Arkeologlar, mağara tortulardan nükleer DNA'nın zenginleştirilmesi ve analizi için yeni yöntemler geliştirdi ve bu yöntemleri Batı Avrupa ve Güney Sibirya'daki mağara yataklarından elde edilmiş yaklaşık 200.000 ila 50.000 yıl öncesine tarihlenen arkeolojik bulgulara uyguladı. Mağara tortularından elde edilen Nükleer DNA verileri, İnsansı Türlerin yüzbin yıllık göç hareketlerine ışık tutuyor.

15 Nisan 2021'de Science dergisinde yayınlanan "Mağara Çökeltilerinden Nükleer ve Mitokondriyal DNA Kullanarak Neandertal Popülasyon Tarihini Ortaya Çıkarmak" (Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments) başlıklı makaleye göre mağara tortularından yeni yöntemlerle elde edilen nükleer DNA'lardan elde edilen bilgiler, insansı türlerin tarihini daha kolay incelemeye zemin hazırlıyor ve Denisovanlar ile Neandertallerin göç hareketlerine ışık tutuyor.

Araştırmacılar "Kemikler ve dişler gibi Pleistosen dönemi kalıntıları insansı türlere ait DNA'ların önemli kaynaklarıdır, ancak arkeolojik alanlarda nadiren elde edilir. Mağara çökeltilerinden elde edilen Mitokondriyal DNA'lar, popülasyon ilişkilerini incelemek için sınırlı bir değer sağlar. Bu nedenle, nükleer DNA'nın zenginleştirilmesi ve analizi için yöntemler geliştirdik. Çökeltiler elde ettik ve yaklaşık 200.000 ila 50.000 yıl öncesine tarihlenen Batı Avrupa ve güney Sibirya'daki mağara yataklarına uyguladık. Yaklaşık 100.000 yıl önce kuzey İspanya'da mitokondriyal DNA devri ile birlikte bir nüfus değişimi tespit ettik. Ayrıca Geç Pleistosen'in başlarında Neandertal tarihindeki iki radyasyon olayı tespit ettik. Çalışmamız, tortulardan ve nükleer DNA'dan elde edilen bilgilerle insansı türlerin nüfus tarihini incelemeye zemin hazırlıyor" açıklamasında bulundular.

Denisovalılar ve Neandertallerle ilişkiler de dahil olmak üzere insansı türlerin evrimsel geçmişini aydınlatmaya çalışan bilimadamlarına yardımcı olan DNA'ları elde etmenin en kolay yolu olan kemik ve diş gibi iskelet kalıntıları, arkeolojik alanlarda son derece nadir bulunuyor ve bir çoğu da genetik analiz için yeterli sağlamlık içermiyor. Dolayısı ile bulgulardan üretilen tezler arasında derin boşluklar oluşuyor.

Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü araştırmacıları Bu boşlukları doldurmak için, kemik ve dişlere nanaran arkeolojik alanlarda daha bol miktarda bulunan çökeltilerden yararlanarak insan nükleer DNA’sından elde edilen bilgileri analiz etmeyi kolaylaştıran yeni yöntemler geliştirdiklerini açıkladılar.

Tortulardan elde edilen bilgilerle gerçekeşen nükleer DNA analizleri, insan ve insansı türlerin geçmişini araştırmak için yeni fırsatlar sunuyor.

Bilim insanlarının çökeltilerden eski insan DNA’sını çıkarırken, ayılar ve sırtlanlar gibi diğer memelilere ait DNA’ları ayrıştırması gerektiğine dikkat çeken Makalenin Başyazarı Benjamin Vernot, “Örneğin, insan genomunda bir ayının DNA’sına çok benzeyen pek çok yer vardır. Araştırmacılarımız genomda yalnızca insan DNA’sını izole ettiklerinden emin olabilecekleri bölgeleri özellikle hedeflediler ve insan dışı DNA’ları elemek için farklı yöntemler tasarladılar. Yanlışlıkla insan yerine bilinmeyen bazı sırtlan türlerine bakmadığımızdan emin olmak istedik.” diyor.

Bilim adamları, üç mağaradan 150’den fazla tortu örneğini incelemek için tekniklerini uyguladılar. Bunlardan ikisinde (Güney Sibirya’nın Altay Dağları’ndaki Chagyrskaya ve Denisova Mağaraları) önceki çalışmalar kemiklerdeki DNA’yı analiz etmişti. Böylece yazarlar, çökeltilerden gelen DNA ile kemiklerdeki DNA’yı karşılaştırmayı başardılar.

Makaleye imza atan isimlerden Matthias Meyer, “Geliştirdiğimiz teknikler çok yeni. Ekibimiz, çökeltilerden elde edilen DNA’nın, bu bölgelerdeki kemiklerden alınan genomlarla yakından ilişkili olduğunu keşfetti. Bu bizim yeni yöntemlerimizin sağlamlığı konusunda bize güven verdi."

Juan Luís Arsuaga liderliğindeki üçüncü alan olan Galería de las Estatuas, İspanya’nın kuzeyindeki Galería de las Estatuas’daki kazılarda, 70.000 ila 115.000 yıl önceki bir dönemi kapsayan taş aletler ortaya çıkardı. Ancak yalnızca tek bir Neandertal ayak kemiği bulundu ve o da DNA elde edilemeyecek kadar hasarlıydı.

Asier Gómez-Olivencia, “Daha önceki yöntemlerle Estatuas’ta yaşayan Neandertallerin genetiğini incelemenin hiçbir yolu yoktu. Ama yeni tekniklerle çökeltilerden çıkarılan nükleer DNA, mağarada bir değil iki Neandertal popülasyonunun yaşadığını ve orijinal grubun yerini yaklaşık 100.000 yıl önce daha sonraki bir grubun aldığını ortaya çıkardı" dedi.

Bilim adamları tortu DNA'sını diğer iskelet örnekleriyle karşılaştırdıklarında çarpıcı bir eğilim fark ettiler. Neandertallerin iki ayrı "radyasyonu" olduğu görünüyordu. Eski Estatuas nüfusu bir radyasyondan ve daha genç oaln diğer grup ikinci bir radyasyon ışımasını sağlıyordu.

Juan Luis Arsuaga "Estatuas'taki nüfus değişimiyle birlikte bu radyasyonların iklim değişikliklerine mi yoksa Neandertal morfolojisindeki değişikliklere mi bağlı olabileceğini merak ettik. Ancak bunu cevaplayamadık. Sağlıklı bir çıkarımda bulunabilmekiçin daha fazla veriye ihtiyacımız olacak," dedi

Rusya Bilimler Akademisi Arkeoloji ve Etnografya Enstitüsü’nden Kseniya Kolobova, “Stratigrafinin her yerinden tortu örnekleri aldık ve bunların hepsi kemiğin DNA’sına çok benziyordu, tortu DNA’sı birden fazla kişiden gelse de.” diyor.

Araştırmacılar; “Tortu Nükleer DNA'ları Analizinin Şafağı, insansıların evrimsel tarihini ortaya çıkarmak için kullanılabilecek seçenekler yelpazesini büyük ölçüde genişletiyor. Antik DNA keşfini, insan kalıntılarından çıkarma kısıtlamalarından kurtarıyor ve potansiyel olarak araştırma için uygun alanların sayısını genişletiyor. Artık önceden tahmin edilenden çok daha fazla insan popülasyonundan ve çok daha fazla yerden DNA elde edip, inceleyebiliriz.” diyor.