Splněný sen. Tak hodnotí přečtení genomu neandertálce vedoucí mezinárodního týmu Svante Pääbo z Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku. Po čtyřech letech usilovné práce nyní dospěl s kolegy k ohromujícímu výsledku: rozluštili genom neandertálce. O výzkumu informovalo, a to i na titulní straně, páteční vydání časopisu Science.
„Přirovnal bych to k prvnímu kroku člověka na Měsíci,“ neskrývá nadšení Václav Vančata, antropolog z Katedry biologie a ekologické výchovy Pedagogické fakulty UK v Praze. Studie podle něj není přehnaně bombastická, ale naopak velmi solidně a střízlivě zpracovaná. Změníme také pohled na člověka „Poprvé můžeme identifikovat genetické rysy, které nás oddělují od všech ostatních organismů včetně našich nejbližších příbuzných,“ pochvaluje si Svante Pääbo výsledky v tiskové zprávě Americké asociace pro rozvoj vědy.
„Změní se i náš pohled na člověka,“ hodnotí práci svých kolegů neurolog John Hardy z University College v Londýně pro on-line vydání časopisu Nature.
Výzkumníci sami zdůrazňují, že nyní mají v ruce pouze hrubé obrysy genomu neandertálce. Podařilo se jim rozluštit 60 procent DNA. Ovšem i to je obrovský úspěch, ve který ještě před pár lety věřil málokdo.
Čtení dědičné informace druhů vyhynulých před desítkami tisíc let má řadu úskalí. Vlákno DNA bývá hrubě poškozené, během doby se rozpadlo na krátké úseky, často je navíc kontaminované lidskou dědičnou informací, plísněmi nebo bakteriemi. „Více než 95 procent DNA ve vzorku pocházelo z mikroorganismů, které kolonizovaly pozůstatky neandertálců po jejich smrti,“ upozorňuje Svante Pääbo. Aby vědci uspěli, museli využít nejmodernější genetické metody.
Pääbův tým pracoval především se vzorky odebranými z kostí tří neandertálských žen nalezených v chorvatské jeskyni Vindija. Pocházejí z doby před zhruba 38 tisíci let. Badatelé si tyto kosti vybrali kvůli relativně nízkému stáří (neandertálci žili před 400 až 30 tisíci lety) a chladnému prostředí, v němž odpočívaly. Pečlivě také volili úlomky s co nejmenšímikrobiální kontaminací.
Doplňková data pro porovnávání vědci získali ze starších neandertálských kostí nalezených ve španělské jeskyni El Sidrón, v ruské jeskyni Mezmajskaja a v Neanderově údolí (Neandertal) poblíž Düsseldorfu, podle kterého ostatně náš dávný příbuzný získal své jméno. Náročný lov genů A jak tedy Pääbo s kolegy postupoval? Nejprve pomocí nástroje podobného zubařské vrtačce odebrali z chorvatských kostí relativně malé množství vzorků pro analýzy. Ve sterilní laboratoři pak získaný materiál zbavili kontaminace.
Jelikož se DNA bohužel nezachovala v podobě dvojité šroubovice, čekal výzkumníky náročný lov krátkých genetických úseků. Nejprve připravili sadu biochemických lapačů - mají speciální vazná místa a dovedou „přitáhnout“ určité geny. S pomocí těchto lapačů pak vědci podobně jako magnetem „vytáhli“ z husté genetické polévky jednotlivé geny a jejich sekvence. Namnožili je a dále analyzovali. Tyto kousky dvojité šroubovice se pak snažili poskládat podobně, jako jsou uspořádané v lidském genomu.
Přečteného neandertálce Pääbův tým porovnal s dědičnou informací pěti dnešních lidí z různých koutů světa - pocházeli z jižní a západní Afriky, Papuy-Nové Guiney, Číny a Francie. Vědci je vybrali tak, aby byli geneticky co nejrozdílnější.
A výsledky rozhodně stojí za pozornost. Naznačují například, že se neandertálci křížili s moderními lidmi. Zhruba jedno až čtyři procenta genomu dnešních lidí se totiž shoduje s dědičnou informací našich dávných příbuzných. „Je úžasné představit si, že lidé žijící mimo Afriku v sobě mají kousek DNA neandertálce,“ podotýká Svante Pääbo.
Zůstává ovšem otázkou, jak můžeme takové zjištění vlastně interpretovat. „Pääbův tým definuje neandertálce velmi široce. Tvrdí, že se objevují už i před nějakými 300 tisíci lety,“ říká docent Vančata. Tehdy ovšem ještě žili zástupci druhu Homo heidelbergensis, kteří jsou považováni za předky neandertálců.
„Genetické a reálné datování se může lišit. Studie stoprocentně prokázala genetický kontakt mezi linií neandertálců a linií anatomicky moderního člověka. K výměně genů ale mohlo dojít ještě před vznikem neandertálců,“ upozorňuje Václav Vančata. To je ostatně i v souladu se zjištěním, že všechny společné geny jsou poměrně starobylé.
