Příběhy z hlubin času: Jak sedimentární DNA mění archeologii a paleontologii
Analýza DNA ukryté v jeskynních sedimentech otevírá nový pohled na to, kdo obýval Evropu v době ledové, jak se měnily dávné ekosystémy a jakou roli v nich sehrál člověk.
V posledních dvou desetiletích jsme svědky revoluce v archeologii a paleontologii, kdy do klasického zkoumání vykopaných artefaktů a fosilií pronikají paleogenetické metody analýzy DNA. Díky rychlému pokroku se tyto metody stávají stále užitečnějšími a prozrazují nám spoustu zajímavých a cenných informací o minulosti.
Dozvěděli jsme se díky nim, že se moderní lidé křížili s neandertálci, což bylo dříve považováno za nemožné. Máme také představu o tom, jak probíhaly migrační vlny, které utvářely obyvatele dnešní Evropy a dalších kontinentů. Přečetli jsme také genomy mnoha dávných zvířat, rostlin i patogenů. Veškeré tyto výzkumy ale mají jedno společné – vycházejí přímo z fosilií, z nichž byla získána DNA.
Genetický archiv
Zásadní zlom nastal ve chvíli, kdy se vědci přestali spoléhat výhradně na fosilie v podobě kostí. Ukázalo se, že genetický materiál lze izolovat i přímo z prostředí – například z jeskynních usazenin. Výzkumný obor zvaný paleogenetika vědcům otevřel zcela nové možnosti. Jeskyně dokážou uchovávat DNA po desítky tisíc let a zachycují dlouhodobé vztahy mezi lidmi, zvířaty a okolní přírodou.
Právě na tento přístup sází výzkumné centrum Geogenomic Archaeology Campus Tübingen (GACT) v Německu. Analýza DNA ze sedimentů umožňuje vědcům zkoumat, kdo obýval Evropu v době ledové, jak se měnily ekosystémy a zda se například moderní lidé a neandertálci vyskytovali ve stejných jeskyních současně.
Zdrojem DNA mohou být dokonce i pravěké exkrementy – tým GACT například studuje genetický materiál z trusu jeskynní hyeny starý asi 40 000 let. Nejstarší dosud objevená sedimentární DNA pochází z Grónska a je stará zhruba dva miliony let, což ukazuje, jak hluboko do minulosti lze tímto způsobem nahlédnout.
Od kuriozity k vědecké analýze
Paleogenetika urazila od roku 1984, kdy byl poprvé přečten genom vyhynulé zebry kvaggy, dlouhou cestu. Moderní sekvenační přístroje, laboratorní robotika a bioinformatika dnes umožňují analyzovat obrovská množství genetických dat. Zatímco první lidský genom se luštil déle než deset let, dnešní laboratoře zvládnou během jediného dne přečíst stovky kompletních genomů.
Význam oboru podtrhlo i udělení Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu v roce 2022 Svantemu Pääbovi, jednomu z průkopníků výzkumu starověké DNA. Od té doby se genetická minulost pravidelně dostává na titulní stránky – ať už v souvislosti s pokusy „oživit“ mamuty, nebo s mapováním statisíců let lidské přítomnosti v různých částech světa.
Hledání jehly v kupce sena
GACT není jen jednou institucí, ale rostoucí mezinárodní sítí. Archeologové, geovědci, mikrobiologové, bioinformatici i specialisté na starověkou DNA spojují síly, aby vyvinuli nové metody hledání genetických stop v sedimentech. Spolupracují s partnery po celém světě – letos například odebírali stovky vzorků z jeskyní v Srbsku, další výzkumy jsou plánovány v Jižní Africe či na západě USA.
Získat DNA ze sedimentu ale rozhodně není jednoduché. Molekuly jsou vzácné, často silně poškozené a kontaminované moderními lidmi i zvířaty. Odlišit autentickou DNA z doby ledové vyžaduje extrémně „čisté“ laboratoře, robotické postupy, detailní znalost chemických stop poškození DNA a pokročilé počítačové analýzy. Každý úspěšný nález je malým vítězstvím a odhaluje vzorce, které běžná archeologie nikdy nepostihne.
Příběhy ukryté ve vrstvách hlíny
Sedimentární DNA dokáže odhalit přítomnost druhů, po nichž se nedochovaly žádné kosti. Umožňuje sledovat, kdy a kdo jeskyni obýval, zda lidé soupeřili s jeskynními medvědy o úkryt, nebo jak mikroorganismy reagovaly na lidskou přítomnost. Změny v DNA zvířat, lidí i mikrobů navíc vypovídají o dávných vymíráních a proměnách ekosystémů, což jsou poznatky, které mohou být cenné i v dnešní době.
Výzkum sedimentární DNA je sice stále na svém začátku, přesto má velké ambice. Každá analyzovaná vrstva přináší nové otázky i překvapení. Vědci očekávají, že brzy narazí na první kompletní genomy jeskynních medvědů, nejstarší lidské genetické stopy či dosud nepoznané mikrobiální komunity. Zda sedimenty vydají všechna svá tajemství, ukáže až čas – naše vyhlídky jsou ale v tomto směru mimořádně slibné.
