Dědictví pravěkého sexu (1): Kolik nám toho předali neandertálci ze své DNA?

21.10.2019 - Jaroslav Petr

Dědičné vlohy, které dávní předkové lidí získali křížením s jinými druhy člověka, mají významný vliv na vzhled, tělesné funkce, práci mozku, ale i zdraví a nemoci. Jakým způsobem tyto genetické výměny poznamenaly dnešní civilizace?

<p>Zrzavé vlasy a velké nadočnicové oblouky. Jeden z těch méně rizikových rysů, které jsme od neandertálců přejali.</p>

Zrzavé vlasy a velké nadočnicové oblouky. Jeden z těch méně rizikových rysů, které jsme od neandertálců přejali.


Reklama

Hon na pravěkou DNA nezpopularizovali vědci, nýbrž americký spisovatel Michael Crichton, když v roce 1990 vydal román Jurský park. Ještě než se kniha dostala ke čtenářům, koupil práva na zfilmování příběhu o oživlých dinosaurech Steven Spielberg a natočil kultovní kasovní trhák.

Hlavní zápletku, tedy izolaci dinosauří DNA ze zbytků krve v útrobách komára dochovaného v jantaru, si Crichton tak úplně nevymyslel. Inspiroval se pokusy badatelů, kteří se už v 80. letech snažili získat dědičnou informaci vyhynulých organismů, přičemž mnozí upřeli pozornost právě k DNA pravěkých tvorů.

Jako z Jurského parku

Poprvé získali zlomky „dávné“ DNA američtí genetici pod vedením Allana Wilsona, kteří ji izolovali ze 150 let staré kůže muzejního exponátu vyhubené zebry kvagy. Následovaly pokusy s izolací DNA z ostatků organismů dochovaných v jantaru. Vědci předpokládali, že zkamenělá pravěká pryskyřice dědičnou informaci chrání před rozkladem a že její studium nabídne dosud netušené pohledy na evoluci pozemského života. První vlaštovky na sebe nenechaly dlouho čekat: Hned několik laboratoří hlásilo, že z fosilií v jantaru získaly fragmenty DNA pravěkého hmyzu. A když se podařilo izolovat její zlomky z dinosauřích kostí, zdálo se, že Crichtonův Jurský park ožívá.

Jenže jásot byl předčasný. Tehdejší metody molekulární genetiky nedokázaly odlišit DNA dávného vzorku od náhodného znečištění a jako „pravěkou“ detekovaly dědičnou informaci ze současnosti: Někdy pocházela od mikrobů, jindy od lidí, kteří přišli s materiálem do styku. Další experimenty odhalily, že se DNA ve fosiliích rychle rozkládá a ani za optimálních podmínek nevydrží déle než milion let. Dědičná informace ze zkamenělin dinosaurů, kteří žili před více než 65 miliony roky, je tedy pro vědu nenávratně ztracená.

Od snu k DNA mumií

Rozčarování z předčasného nadšení nad dávnou DNA netrvalo dlouho. Vědci se soustředili na pátrání po dědičné informaci pravěkých lidí, protože ta má reálnou šanci na přežití. K průkopníkům na daném poli, označovaném někdy jako paleogenetika, patří švédský genetik Svante Pääbo působící v lipském Max-Planck-Institutu. Syn estonské emigrantky a švédského laureáta Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu se odmalička zajímal o historii a toužil po dráze egyptologa. Nakonec však následoval svého otce, vystudoval medicínu a věnoval se molekulární biologii.

Dětský sen o výzkumu egyptských mumií však Pääba neopustil a mladý genetik vynaložil na jeho splnění obrovské úsilí. V rámci doktorátu sice studoval genetiku virů, ale po nocích pracoval na analýze DNA z balzamovaných ostatků starých víc než dvě tisíciletí. Vzorky tkáně z mumifikovaného dítěte mu opatřil jistý penzionovaný egyptolog ze sbírek muzea nacházejícího se za tehdejší železnou oponou ve východním Berlíně.

Mamutí genom

Výsledky Pääbových „nočních směn“ zveřejnil prestižní týdeník Nature a mladý vědec se stal přes noc světovou celebritou. Nic se na tom nezměnilo, ani když později sám závěry své studie zpochybnil a připustil, že izolovaná dědičná informace nemusí patřit staroegyptskému dítěti: Je docela pravděpodobné, že náleží někomu, kdo s mumií manipuloval relativně nedávno. Možná je to Pääbova vlastní DNA z buňky kůže, jež se nalepila na vzorek zkoumané tkáně.

Aby se Svante vyhnul dalším podobným omylům, rozhodl se přesedlat na výzkum dědičné informace pravěkých zvířat. Izoloval její úlomky z fosilie obřího lenochoda žijícího v Americe před 12 tisíci lety, zkoumal DNA z ostatků mamutů dochovaných ve věčně zmrzlé půdě i vyhubených tvorů, například novozélandských ptáků moa či vakovlků tasmánských. Snu o výzkumu staré lidské dědičné informace se však odmítal vzdát.

Špatné odhady genetiků

Šestadvacátého června 2000 bylo oznámeno hrubé přečtení lidského genomu. „Den G“, jak se tomuto milníku v historii genetiky někdy přezdívá, měl poněkud trpkou příchuť. Vědci si od přečtení našeho genomu slibovali, že z něj pochopí, čím se Homo sapiens vydělil z živočišné říše, čemu vděčí za svou výjimečnou inteligenci, kulturu a civilizaci. Ukázalo se však, že ani molekulární genetici neměli o genomu člověka reálnou představu

Při uzavírání sázek na celkový počet genů, jež obsahuje, běžně tipovali zhruba 80 tisíc a výjimkou nebylo ani 120 tisíc genů. Z prvního kompletně přečteného genomu jich ovšem na badatele „vykouklo“ necelých 23 tisíc. Nápadně přitom připomínaly geny myší a od těch šimpanzích se lišily ještě méně. Co tedy dělá člověka člověkem? Zcela jistě to má vepsáno v dědičné informaci. Jenže kde?

Odpověď se rozhodla hledat i americká firma 454 Life Sciences, neboť v té době disponovala nejpokročilejší technologií na „čtení“ DNA. Její experti byli přesvědčeni, že mají v rukou natolik výkonné a spolehlivé „čtečky“ dědičné informace – DNA sekvenátory, aby jejich pomocí dokázali rozlousknout i podstatně tvrdší oříšek, než jaký představuje čtení dokonale zachovaných molekul dědičné informace izolovaných z buněk člověka.

Skládka starých genů

„Pokud bychom našli schopného genetika, vybavili bychom mu laboratoře tak, aby se mohl pokusit o přečtení kompletní DNA neandertálců,“ spřádali plány šéfové 454 Life Sciences. V roce 2006 přešla firma od slov k činům a iniciovala projekt The Neanderthal Genome Project. A do čela postavila nejpovolanějšího z povolaných – Svanteho Pääba. Ten viděl v genetických odlišnostech druhu Homo sapiens a neandertálců klíč k pochopení výjimečného postavení lidstva v živočišné říši.

Obtížnost úkolu se ukázala v plné síle, když se Pääbo a jeho tým pokusili izolovat DNA z kousku pažní kosti prvního vědecky popsaného neandertálce, nalezeného v létě roku 1856 v německém Neanderově údolí. Z dvojité šroubovice DNA zůstal v kostech jen genetický šrot – zlomky, z nichž se kompletní genom poskládat nedal.

Mezidruhová bokovka

Naštěstí dostal Pääbo druhou šanci v podobě kousků kostí neandertálců objevených v chorvatské jeskyni Vindija, z nichž se přece jen podařilo izolovat DNA v lepším stavu. Ani pak ovšem problémy nekončily, protože zhruba 80 % této dědičné informace nepatřilo neandertálcům, nýbrž bakteriím namnoženým v rozkládající se neandertálské mrtvole. Vědci museli záplavu dat ze sekvenátorů od bakteriálního balastu očistit. Když jim zbývala jen DNA pocházející od člověka, vyvstala před nimi další komplikace: Některé úseky se až příliš podobaly částem dědičné informace současných lidí.

Dokončení: Dědictví pravěkého sexu (2): Kolik nám toho předali neandertálci ze své DNA? (vychází ve čtvrtek 24. října) 

Že by se do vzorků přimíchala dědičná informace z buněk archeologů či genetiků? Při srovnávání s DNA dnešního člověka si však vědci všimli jisté zvláštnosti – genetická informace získaná z neandertálských kostí se částečně shodovala se současnými Evropany a Asijci, nicméně tyto shodné úseky zcela chyběly v DNA dnešních obyvatel subsaharské Afriky. Pääbo a jeho spolupracovníci provedli bezpočet ověřovacích experimentů a nakonec měli pro záhadu šokující vysvětlení: Usvědčili pravěké lidi Homo sapiens z křížení s neandertálci!

Dlouhá cesta neandertálců

Kolébkou lidstva se stala Afrika. Na černém kontinentu se z pravěkých australopitéků vyvinuli první zástupci rodu Homo. Africká pevnina jim však záhy byla malá, takže podnikali dlouhé migrace do Evropy a Asie, a to hned několikrát. V nové domovině prodělávali samostatnou evoluci, jež pokračovala i v Africe. Homo erectus pocházející z černého kontinentu se v Evropě a v Asii vyvinul v člověka Homo antecessor, Homo heidelbergensis a následně v neandertálce čili Homo neanderthalensis. 

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

To, že člověk využívá pouze 10 % kapacity svého mozku, je dávno vyvráceným mýtem. Smysly jsou však stále trochu záhadou…

Zajímavosti
Revue

Sametová revoluce

Historie

Přistávací modul mise Apollo 12

Vesmír

V okolí Arnhemu odpočívali vojáci II. tankového sboru SS, kteří postupně britské výsadkáře odrazili

 

Válka

Ptačí mumie byly nabízeny jako obětiny pro boha Thovta.

Věda

Nové časopisy Extra Publishing

RSSInzerceO serveru (Redakce)Partnerské weby
© Extra Publishing, s. r. o. 2007–2011. ISSN 1804-9907