العلوم

تقدم جزيئات الحمض النووي في الأوساخ القديمة كنزًا دفينًا من القرائن إلى ماضينا


كتبه مايك دبليو مورلي ودييندو ماسيلاني وماثياس ماير وريتشارد بيرت روبرتس

تتكون الرواسب الأثرية عادةً من مزيج من المصنوعات اليدوية وبقايا النباتات والحيوانات – بما في ذلك الحفريات البشرية العرضية – وكلها محفوظة في مصفوفة من الأوساخ. لكن في هذه الأيام ، نحفر كثيرًا إلى جانب الحفريات والمصنوعات اليدوية.

الآن يمكننا أن نجد أدلة على الماضي العميق في التراب الذي نحفره. إلى جانب بقايا النباتات والحيوانات ، قد تحتوي الرواسب الموجودة في الرواسب الأثرية أيضًا على جزيئات DNA قديمة يمكن استخلاصها واستخدامها لتحديد الأنواع التي عاشت هناك ذات يوم.

كان هذا هو الحال في كهف دينيسوفا في جنوب سيبيريا ، حيث كشف – الحمض النووي للرواسب – عن المجيئ والذهاب التطوري لمجموعتين منقرضتين الآن من البشر الذين عاشوا هناك ذات مرة: إنسان نياندرتال ومجموعة غامضة تُدعى دينيسوفان.

تقدم التطورات الحديثة في هذا المجال الجديد من الأبحاث الجينية فرصًا مثيرة لدراسة الانتشار الجغرافي والتوقيت وسلوك السكان البشريين السابقين. إن إمكانية الحصول على أدلة من الحمض النووي للرواسب مهمة أيضًا لأن البقايا البشرية (العظام والأسنان) نادرًا ما يتم حفظها في المواقع الأثرية.

بحثنا الجديد، نشرت في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، يكشف بالضبط من أين يأتي الحمض النووي في الرواسب الأثرية – على نطاق مجهري.

جنبًا إلى جنب مع زملائنا من جميع أنحاء العالم ، استخرجنا الحمض النووي القديم من كتل سليمة من الرواسب المبللة بالراتنج التي تم جمعها في 13 موقعًا أثريًا في أوروبا وآسيا وأفريقيا وأمريكا الشمالية. من هذه الكتل ، حددنا مجموعة متنوعة من الثدييات ، بما في ذلك إنسان نياندرتال في عينة من كهف دينيسوفا.

استعدنا الحمض النووي القديم من 23 من 47 كتلة تم تحليلها ، بما في ذلك عينات من روسيا وألمانيا وفرنسا وتركيا ، ولكن ليس من عينات تم جمعها في مواقع في إسرائيل أو المغرب أو جنوب إفريقيا أو الولايات المتحدة.

تتوافق هذه النتائج مع التقارير السابقة حول حدود الحفاظ على الحمض النووي القديم في العظام والأسنان. يعتمد بقاء الحمض النووي على التفاعل المعقد للظروف البيئية ، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة وتكوين التربة. عادة ما يتم حفظه بشكل أفضل في البيئات الباردة والجافة مقارنة بالصحاري أو المناطق الاستوائية.

على الرغم من أن الحمض النووي يمكن أن يعيش في الرواسب لعشرات الآلاف من السنين في ظل ظروف مواتية ، إلا أن الأسئلة العالقة لا تزال قائمة حول مكان نشأة جزيئات الحمض النووي هذه ، وما إذا كان يمكن نقلها عن طريق الماء بين الطبقات الأثرية.

في البحث الأثري ، من الأهمية بمكان معرفة الموقع الدقيق لمكان العثور على قطعة من الأدلة. تم وضع طبقات الرواسب على مدى آلاف السنين ، لذلك إذا وجدت جزيئات الحمض النووي طريقها إلى طبقات أقدم أو أصغر ، فمن المحتمل أن تكون تقديراتنا لأعمارها قد انتهت بآلاف السنين.

للتحقق مما إذا كان يمكن بالفعل نقل جزيئات الحمض النووي عن طريق الماء من طبقة أثرية إلى أخرى ، نظرنا في عينات الرواسب من الكهوف التي شغلها البشر والحيوانات الأخرى في الماضي.

قمنا بتقطيع كتل مبللة بالراتنج من رواسب الكهوف إلى شرائح رقيقة للتصوير المجهري والتحليل الجيني. من هذه ، نجحنا في استخراج الحمض النووي من القطع المحفورة منذ 40 عامًا.

تم جمع الكتل في الأصل ووضعها في الراتنج المقوى للمساعدة في فهم كيفية تشكل المواقع الأثرية. لكن قدرتنا الجديدة نسبيًا على استرداد الحمض النووي القديم من هذه العينات تفتح إمكانيات جديدة لاستكشاف الماضي.

استخدمنا مثقابًا للأسنان لعمل ثقوب صغيرة في شرائح الرواسب وتم تشجيعنا على العثور على المسحوق الناتج المحتوي على حمض نووي قديم. لذلك نظرنا بالتفصيل في سمات مجهرية معينة محفوظة سليمة في الكتل التي قطعنا منها الشرائح ، واستهدفناها للتحليل الجيني.

في عيناتنا ، تم تركيز الحمض النووي القديم في “نقاط ساخنة” بحجم ملليمتر. ارتبطت هذه عادةً بشظايا صغيرة من العظام – في الواقع ، أحافير دقيقة أو براز متحجر. من خلال فهم أفضل للمكان الذي يتم فيه حفظ الحمض النووي في الرواسب ، نعرف الآن الميزات المجهرية التي يجب استهدافها في الدراسات المستقبلية.

تكون كتل الرواسب المصلبة بالراتنج مستقرة جدًا بمرور الوقت ومن غير المحتمل أن تتلوث بمصادر أخرى للحمض النووي ، مثل الحمض النووي الحديث من البشر في الوقت الحاضر.

يمكن العثور على كتل من الرواسب المبللة بالراتنج في مستودعات الآثار حول العالم ، مما يوفر مخزونًا غير مستغل إلى حد كبير من القرائن حول المجموعات البشرية القديمة والحيوانات والنباتات التي عاشت بجانبها.

في عالم الوباء ، حيث قد يكون الوصول إلى المواقع الأثرية محدودًا ، قد تكون كتل الرواسب هذه أيضًا بداية حقبة جديدة من “التنقيب العلمي” ، الذي يتم إجراؤه في المختبر ، وليس في الميدان.

يمكن أن تقلل التحليلات التفصيلية لكتل ​​الرواسب المؤرشفة من الحاجة إلى السفر إلى المواقع البعيدة. إنها ممارسة مكلفة مالياً وبيئياً بالفعل ، وقد أصبحت أكثر صعوبة أثناء الوباء الحالي.

سيساعدنا تحديد أصل الحمض النووي في الأوساخ الأثرية على تحسين هذا الفهم ، خاصة في المواقع التي تفتقر إلى العظام والأسنان القديمة.

– مايك دبليو مورلي من جامعة فليندرز ودييندو ماسيلاني وماتياس ماير من معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية وريتشارد بيرت روبرتس من جامعة ولونجونج.



مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى