Δευτέρα, 11 Ιουλίου 2011

Οι Νεάντερνταλ δείχνουν το πραγματικό μας πρόσωπο


Πριν από λίγα μόλις χρόνια η χαρτογράφηση του γενετικού υλικού ενός εξαφανισμένου ανθρώπινου είδους θα χαρακτηριζόταν ουτοπία. Όχι πλέον όμως, καθώς με τη χαρτογράφηση του γενετικού υλικού των Νεάντερνταλ οι επιστήμονες μπορούν για πρώτη φορά να μελετήσουν το DNA των στενότερων συγγενών μας, αποκαλύπτοντας τις αποκλίσεις μας από αυτούς.

Έτσι οι επιστήμονες προσδοκούν να μπορέσουν να απαντήσουν σ’ ένα από τα θεμελιώδη ερωτήματα: Τι είναι αυτό που κάνει τον άνθρωπο άνθρωπο; H διαδικασία χαρτογράφησης του Νεάντερνταλ που έγινε υπό την εποπτεία του Svante Pääbo του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ της Λειψίας διήρκεσε τέσσερα χρόνια.

Ξεπερνώντας διάφορα τεχνικά προβλήματα, ο Pääbo και η ερευνητική του ομάδα κατάφεραν τελικά να παρουσιάσουν αρκετά δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων DNA. Έλαβαν το,γενετικό υλικό από τρία οστά που βρέθηκαν κατά τη δεκαετία του 1980 στη σπηλιά Βιντίγια, κοντά στο Ζάγκρεμπ της Κροατίας. Αργότερα αποδείχθηκε πως τα οστά που επελέγησαν μεταξύ 21 οστών Νεάντερνταλ ανήκαν σε μια γυναίκα που είχε πεθάνει πριν από 38.000-45.000 χρόνια. Και παρά το γεγονός ότι τόσες χιλιετίες πέρασαν, μια ελάχιστη ποσότητα DNA επέζησε με τη μορφή θραυσμάτων.

Vindjia Cave in CroatiaΚαθένα από αυτά περιέχει λιγότερες από 200 βάσεις DNA. Με τις σύγχρονες μεθόδους χαρτογράφησης επιτεύχθηκε η χαρτογράφηση περίπου του 60% του γονιδιώματοςτου Νεάντερνταλ. Ένα προσχέδιο δηλαδή με μικρό περιθώριο λάθους. O Svante Pääbo ωστόσο εκτιμά πως η χαρτογράφηση του γονιδιώματος θα ολοκληρωθεί μέσα στα επόμενα 3-5 χρόνια.

Οι κοντινότεροι συγγενείς μας

  • O στενότερος συγγενής του σύγχρονου ανθρώπου είναι ο Νεάντερνταλ
  • Το είδος έκανε την εμφάνιση του πριν από 140.000 χρόνια.
  • Έζησε στην Ευρώπη, τη Μέση Ανατολή και τμήματα της Ασίας, έως την εξάλειψη του πριν από περίπου 25.000 χρόνια.
  • O Homo Heidelbergensis ήταν ο τελευταίος κοινός μας πρόγονος με τους Neanderthals. Εν ολίγοις, οι δρόμοι τους χώρισαν πριν από 300.000-400.000 χρόνια.
  • Όπως και ο σύγχρονος άνθρωπος, οι Νεάντερνταλ χρησιμοποιούσαν δέρματα για να ντύνονται, ενώ μελέτες DNA καταδεικνύουν και εξελιγμένες γλωσσικές δεξιότητες.
  • Ωστόσο, ήταν διαφορετικοί από εμάς. To σώμα τους ήταν μυώδες και βραχύ, ενώ χαρακτηριστικά στοιχεία στο πρόσωπο τους ήταν τα έντονα υπερόφρυα τόξα και το βραχύ πιγούνι.
  • O εγκέφαλος τους ήταν σαφώς μεγαλύτερος του δικού μας, αλλά διαφορετικού σχήματος.
  • Αξιοποιούσαν επίσης τη ρωμαλέα κατασκευή τους στο κυνήγι των μεγάλων θηραμάτων.

Όλοι έχουμε μέσα μας και λίγο από Neanderthal

Μοιραστήκαμε τις ίδιες σπηλιές

● Το νέο γονιδίωμα αποκαλύπτει πως ο σύγχρονος άνθρωπος ζευγάρωσε με τους Neanderthals.

