Zálety pravěkých předků (1): Co lidem dala pravěká DNA

18.06.2019 - Jaroslav Petr

Jak vypadali naši dávní předkové? Čím se od nás lišili a v čem se jim naopak podobáme. Jak složitá byla cesta k tajemství DNA neandrtálců a příslušníků druhu Homo sapiens?

<p>Kolébkou lidstva je Afrika. Na černém kontinentu se z pravěkých australopitéků vyvinuli první zástupci rodu Homo. Těm však byl africký kontinent záhy malý a podnikali dlouhé migrace do Evropy a Asie, a to hned několikrát. </p>

Kolébkou lidstva je Afrika. Na černém kontinentu se z pravěkých australopitéků vyvinuli první zástupci rodu Homo. Těm však byl africký kontinent záhy malý a podnikali dlouhé migrace do Evropy a Asie, a to hned několikrát. 


Reklama

Hon na pravěkou DNA neuvedli v obecnou známost vědci, ale americký spisovatel Michael Crichton, když v roce 1990 vydal román Jurský park. Práva na zfilmování příběhu o oživlých dinosaurech koupil Steven Spielberg, ještě než se kniha dostala k čtenářům, a natočil podle ní kultovní kasovní trhák.

Crichton si hlavní zápletku svého románu, tedy izolaci pravěké dinosauří DNA ze zbytků krve v útrobách komára dochovaného v jantaru, tak úplně nevymyslel. Inspiroval se pokusy vědců, kteří se už v 80. letech pokoušeli získat dědičnou informaci z vyhynulých organismů a mnozí upřeli svou pozornost právě k DNA pravěkých tvorů.

Jako z Jurského parku

Poprvé získali „starou“ DNA američtí genetici pod vedením Allana Wilsona, kteří izolovali zlomky dědičné informace ze 150 let staré kůže muzejního exponátu vyhubené zebry kvagy. Následovaly experimenty 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 do evoluce pozemského života. První vlaštovky na sebe nenechaly dlouho čekat. Hned několik laboratoří hlásilo, že z fosilií dochovaných v jantaru získalo zlomky DNA pravěkého hmyzu. A když se podařilo izolovat zlomky DNA z dinosauřích kostí, mohlo se zdát, že Crichtonův Jurský park ožívá

Jenže jásot byl předčasný. Tehdejší metody molekulární genetiky nedokázaly rozlišit DNA pravěkého vzorku od náhodného znečištění a jako „pravěkou“ detekovaly DNA pocházející ze současnosti. Ta někdy pocházela z dědičné informace mikrobů, jindy z dědičné informace lidí, kteří se vzorky přišli do styku. Další experimenty odhalily, že se DNA ve fosiliích rychle rozkládá a ani za optimálních podmínek nepřežívá déle než milion roků. DNA z fosilií dinosaurů, kteří žili před více než 64 miliony roků, je tedy pro vědu nenávratně ztracená

Od snu k DNA mumií

Rozčarování z předčasného jásotu nad pravěkou DNA netrvalo dlouho. Vědci se soustředili na pátrání po dědičné informaci pravěkých lidí, protože ta má reálnou šanci na přežití. K průkopníkům na tomto poli, označovaném někdy jako paleogenetika, patří švédský genetik Svante Pääbo působící v Institutu Maxe Plancka v Lipsku. Syn estonské emigrantky a švédského laureáta Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu se odmalička zajímal o historii a snil o dráze egyptologa. Nakonec ale 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 mumie staré více než dvě tisíciletí. Vzorky tkáně z mumifikovaného dítěte mu opatřil jeden penzionovaný egyptolog ze sbírek muzea nacházejícího se za tehdejší železnou oponou ve východním Berlíně.

Mamutí genom

Výsledky Pääbových „nočních směn“ zveřejnil prestižní vědecký týdeník Nature a mladý genetik se stal přes noc světovou celebritou. Na tom se nic nezměnilo, ani když Pääbo později sám výsledky studie zpochybnil a připustil, že izolovaná DNA nemusí patřit staroegyptskému dítěti. Je docela pravděpodobné, že náleží někomu, kdo s mumií manipuloval v relativně nedávné době. Možná je to jeho vlastní DNA z buňky, která mu odpadla z kůže a nalepila se na vzorek tkáně z mumie. 

