ανθρώπινο είδος, ο Homo sapiens.
Αν λοιπόν λάβουμε υπ’ όψιν τις πιο πρόσφατες κατακτήσεις της παλαιοντολογίας και κυρίως της μοριακής ανθρωπολογίας, τότε η εικόνα της εξέλιξης του είδους μας, που προκύπτει από αυτές τις επιστήμες, είναι λιγότερο γραμμική και προβλέψιμη, άρα περισσότερο περίπλοκη. Συνεπώς το νεωτερικό «παραμύθι» της εξελικτικής εποποιίας του σύγχρονου ανθρώπου θα πρέπει μάλλον να γραφτεί εξ αρχής.
Στη νέα της εκδοχή η εξελικτική ιστορία του ανθρώπου παρουσιάζεται ως το προϊόν επαναλαμβανόμενων συγκλίσεων και αποκλίσεων ανάμεσα σε τρεις εξελικτικά συγγενικές αλλά διαφορετικές γενεαλογικές γραμμές.
Η συγκριτική μελέτη του «αρχαίου DNA» από τη μοριακή ανθρωπολογία μάς επιβάλλει πλέον να αποδεχτούμε ότι τα γονίδια του σύγχρονου ανθρώπου δεν είναι «καθαρά» αλλά, αντίθετα, είναι ένα «μωσαϊκό» από εξελικτικά ετερογενή γονίδια! Ενα μωσαϊκό που προέκυψε από τη φυσική συνάντηση και τη γενετική επιμειξία των διαφορετικών ανθρώπινων υποειδών. Ισως τελικά το μυστικό της επιτυχίας του είδους μας να ήταν η ικανότητά μας να ενσωματώνουμε «τον άλλο», όσο διαφορετικός ή ξένος κι αν μας φαίνεται.
Διακλαδώσεις ανθρώπινης γενεαλογίας
Ο Νεάντερταλ που κρύβουμε μέσα μας
Οι παλαιοντολόγοι γνωρίζουν από καιρό ότι οι πρώτοι εκπρόσωποι του είδους μας (Homo sapiens) συνυπήρχαν επί σειρά ετών με τα «κακομούτσουνα» βιολογικά μας ξαδέλφια, τους Νεαντερτάλιους (Homo neanderthalensis). Αυτά τα δύο ανθρώπινα υποείδη ζούσαν μαζί στην Ευρώπη επί 10 χιλιάδες και πλέον χρόνια· έως δηλαδή τη χρονική «στιγμή», πριν από περίπου 35 χιλιάδες χρόνια, που, για εντελώς ακατανόητους λόγους, οι Νεαντερτάλιοι εξαφανίστηκαν μαζικά.
Νεαντερντάλιος με σύγχρονη ένδυση
Εκτός όμως από το δυσεπίλυτο αίνιγμα της μαζικής εξαφάνισης των Νεαντερτάλιων, υπάρχει και το εξίσου σοβαρό πρόβλημα των σχέσεων που θα έπρεπε να είχαν αναπτύξει αυτά τα δύο τόσο συγγενή βιολογικά είδη ανθρώπου ζώντας το ένα δίπλα στο άλλο. Αραγε ήταν εφικτή η αναπαραγωγική διασταύρωση ανάμεσα στα δύο είδη ανθρώπου;
Ολες οι μέχρι σήμερα μελέτες του «αρχαίου DNA» που οι ερευνητές απομόνωσαν από οστά ανθρώπων του Νεάντερταλ επιβεβαίωσαν την ανομολόγητη, μέχρι πρόσφατα, υποψία ότι ο ανατομικά σύγχρονος άνθρωπος (Homo sapiens), όταν μετανάστευσε από την Αφρική για την Ευρώπη και την Ανατολή, ήλθε σε στενή επαφή και διασταυρώθηκε γενετικά με τους Νεαντερτάλιους που ζούσαν ήδη εκεί.
Οι πρώτες ενδείξεις ήλθαν το 2006 από τις πρωτοποριακές έρευνες της ερευνητικής ομάδας του Σουηδού Σβάντε Πάαμπο (Svante Pääbo) πάνω στο απολιθωμένο «μιτοχονδριακό DNA» και το 2010 επεκτάθηκαν στο «πυρηνικό DNA», δηλαδή στα γονίδια του πυρήνα των νεαντερτάλιων κυττάρων. Αυτές και πολλές άλλες πιο πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι όλοι οι σύγχρονοι μη αφρικανικοί πληθυσμοί των σύγχρονων ανθρώπων φέρουν ανεξίτηλα στα γονίδιά τους τα ίχνη αυτής της προϊστορικής συνάντησης με τους ανθρώπους του Νεάντερταλ. Υπολόγισαν μάλιστα ότι το γονιδίωμα των σημερινών ανθρώπων περιέχει κατά μέσο όρο από 1 έως 4% γονίδια από Νεαντερτάλιους!
Αν και σχετικά περιορισμένη, η παρουσία «πρωτόγονων» γονιδίων διατηρήθηκε επί χιλιάδες χρόνια από τη φυσική επιλογή επειδή προφανώς επιφέρει κάποια πλεονεκτήματα στους οργανισμούς που τα διαθέτουν. Πράγματι, όπως έδειξαν πιο πρόσφατες έρευνες του Τζόσουα Ακί (Joshua M. Akey) και του Μπέντζαμιν Βερνό (Benjamin Vernot) στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, αλλά και του Σρίραμ Σανκαραραμάν (Sriram Sankararaman) στο Χάρβαρντ και του Σβάντε Παάμπο (Svante Pääbo) στη Λιψία, η παρουσία αυτών των «βάρβαρων» γονιδίων επέφερε και προφανώς εξακολουθεί να επιφέρει σαφή ανοσολογικά και προστατευτικά πλεονεκτήματα στους σύγχρονους ανθρώπους.
Η ευεργετική αλληλεπίδραση και διασταύρωση του σύγχρονου ανατομικά ανθρώπου με τους Νεαντερτάλιους δεν συνέβη μόνο μία φορά αλλά κατ’ επανάληψη. Κυρίως όμως σε δύο αποφασιστικές φάσεις της εξέλιξής μας: οι πληθυσμοί αναμίχθηκαν όταν ο ανατομικά σύγχρονος άνθρωπος μετανάστευσε μαζικά στην Ευρώπη από την Αφρική, και σε μια δεύτερη φάση όταν μετανάστευσε στην Απω Ανατολή.
Τα επιστημονικά συμπεράσματα που μπορεί να εξαγάγει κανείς από τη μελέτη του αρχαίου DNA και των «απολιθωμένων» γονιδίων είναι πολλά και ιδιαιτέρως ανατρεπτικά. Ισως όμως το πιο αποφασιστικό και επίκαιρο μάθημα είναι πολιτικό: στις μέρες μας η ανάγκη για κοινωνική ανοχή και αλληλεγγύη απέναντι στους «ξένους» και τους «βαρβάρους» μετανάστες δεν είναι μόνο μια ανθρωπιστική-ηθική αναγκαιότητα αλλά και μια βαθύτερη βιολογική επιταγή.
Αν κάτι επιβεβαιώνεται, όχι μόνο από την πρόσφατη ιστορία αλλά και από τις πιο σοβαρές παλαιοανθρωπολογικές έρευνες είναι ότι μόνο η ποικιλομορφία και η ειρηνική συνύπαρξη -όχι μόνο η γλωσσική, η πολιτισμική, αλλά και η βιολογική!- μπορεί να δημιουργήσει κάποια, έστω και αμυδρή, ελπίδα για την επιβίωση του είδους μας σε αυτή την τόσο δύσκολη καμπή της εξέλιξής του.
Σκλάβοι που μεταφέρθηκαν στην αμερικανική ήπειρο
Μολονότι έχει ανασυγκροτηθεί η ιστορία των 12 εκατομμυρίων (!) Αφρικανών που ξεριζώθηκαν από τον τόπο τους για να μεταφερθούν ως σκλάβοι στην αμερικανική ήπειρο η φυλετική σύνθεση αυτού του πληθυσμού μάς ήταν μέχρι σήμερα άγνωστη
Μολονότι έχει ανασυγκροτηθεί η ιστορία των 12 εκατομμυρίων (!) Αφρικανών που ξεριζώθηκαν από τον τόπο τους για να μεταφερθούν ως σκλάβοι στην αμερικανική ήπειρο η φυλετική σύνθεση αυτού του πληθυσμού μάς ήταν μέχρι σήμερα άγνωστη
Το DNA μάς αποκαλύπτει την προέλευση των σκλάβων του 17ου αιώνα
Αναλύοντας δείγματα DNA που κατάφεραν να εξαγάγουν από τις «απολιθωμένες» ρίζες δοντιών τριών σκλάβων οι οποίοι έζησαν τον 17ο αιώνα οι ειδικοί διαπίστωσαν, για πρώτη φορά, ότι αυτοί οι σκλάβοι προέρχονταν από διαφορετικές περιοχές της κεντρικής και της δυτικής Αφρικής. Η ανακάλυψη αυτή έγινε εφικτή χάρη σε μια νέα τεχνική, η οποία μας επιτρέπει να αποκτάμε έγκυρες πληροφορίες από πολύ μικρά δείγματα «αρχαίου DNA» που κρύβονται μέσα σε υπολείμματα οργανισμών που έζησαν πριν από πολλούς αιώνες.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα ανακοίνωσε επίσημα πριν από δύο μήνες ότι κατάφερε να ταυτοποιήσει την εθνολογική ταυτότητα και την ακριβή γεωγραφική προέλευση τριών Αφρικανών που είχαν μεταφερθεί βίαια στην Αμερική πριν από τρεις αιώνες!
Τα απομεινάρια των τριών σκλάβων βρέθηκαν το 2010 στην πρωτεύουσα του Αγίου Μαρτίνου, νησιού της Καραϊβικής, και αναλύθηκαν εργαστηριακά από μια ομάδα ειδικών με επικεφαλής τον Χάνες Σρέντερ (Hannes Schroeder), καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης.
Μολονότι έχει ανασυγκροτηθεί, σε πολύ αδρές γραμμές, η ιστορία των 12 εκατομμυρίων (!) Αφρικανών που ξεριζώθηκαν από τον τόπο τους για να μεταφερθούν ως σκλάβοι στην αμερικανική ήπειρο μεταξύ 1500 και 1850, η φυλετική σύνθεση αυτού του πληθυσμού μάς ήταν μέχρι σήμερα άγνωστη.
Σε ό,τι αφορά τους τρεις συγκεκριμένους σκλάβους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι πρόκειται για δύο άντρες και μία γυναίκα ηλικίας μεταξύ 25 και 45 ετών, οι οποίοι θα πρέπει να μεταφέρθηκαν στο νησί του Αγίου Μαρτίνου από την Αφρική μεταξύ του 1680 και του 1690 για να εργαστούν καταναγκαστικά στα τοπικά ορυχεία άλατος και όταν πέθαναν θάφτηκαν, χωρίς φέρετρο, στην άμμο.
Η τεχνική της «ανάστασης» του απολιθωμένου DNA
Από την εργαστηριακή ανάλυση και τη συγκριτική μελέτη του απολιθωμένου DNA προέκυψε ότι ο ένας από τους δύο άντρες ανήκε σε μια φυλή της γλώσσας Μπαντού του Καμερούν, ενώ οι άλλοι δύο σκελετοί ανήκαν σε διαφορετικές φυλές -όχι Μπαντού- της Νιγηρίας και της Γκάνας. Πώς όμως κατάφεραν να αποκαταστήσουν το αρχαίο DNA ο Σρέντερ και η ομάδα του;
Οι ερευνητές έπρεπε να τελειοποιήσουν μια νέα τεχνική αποκατάστασης του απολιθωμένου γενετικού υλικού που είχε επινοήσει πριν από τέσσερα χρόνια ο Cerlos D. Bustamante στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ των ΗΠΑ. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, τα διαθέσιμα θραύσματα DNA εκτίθενται σε ένα ευρύτατο ρεπερτόριο από συμπληρωματικά μόρια ανθρώπινου RNA και έτσι απομονώνονται μόνο οι συμπληρωματικές στο RNA αλληλουχίες του αρχαίου DNA που είναι αρκετά λειτουργικές ώστε να επιτρέψουν τη σταδιακή ανασυγκρότηση των γονιδίων του πτώματος.
Τη νέα τεχνική και τα αποτελέσματα των ερευνών τους παρουσίασαν οι ερευνητές σε άρθρο τους στο επιστημονικό περιοδικό «Proceedings of the National Academy of Science». Ηταν η πρώτη φορά που έγινε εφικτή η χρήση του αρχαίου DNA, για να ταυτοποιηθεί η φυλετική και γεωγραφική προέλευση πτωμάτων από το μακρινό παρελθόν. Ενα επίτευγμα που ανοίγει πλέον τον δρόμο και για νέες γενεαλογικές και ιστορικές ανασυγκροτήσεις.
Σπύρος Μανουσέλης
''ΜΗΧΑΝΕΣ ΤΟΥ ΝΟΥ''
''ΜΗΧΑΝΕΣ ΤΟΥ ΝΟΥ''
Πηγές:
29.05.2015
http://www.efsyn.gr/arthro/mathimata-istorias-apo-apolithomeno-dna
06.06.2015
http://www.efsyn.gr/arthro/mathimata-istorias-ii-apo-apolithomeno-dna