● Αυτό συνέβη πριν από 50.000-60.000 χρόνια, πολύ νωρίτερα δηλαδή από την άφιξη του σύγχρονου ανθρώπου στα μέρη όπου κατοικούσαν οι Neanderthals στην Ευρώπη.

● Οι επιστήμονες επομένως ισχυρίζονται πως η συνάντηση έλαβε χώρα στη Μέση Ανατολή, περιοχή όπου/σύμφωνα με τα αρχαιολογικά ευρήματα τα δύο ανθρώπινα είδη χρησιμοποίησαν, σε διαδοχικές φάσεις πριν από 50.000-100.000 χρόνια τις ίδιες σπηλιές

H χαρτογράφηση πάντως έκρυβε μια μεγάλη έκπληξη. Και αυτό καθώς σε όλους τους εν ζωή – εκτός Αφρικής – ανθρώπους υπάρχει και λίγο από Νεάντερνταλ. Oi επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα πως ένα ποσοστό της τάξεως του 2-4% του γενετικού υλικού μας προέρχεται από τους Νεάντερνταλ.

«Είναι συναρπαστικό πως έχουμε ένα γονιδίωμα κάπως σα μωσαϊκό» τονίζει ο Svante Paabo.

Αν κινηθούμε από τη μιαν άκρη ενός νηματίου DNA έως την άλλη, θα δούμε πως το DNA συγγενεύει σε ορισμένα σημεία περισσότερο με αυτό ενός ζώντα Ευρωπαίου. Αντίθετα, σε άλλα σημεία έχει στενότερη συγγένεια με ένα σημερινό Αφρικανό. Ενδιάμεσα εμφανίζονται τμήματα του DNA που δεν σχετίζονται με το DNA κανενός σύγχρονου ανθρώπου, αλλά συγγενεύουν με το DNA των Νεάντερνταλ.

Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξαν οι επιστήμονες μετά τη σύγκριση του γονιδιώματος του Νεάντερνταλ με το γενετικό υλικό πέντε σημερινών ανθρώπων από τη Γαλλία, την Κίνα, τη Νέα Γουινέα τη Δυτική και την Ανατολική Αφρική.

Αποδείχθηκε πως Ευρωπαίοι και Ασιάτες είχαν τον ίδιο αριθμό κοινών χαρακτηριστικών με τον Neanderthal. Αντιθέτως, οι ομοιότητες μεταξύ των Ευρωπαίων και των Ασιατών δεν απαντούν στους Αφρικανούς. H δυνατή εξήγηση επί αυτού είναι μόνο μία. Προφανώς οι σημερινοί άνθρωποι – εκτός Αφρικής – αποτελούν τη συνέχεια μιας εγγύτατης συνάντησης των Neanderthals με τους σύγχρονους ανθρώπους. Ίσως αυτή να πραγματοποιήθηκε στη Μέση Ανατολή πριν από 50.000-60.000 χρόνια. Εν προκειμένω, οι προγονοί μας βρέθηκαν πρόσωπο με πρόσωπο με τους Νεάντερνταλ, οι οποίοι ήδη είχαν εξαπλωθεί στην Ευρώπη και τη Μικρά Ασία.

Οι απόγονοι, που αποτέλεσαν τους καρπούς αυτής της συνάντησης, μετανάστευσαν στην Ευρώπη, την Αμερική, την Ασία και την Πολυνησία, ενώ οι Αφρικανοί προγονοί μας παρέμειναν στην Αφρική, χωρίς ποτέ να έλθουν σε επαφή με τους Νεάντερνταλ.

H συγκεκριμένη ανακάλυψη ενισχύεται από μιαν άλλη έρευνα που διεξήχθη πρόσφατα υπό την καθοδήγηση του ανθρωπολόγου Jeffrey Long του Πανεπιστημίου του Νέου Μεξικού. Κατά τη διάρκεια ενός συνεδρίου, η ερευνητική του ομάδα δημοσιοποίησε μελέτη γενετικών προτύπων από το γενετικό υλικό 2.000 ανθρώπων. Όπως διαπιστώθηκε, τα πρότυπα μπορούν να ερμηνευτούν μόνο μέσω διασταύρωσης των Neanderthals με τους σύγχρονους ανθρώπους. Και αυτό χωρίς να γνωρίζουν τα πορίσματα του Svante Paabo.

Οι μεταλλάξεις αποκαλύπτουν τις διαφορές

Το γονιδίωμα αποκαλύπτει λίγες διαφορές

  • Όταν οι ειδικοί συνέκριναν το γονιδίωμα του Neanderthal με αυτό του ανθρώπου, διαπίστωσαν με έκπληξη ελάχιστες λειτουργικές διαφορές. Οι μεταλλάξεις του γενετικού υλικού περιορίζονται σε 83 σημεία, με αποτέλεσμα μια πρωτεΐνη να έχει άλλο αμινοξύ και μόλις πέντε γονίδια να έχουν υποστεί περισσότερες από μία λειτουργικές μεταλλάξεις. Καμιά από αυτές δεν στοιχειοθετεί την «αποφασιστική διαφορά»

  • Το γονιδίωμα είναι κάτι περισσότερο όμως από γονίδια που κωδικοποιούν πρωτείνες. Έρευνες των τελευταίων δεκαετιών αποκάλυψαν πως τα ρυθμιστικά τμήματα που αποφαίνονται, για παράδειγμα, για το πόσο και το πότε πρέπει να εκδηλωθεί ένα γονίδιο έχουν τουλάχιστον την ίδια σημασία. Αναζητώντας αυτές τις αλλοιώσεις, οι επιστήμονες σάρωσαν το ανθρώπινο γονιδίωμα για εκείνες τις περιοχές που εξαπλώθηκαν γρήγορα σε όλο τον πληθυσμό, καθώς αυτές θα περιέχουν αλλαγές που προσφέρουν επιλεκτικό πλεονέκτημα. Οι επιστήμονες εντόπισαν 212 από αυτές τις «περιοχές που, μεταξύ άλλων, θεωρούνται σημαντικές για τη νοητική εξέλιξη.

H δημοσιοποίηση αυτής της ανακάλυψης προκάλεσε παγκόσμια αίσθηση. Επί της ουσίας, πρόκειται για βόμβα στα θεμέλια των βεβαιωμένων μας γνώσεων που αφορούν στο ανθρώπινο είδος. Ενώ εδώ και καιρό επικρατούσε η άποψη πως όλοι οι άνθρωποι είναι ίδιοι, τα πορίσματα των ερευνών καταδεικνύουν πως ουσιαστικά υφίστανται γενετικές διαφορές μεταξύ των ανθρώπων, και στην Αφρική και εκτός αυτής. Δεν είναι όμως μόνο αυτό.

To γονιδίωμα του Νεάντερνταλ ανοίγει επίσης μια δίοδο προς την κατανόηση των στοιχείων που καθιστούν το σύγχρονο άνθρωπο μοναδικό. Οι Neanderthals είναι οι κοντινότεροι συγγενείς μας. Από το 1856, που οι Γερμανοί λατόμοι ανακάλυψαν στη σπηλιά το πρώτο σκελετό που αναγνωρίστηκε ως Νεάντερνταλ, οι επιστήμονες δεν έπαψαν να αναρωτιούνται γιατί αυτοί εξαφανίστηκαν.

Κανένα στοιχείο δεν τεκμηριώνει την άποψη ότι η αιτία θα πρέπει να αναζητηθεί σε μαζικούς φόνους ή πολέμους. Έτσι, η επικρατέστερη θεωρία είναι πως ο σύγχρονος άνθρωπος αποτελεί ένα δημιουργικό ποιοτικό άλμα: ανέπτυξε υψηλό τεχνολογικό πολιτισμό και μέσα σε λίγες χιλιετίες εκτόπισε όλα τα υπόλοιπα ανθρώπινα είδη. Εφόσον κάτι τέτοιο ισχύει, οι γενετικές διαφορές πίσω από αυτή τη δημιουργική έκρηξη μπορούν να εντοπιστούν κατά τη σύγκριση με το γενετικό υλικό των Νεάντερνταλ. O Svante Paabo και η ομάδα του συνέκριναν το γενετικό μας υλικό με αυτό των χιμπατζήδων, από τους οποίους διαχωριστήκαμε πριν από 5-7 εκατομμύρια χρόνια.