Ukázalo se také, že dědičná informace neandertálců je podobnější dnešním lidem žijícím mimo Afriku. Moderní člověk pochází právě z černého kontinentu. Proto se dá předpokládat, že neandertálské geny pronikly do genomu našich předků v době, kdy opustili Afriku a vydali se kolonizovat zbytek světa. Podle Pääbova týmu se moderní lidé setkali s neandertálci na Blízkém východě.
Václav Vančata také upozorňuje, že obyvatelé Afriky byli vystaveni obrovskému selekčnímu tlaku. Pásy totální pouště rozdělily tamní krajinu až na několik izolovaných oblastí, kde se bez dalších kontaktů vyvíjely různé populace. „To se muselo nutně projevit na genetické výbavě těchto lidí,“ podotýká docent Vančata. Každopádně se podle něj díky nové studii postupně dozvíme více o tom, jak naši předkové opustili Afriku.
Papuánec nestačí Genetické analýzy budou určitě ještě pokračovat. Zatím se ale ukázalo, že mnohé geny máme společné s neandertálci. Často jsou navíc mnohem starší než 300 tisíc let. Zrodily se tedy ještě před tím, než na jeviště světových dějin přišli anatomicky moderní lidé i neandertálci. Platí to třeba pro gen FOXP2, který kóduje řeč. „O tom, že neandertálci mluvili, svědčil zatím pouze nález jedné jazylky, nyní jsme získali další důkaz,“ podotýká docent Vančata. Zároveň však upozorňuje, že zřejmě vůbec nešlo o řeč v podobě, jak ji známe dnes. Mohla se lišit hlasitostí, artikulací i melodikou, nebo jí třeba chyběly i samohlásky.
Pokračování na straně 38
Dokončení ze strany 37
Dále se ukázalo, že existuje několik genů, které mohl moderní člověk získat od neandertálců. Podle vědců k tomu mělo dojít někdy před 50 až 100 lety.
V neposlední řadě studie odhalila geny typické pouze pro neandertálce. Vědci jich zatím našli asi osmdesát a očekávají, že budou mít zásadní význam pro poznání evoluce. O jejich funkcích se ovšem zatím nepodařilo zjistit téměř nic.
Porovnání genomu moderního člověka a neandertálce ukázalo také na několik genů, které mohly mít zásadní význam pro vývoj člověka. Ovlivňují například duševní činnost, metabolismus, tvar lebky nebo anatomii hrudního koše.
„Studie otištěná v Science je velmi koncentrovaná, obsahuje neskutečné množství informací,“ říká Václav Vančata a dále upozorňuje, že řada stručně nastíněných motivů by se dala detailně rozpracovat v samostatném článku. „Brzy se dočkáme dalších zajímavých prací,“ věří proto docent Vančata. Výsledky genetiků bude potřeba důkladně porovnat například se zjištěními antropologů a paleontologů.
Ostatně o prvenství v přečtení genomu neandertálců a v objasnění jejich vztahu k moderním lidem se mezi vědci i prestižními časopisy už nějaký čas soutěží. V dubnu zveřejnil časopis Nature studii amerického genetika a antropologa Jeffreyho Longa z univerzity v Novém Mexiku. Ten také tvrdí, že se neandertálci a moderní lidé křížili. Jeho práce je ovšem v porovnání Pääbovou mnohem méně důkladná.
Do budoucna by obzory určitě rozšířila analýza o něco starších neandertálských kostí a také zvětšení srovnávacího souboru moderních lidí. „Afriku tam nyní zastupují Sanové (dříve nazýváni Křováci - pozn. redakce), což je poměrně specifická populace, a to platí třeba i pro člověka z Papuy-Nové Guiney,“ podotýká Václav Vančata. Podle něho přečtení genomu neandertálce zahajuje novou éru výzkumů.
obrázek
Přečtený bratranec člověka Mezinárodní tým vedený Svantem Pääbem z Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku přečetl genom neandertálce. Podařilo se rozluštit 60 procent jaderné DNA, což je úspěch, ve který ještě před pár lety nikdo nevěřil. Otevírá neuvěřitelné možnosti v poznávání našich dávných příbuzných.
Kosti neandertálců nalezené v chorvatské jeskyni Vindija si badatelé vybrali kvůli jejich relativně nízkému stáří a chladnému prostředí, v němž odpočívaly
Vědci analyzovali vzorky asi 38 000 let starých kostí tří žen z Vindije
Genetické informace získané z kostí neandertálců z chorvatské jeskyně Vindija vědci dále porovnali s ostatky ze Španělska, Kavkazu a Německa (podle ostatků nalezených v Neanderově údolí - Neandertal - dostal ostatně tento druh své jméno)
Potřebný materiál k analýze DNA získali badatelé z kostí pomocí nástroje podobného zubařskému vrtáku
SVANTE PÄÄBE