Aby se Svante Pääbo vyhnul dalším podobným omylům, rozhodl se přesedlat na výzkum DNA pravěkých zvířat. Izoloval úlomky dědičné informace z fosilie obřího lenochoda žijícího v Americe před 12 000 lety. Zkoumal dědičnou informaci z ostatků mamutů dochovaných ve věčně zmrzlé půdě. Studoval i DNA vyhubených tvorů, například novozélandských ptáků moa nebo australských vakovlků tasmánských. Snu o výzkumu staré lidské DNA se ale 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 lidského genomu slibovali, že z něj pochopí, čím se člověk Homo sapiens vydělil z živočišné říše, čemu vděčí za svou výjimečnou inteligenci, kulturu a civilizaci.

Ukázalo se, že ani molekulární genetici neměli o lidském genomu reálnou představu. Při uzavírání sázek na celkový počet genů obsažených v lidském genomu běžně tipovali kolem 80 000 genů a výjimkou nebyly ani tipy na 100 000 až 120 000 genů. Z prvního kompletně přečteného genomu ale na genetiky vykouklo necelých 23 000 genů. Lidské geny přitom nápadně připomínaly geny myší a od šimpanzích se lišily ještě méně. Co tedy dělá člověka člověkem? Zcela jistě to má vepsané v dědičné informaci. Jenže kde?

TIP: Tajemství čtyřlístku: Jeho DNA je složitější než ta lidská

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 firemní „čtečky DNA“ (DNA sekvenátory) jsou natolik výkonné a spolehlivé, že se s jejich pomocí dá rozlousknout i podstatně tvrdší oříšek, než jaký představuje čtení dokonale zachovaných molekul DNA izolovaných z buněk člověka.

Skládka starých genů

„Pokud bychom našli schopného genetika, vybavili bychom mu laboratoře tak, aby se mohl pokusit o přečtení kompletní dědičné informace neandertálců,“ spřádali plány šéfové 454 Life Sciences. V roce 2006 přešla firma od slov k činům a iniciovala spuštění projektu The Neanderthal Genome Project. Do čela postavili nejpovolanějšího z povolaných – Svanteho Pääba. Ten viděl v genetických odlišnostech člověka 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 Německu v 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 těch se podařilo izolovat DNA v přece jen lepším stavu. Ani pak ale nebyl trablům konec, protože většina – zhruba 80 % – této dědičné informace nepatřila neandertálcům, ale bakteriím namnoženým v rozkládající se neandertálské mrtvole. Vědci museli záplavu dat z DNA sekvenátorů očistit od tohoto bakteriálního balastu. Když jim zbývala jen DNA pocházející z lidské dědičné informace, vyvstal před nimi další problém: Některé úseky se až příliš podobaly částem DNA současných lidí.

TIP: Pravda o evoluci: Všichni jsme Afričané

Že by se do vzorků DNA přimíchala dědičná informace z buněk archeologů nebo genetiků? Při srovnávání s DNA současných lidí si však vědci všimli jedné zvláštnosti. DNA získaná z neandertálských kostí vykazovala částečnou shodu s dnešními lidmi z Evropy a Asie. Tyto shodné úseky ale zcela chyběly v DNA současných obyvatel subsaharské Afriky. Pääbo a jeho spolupracovníci provedli bezpočet ověřovacích experimentů a nakonec měli pro záhadnou shodu šokující vysvětlení. Usvědčili pravěké lidi Homo sapiens z křížení s neandertálci!

Dokončení: Zálety pravěkých předků: Spletitá historie lidstva (vychází v pátek 21.6.)

Reklama

Další články v sekci

Reklama

Reklama

Aktuální články

Start Saturnu V s Apollem 11.

Vesmír

Starší ženy často nepovažují nošení kruhů za nic mimořádného. Za dlouhá léta si na těžkou ozdobu zvykly.

Zajímavosti

Pistole na drony DroneGun MkIII

Věda

Geostacionární komunikační satelit SES-15

Reklama
Historie

Párek supermasivních černých děr před srážkou

Vesmír

Nové časopisy Extra Publishing

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