Με αυτή τη διαδικασία μπορούν να εντοπιστούν οι κοινές διαφορές σύγχρονων ανθρώπων και Νεάντερνταλ με τους χιμπατζήδες. Οι διαφορές που καταγράφονται και στους Neanderthals είναι ίδιες με αυτές που διαχωρίζουν το γένος μας από τους χιμπατζήδες.

Παράλληλα, οι διαφορές που παρατηρούνται αποκλειστικά στο σύγχρονο άνθρωπο θα αφορούν σε ιδιαίτερες μεταλλάξεις. Αυτές, εν δυνάμει, μπορούν να μας προσανατολίσουν ως προς τις διαφορές μας με τους Νεάντερνταλ, καθιστώντας μας μοναδικούς μεταξύ των ανθρώπινων ειδών. Οι επιστήμονες όμως βρήκαν ελάχιστα γονίδια, μόλις 78, με μεταλλάξεις που εμπλέκονται σε σημαντικές λειτουργίες, όπως στην επούλωση των πληγών, στους ιδρωτοποιούς αδένες και στον τρόπο με τον οποίο κινείται το μαστίγιο του σπερματοζωαρίου. Κανένα από αυτά όμως δεν στοιχειοθετεί την καθοριστική διαφορά.

O Svante Paabo και η ομάδα του ωστόσο έχουν κι άλλον άσο στο μανίκι τους. Σε συνεργασία" με κορυφαίους επιστήμονες στη βιο-πληροφορική, τον David Reich και τον Rasmus Nielsen, επινόησαν μια μέθοδο σάρωσης του γενετικού υλικού, εστιάζοντας στη θετική επιλογή, δηλαδή σε περιοχές που περιέχουν γενετικό υλικό που προσδίδει εξελικτικό πλεονέκτημα. Αυτός ο τύπος των περιοχών είναι εξαπλωμένος σε ολόκληρο τον πληθυσμό.

Οι επιστήμονες τις αναγνωρίζουν στο γενετικό υλικό ως αδιάσπαστες ενότητες, στις οποίες οι Νεάντερνταλ δεν έχουν συμμετοχή -κάτι σα μικρές νησίδες μοναδικά ανθρώπινου DNA στα χρωμοσώματα. Όσο μεγαλύτερη είναι η νησίδα, τόσο σημαντικότερο θεωρείται το περιεχόμενο τους. Οι επιστήμονες έχουν βρει συνολικά 212 νησίδες, με τη μεγαλύτερη να περιλαμβάνει 300.000 βάσεις DNA. Με την αναλυτική μελέτη αυτών των νησίδων εντόπισαν ορισμένα πολύ ενδιαφέροντα γονίδια. Υπολόγισαν, μεταξύ άλλων, τις περιοχές που συνδέονται με τη σχιζοφρένεια και τον αυτισμό. Αυτό, εν ολίγοις, σημαίνει πως αλλοιώσεις γονιδίων συνδέονται με τις νοητικές ιδιότητες του ανθρώπου.

Οι δυνατότητες των επιστημόνων, μέχρι πριν από λίγο καιρό, περιορίζονταν στη σύγκριση μας με τους χιμπατζήδες. Πλέον, οι ερευνητές έχουν χαρτογραφήσει στο γονιδίωμα του Νεάντερνταλ σημεία στα οποία μπορούν να εστιάσουν, αναζητώντας το γενετικό υλικό που κάνει το σύγχρονο άνθρωπο μοναδικό.

Το είδος Homo

Πριν περίπου 3.000.000 χρόνια εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην Αφρική το ανθρώπινο είδος Homo. Η πρώτη μορφή πρέπει να ήταν ήταν ο Homo Australopithecus, σύμφωνα με ανθρωπολογικά λείψανα από τη νότια και ανατολική Αφρική.

Αργότερα, 2.000.000 – 100.000 χρόνια πριν από σήμερα (Κατώτερη Παλαιολιθική Εποχή) φαίνεται να έζησαν κατά σειράν ο Homo habilis, ο Homo erectus και o Homo sapiens praesapiens.

Υλικό από τον Homo habilis βρέθηκε στο φαράγγι Olduvai της Αφρικής και είναι ηλικίας 2.000.000 ετών, ενώ ίχνη του Homo erectus εντοπίστηκαν στην Αφρική και στην Ευρώπη (ονομάστηκε Homo heidelbergensis και είναι ηλικίας περίπου 600.000), στην Ασία (Chou-Kou-Tien) και στην Αυστραλία (Java). Πριν από 400.000 χρόνια και μετά (στις τελευταίες φάσεις της Κατώτερης Παλαιολιθικής Εποχής) έζησε στην Ευρώπη o Homo sapiens praesapiens, όπως δείχνει υλικό από την περιοχή Swanscombe της Βρετανίας, το Steinheim της Γερμανίας, τα Πετράλωνα και το Απήδημα της Ελλάδος.

Πριν από 100.000-35.000 έτη (Μέση Παλαιολιθική Εποχή) επικράτησε στην Αφρική, στην Ευρώπη και στην Εγγύς Ανατολή η εξελιγμένη μορφή του Homo sapiens praesapiens, o Homo sapiens neanderthalensis. Ο κλασικός Νεάντερταλ έζησε ανάμεσα στο 80.000-30.000 πριν από σήμερα και φαίνεται ότι συνυπήρξε στην Αφρική με την πρώιμη μορφή του Homo sapiens (μέχρι 130.000 πριν από σήμερα) και στην Ασία με τον Homo erectus (μέχρι 50.000 χρόνια πριν από σήμερα).

Τέλος, πριν 35.000-10.000 χρόνια (Ανώτερη Παλαιολιθική Εποχή) εμφανίστηκε ο σύγχρονος άνθρωπος, ο Homo sapiens sapiens, του οποίου διακρίθηκαν δύο τύποι: ο τύπος Cro-Magnon (Δυτική Ευρώπη) με πλατύ πρόσωπο και χαμηλό κρανίο και ο τύπος Bruenn (Κεντρική Ευρώπη) με στενό και μακρύ κρανίο. Ίχνη του Homo sapiens sapiens εντοπίστηκαν στην Αφρική, στην Ευρώπη και στην Ασία, που γνώρισαν και τους παλαιότερους ανθρωπολογικούς τύπους, ενώ στην Αμερική και στην Ωκεανία, που κατοικήθηκαν με βεβαιότητα για πρώτη φορά μόλις από το 35.000 πριν από σήμερα.
Ενώ παλαιότερα οι ερευνητές πίστευαν ότι ο σύγχρονος άνθρωπος (Homo sapiens sapiens) αποτελεί άμεσο απόγονο του Homo sapiens neanderthalensis, συγκριτικές μελέτες Γερμανών και Αμερικανών επιστημόνων, που εξέτασαν τα DNA των οστών τόσο του Homo neanderthalensis όσο και σύγχρονων ανθρώπων, αλλά και προχώρησαν στην κλωνοποίηση του DNA των οστών του Homo neanderthalensis, απέκλεισαν ρητώς τη γενετική συγγένεια των δύο ειδών.

Έτσι, τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι ένα ανθρώπινο κύμα Homo sapiens μετανάστευσε πριν από 100.000 χρόνια από την Αφρική και συνυπήρξε για κάποιο διάστημα με τους neanderthalensis, οι οποίοι σταδιακά εξαφανίστηκαν. Ο πιο πιθανός λόγος για αυτό είναι γιατί έχασε τη μάχη του ανταγωνισμού για τα τρόφιμα και τη στέγη από τον σύγχρονο άνθρωπο. Ας μην ξεχνάμε ότι οι Nεάντερταλ μπορούσαν να επιβιώσουν μόνον σε ψυχρά κλίματα. Αντίθετα οι πρώτοι Homo sapiens sapiens, ο άνθρωπος Cro-Magnon, μπορούσε να ζήσει μόνο σε θερμότερες κλιματολογικές συνθήκες. Σύμφωνα λοιπόν με τις κλιματολογικές αλλαγές που συντελέστηκαν κατά το τέλος του Πλειστόκαινου και τα ανθρωπολογικά τεκμήρια, όλοι οι σύγχρονοι άνθρωποι προήλθαν από μια σχετικά πρόσφατη ομάδα ανθρώπων.

Πηγή:http://www.physics4u.gr/blog/

Δεν υπάρχουν σχόλια: