Η αποκωδικοποίηση του DNA του Νεάντερταλ

Η αποκωδικοποίηση του DNA του ανθρώπου του Νεάντερταλ, έχει χαρακτηρισθεί ως μία νέα "Στήλη της Ροζέτας" της γενετικής.

Με γενετική διαφορά μόλις 0,1% στα γονίδιά μας, από τον αδελφό μας τον Νεάντερταλ, συμβιώσαμε μαζί του για χιλιάδες χρόνια. Πού βρίσκονται όμως ως το τέλους του 2007 οι έρευνες της αποκωδικοποίησης του DNA αυτού του αρχαίου είδους ανθρώπου;

.

Στις σελίδες 26 - 29 τού περιοδικού Science Illustrated Νο 30 Σεπτεμβρίου 2007, υπάρχουν οι ως τώρα ανακαλύψεις από την κωδικοποίηση του ανθρώπου του Νεάντερταλ, που έχει βρεθεί ότι διαφέρει από εμάς  στο 0,1% του DNA του. Στη συνέχεια παραθέτουμε την πληροφορία αυτή:

Από τότε που Γερμανοί λατόμοι βρήκαν, το 1856, τα πρώτα οστά του σε μια ασβεστολιθική σπηλιά στο Νεάντερταλ, κοντά στο Ντύσσελντορφ, ένα πέπλο μυστηρίου καλύπτει τον άνθρωπο του Νεάντερταλ. Μέχρι πριν από μερικά χρόνια, η χαρτογράφηση του DNA αυτού του αφανισμένου ανθρώπινου είδους θεωρούνταν αδύνατη, αλλά αυτό ακριβώς είναι που κάνουν αυτή τη στιγμή ερευνητές στη Γερμανία και τις ΗΠΑ. Πίσω από την επαναστατική αυτή έρευνα κρύβεται μια εξίσου επαναστατική τεχνολογία, που αποκωδικοποιεί το DNA εκατό φορές ταχύτερα απ' ό,τι ήταν δυνατόν μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι θα έχουν χαρτογραφήσει ολόκληρο το γονιδίωμα μέσα στα δύο επόμενα χρόνια.

Συνεπώς, ο άνθρωπος του Νεάντερταλ θα γίνει ο πρώτος αφανισμένος οργανισμός του οποίου το γονιδίωμα θα έχει χαρτογραφηθεί πλήρως. Αυτή η χαρτογράφηση θα προσφέρει στους ερευνητές πολλές νέες γνώσεις για τους ανθρώπους του Νεάντερταλ, αλλά το πιο ενδιαφέρον είναι ότι θα αποκαλύψει πολλά και για εμάς, τους σύγχρονους ανθρώπους. Συγκρίνοντας το DNA των ανθρώπων του Νεάντερταλ με το δικό μας, οι ερευνητές θα μάθουν ποια ακριβώς γονίδιο είναι εκείνα που κάνουν τον άνθρωπο, άνθρωπο.

Μαχαιρόδοντες τίγρεις στην Ευρώπη

Οι άνθρωποι του Νεάντερταλ ζούσαν σε μια Ευρώπη εντελώς διαφορετική από τη σημερινή. Υπήρχαν παγετωνικές εποχές, καθώς και μια πανίδα ανάλογη με αυτή που υπάρχει σήμερα στις σαβάνες της Αφρικής σε μια ψυχρότερη εκδοχή βέβαια. Βίσονες, άγρια άλογα, μαμούθ και τριχωτοί ρινόκεροι ζούσαν δίπλα σε ύαινες, λιοντάρια και μαχαιρόδοντες τίγρεις. Οι άνθρωποι του Νεάντερταλ εξελίχθηκαν στην Ευρώπη από έναν κλάδο από τον οποίο προέρχεται και το δικό μας ανθρώπινο είδος και ο οποίος είχε μεταναστεύσει από την Αφρική. Ήταν δυνατοί, είχαν στιβαρή σωματική διάπλαση και ήταν ικανότατοι κυνηγοί - τροφοσυλλέκτες, που γνώριζαν το μυστικό της φωτιάς, κυνηγούσαν μεγάλα θηράματα με ακόντια και έθαβαν τους νεκρούς τους.

Πριν από 150.000 χρόνια οι άνθρωποι του Νεάντερταλ ήταν εξαπλωμένοι σε ολόκληρη την Ευρώπη και τμήματα της Ασίας, αλλά περίπου την ίδια περίοδο, ένα νέο ανθρώπινο είδος, ο Homo Sapiens, εξελίχθηκε από τους προγόνους των ανθρώπων του Νεάντερταλ που είχαν παραμείνει στην Αφρική. Όταν ο σύγχρονος άνθρωπος έφτασε στην Ευρώπη, σήμανε και το τέλος της εποχής των ανθρώπων του Νεάντερταλ. Κανείς δε γνωρίζει τι ακριβώς συνέβη, αλλά από ανασκαφές σε όλη την Ευρώπη γνωρίζουμε ότι ο σύγχρονος άνθρωπος έφτασε από τα ανατολικά και τα νοτιοανατολικά πριν από 45.000 χρόνια περίπου, και ότι 15.000 χρόνια αργότερα οι άνθρωποι του Νεάντερταλ εκτοπίστηκαν στην Ιβηρική χερσόνησο. Από το βράχο του Γιβραλτάρ οι τελευταίοι άνθρωποι του Νεάντερταλ μπορούσαν, όταν είχε καλό καιρό, να ατενίζουν την ήπειρο από την οποία είχαν έρθει οι προγονοί τους και η οποία γέννησε και τους διώκτες τους. Από τα ευρήματα που έχουμε στη διάθεσή μας σήμερα, δεν προκύπτει ότι συνέβη μια γενοκτονία. Ίσως οι άνθρωποι του Νεάντερταλ απλά έχασαν τη μάχη για τους διατροφικούς πόρους, ή ίσως ζευγάρωσαν με το σύγχρονο άνθρωπο, κι έτσι αλλοιώθηκαν με τον καιρό τα γενετικά τους χαρακτηριστικά. Στην περίπτωση αυτή, εμείς, οι σημερινοί Ευρωπαίοι, ενδεχομένως διαθέτουμε κάποιο γενετικό αποτύπωμα του αφανισμένου συγγενή μας. To DNA χαρτογραφείται ταχύτερα Ακούγεται σαν θαύμα ότι το DNA ενός πτώματος 40.000 ετών διατηρήθηκε μέσα στα χώμα, όπου οργιάζει η διάβρωση από κάθε είδους μύκητες και μικροοργανισμούς. Ακόμη και οι δύο γενετιστές που τώρα χαρτογραφούν το γονιδίωμα του ανθρώπου του Νεάντερταλ, ο Σουηδός Svante Paabo του Ιδρύματος Max Planck στη Λειψία της Γερμανίας και ο Αμερικανός Edward Rubin του Lawrence Berkeley National Laboratory στην Καλιφόρνια, μόλις πριν οπό δύο χρόνια ήταν πεπεισμένοι ότι κάτι τέτοιο δε θα μπορούσε να συμβεί. Η τεχνολογία της χαρτογράφησης του DNA έχει, ωστόσο, εξελιχθεί με εκρηκτικούς ρυθμούς και έχει γίνει ταχύτερη και φτηνότερη. Η εξέλιξη αυτή υποστηρίζεται κυρίως από τα οράματα της σύγχρονης βιοϊατρικής, που στοχεύουν στη θεραπεία διαφόρων ασθενειών με βάση το προσωπικό γενετικό προφίλ του κάθε ασθενούς. Αυτή τη στιγμή, διάφορες εταιρείες Βιοτεχνολογίας σε μια σειρά χώρες αναπτύσσουν συνολικά πάνω από 20 νέες επαναστατικές μεθόδους χαρτογράφησης του DNA. Η εταιρεία 454 Life Sciences, για παράδειγμα, έχει αναπτύξει μια προηγμένη τεχνική, η οποία κάνει τη διαδικασία τουλάχιστον εκατό φορές ταχύτερη, αναλύοντας πολλά δείγματα παράλληλα. Αυτό έκανε το γενετιστή Svante Paabo να αντιληφθεί τη δυνατότητα μιας επαναστατικής ανακάλυψης. Άρχισε να επισκέπτεται μουσεία σε όλη την Ευρώπη, για να ελέγξει προσεκτικά αν μπορεί να εξαχθεί DNA από τα οστά ανθρώπων του Νεάντερταλ που υπάρχουν στις συλλογές τους.

Το εγχείρημά του δεν ήταν εύκολο, καθώς υπάρχουν μόνο 300 ευρήματα τέτοιων οστών, και δε θα έλεγε κανείς ότι τα μουσεία κάνουν ουρά για να δώσουν τα «διαμάντια» της συλλογής τους σε επιστήμονες που θέλουν να τα πριονίσουν και να τα διαλύσουν σε χημικές ουσίες. Στην ορχική εξέταση, ωστόσο, ο Paabo αρκέστηκε σε κομμάτια οστών βάρους μόλις 10 χιλιοστών του γραμμαρίου και, αφού είχε εξετάσει περίπου 70 οστά, «έπιασε λαβράκι». Σε ένα μουσείο στο Ζάγκρεμπ της Κροατίας υπήρχε ξεχασμένο ένα άθικτο μηριαίο οστό, που, παρά το DNA των μικροοργανισμών και των μυκήτων που βρέθηκε πάνω του, περιείχε και ένα 6% περίπου DNA από άνθρωπο του Νεάντερταλ.

Ο Paabo πήρε ένα μεγάλο κομμάτι από αυτό το οστό, το οποίο μάλιστα μοιράστηκε με το συνάδελφό του Edward Rubin από το Berkeley, και χρησιμοποιώντας ο καθένας μια διαφορετική μέθοδο χαρτογράφησης, μπόρεσαν περσινό παρουσιάσουν 1.000.000 και 65.000 ζεύγη βάσεων, αντίστοιχα, του γονιδιώματος του ανθρώπου του Νεάντερταλ.

Τα αποτελέσματα των δύο ερευνητικών ομάδων συμφωνούν μεταξύ τους και αποκαλύπτουν, μάλιστα, ότι το οστό προέρχεται από άντρα. Επιπλέον, επιβεβαιώνουν ότι οι γραμμές εξέλιξης του ανθρώπου του Νεάντερταλ και του σύγχρονου ανθρώπου χωρίστηκαν πριν από περίπου 500.000 χρόνια. Και τέλος, δείχνουν ότι τα δύο αυτά είδη δεν αναμείχθηκαν μεταξύ τους αν και οι επιστήμονες τονίζουν ότι ένα εκατομμύριο ζεύγη βάσεων είναι σταγόνα στον ωκεανό σε σύγκριση με τα τρία δισεκατομμύρια ζεύγη όλου του γονιδιώματος. Εκτός αυτού, ανήκουν μόνο σε ένα άτομο και μπορεί να υπάρχουν διαφορές από τόπο σε τόπο. Η τελική απάντηση στο ερώτημα αν οι Homo Sapiens ζευγάρωσαν με ανθρώπους του Νεάντερταλ μπορεί να δοθεί μόνο από ένα ολοκληρωμένο γονιδίωμα, και πρέπει να στηρίζεται σε αναλύσεις DNA ανθρώπων του Νεάντερταλ από πολλές περιοχές της Ευρώπης.

Το άλλο μεγάλο ερώτημα που αφορά τους ανθρώπους του Νεάντερταλ είναι γιατί εξαφανίστηκαν ξαφνικά. Αν οι κοντινοί μας συγγενείς δεν αλλοιώθηκαν γενετικά από το Homo Sapiens και αν δε μεσολάβησε κάποια γενοκτονία, απομένει μόνο ένα ενδεχόμενο: «Απλώς έχασαν τη μάχη στον ανταγωνισμό για τους ίδιους πόρους» εκτιμά ο παλαιοανθρωπολόγος Richard Klein από το Πανεπιοτήμιο Stanford των ΗΠΑ. «Και οι μεν και οι δε ήταν κυνηγοί και τροφοσυλλέκτες, αλλά οι σύγχρονοι άνθρωποι διέθεταν πολύ πιο προηγμένη τεχνολογία, πιθανώς μια διαφορετική κοινωνική δομή, καθώς και κάποια συμπεριφορικά χαρακτηριστικά που τους βοήθησαν να εκμεταλλευτούν το περιβάλλον πιο αποτελεσματικά».

Υπερείχαμε σε ικανότητες

Ο Klein πιστεύει ότι οι άνθρωποι του Νεάντερταλ αφανίστηκαν από την έλλειψη τροφής και ότι αυτό έγινε πολύ γρήγορα μέσα σε 100 - 200 χρόνια σε κάθε περιοχή. Η εικόνα αυτή ταιριάζει απόλυτα με την όλο και περισσότερο αποδεκτή αντίληψη ότι ο σύγχρονος άνθρωπος βίωσε μια «έκρηξη δημιουργικότητας» πριν από περίπου 70.000 χρόνια. Η αντίληψη αυτή στηρίζεται στο ότι οι ανατομικά σύγχρονοι άνθρωποι δε μετανάστευσαν παρά μόλις πριν από 60.000 - 70.000 χρόνια, παρ’ όλο που ευρήματα αποδεικνύουν ότι ζούσαν στην Αφρική ήδη πριν οπό 200.000 χρόνια.

Η μετανάστευση συμπίπτει με την εμφάνιση των προηγμένων εργαλείων και της τέχνης, ενώ από αναλύσεις του DNA μας προκύπτει ότι όλοι μας προερχόμαστε από την ίδια ομάδα ανθρώπων της ανατολικής Αφρικής. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι οι προγονοί μας έκαναν ένα τεράστιο ποιοτικό άλμα, χάρη στο οποίο γίναμε πολύ πιο εφευρετικοί, και το οποίο μας άνοιξε το δρόμο για να μπορέσουμε, σε σύντομο χρονικό διάστημα, να εξαπλωθούμε πέρα από την Αφρική και να εκτοπίσουμε όλα τα άλλα ανθρώπινα είδη.

Αυτό το άλμα αποτέλεσε το θεμέλιο για ό,τι αποκαλούμε μοναδικά ανθρώπινο από τη γεωργία μέχρι τη λογοτεχνία, και το γονιδίωμα ταυ ανθρώπου του Νεάντερταλ μπορεί να δείξει τις γενετικές διαφορές πίσω από αυτό το άλμα.

Τρία εκατομμύρια διαφορές

Οι ερευνητές γνωρίζουν ήδη αρκετά γιο το τι διαφοροποιεί γενετικά τον άνθρωπο από τον κοντινότερο ζωντανό συγγενή μας, το χιμπαντζή, με τον οποίο είχαμε κοινούς προγόνους πριν από 5 εκατομμύρια χρόνια. Χάρη στο γονιδίωμα του ανθρώπου του Νεάντερταλ, οι ερευνητές θα γίνουν ακόμη πιο ακριβείς: ενώ ανάμεσα σε μας και στο χιμπαντζή υπάρχουν περίπου 35 εκατομμύρια γενετικές διαφορές, ανάμεσα σε εμάς και στους ανθρώπους του Νεάντερταλ φαίνεται να υπάρχουν μόνο 3 εκατομμύρια διαφορές. Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν ότι έχουμε κοινό το 99,5% έως 99,9% του DNA μας. Οι ερευνητές θα μπορέσουν επίσης πολύ γρήγορα να διαπιστώσουν αν η γενετική διαφορά μας από το χιμπαντζή μας χωρίζει επίσης και από τον άνθρωπο του Νεάντερταλ. Στην περίπτωση αυτή, θα αποτελέσει αντικείμενο μιας ιδιαίτερα ενδιαφέρουσας μελέτης, προκειμένου να κατανοήσουμε τι είναι αυτό που κάνει τον άνθρωπο μοναδικό.

Οι ερευνητές θεωρούν ότι διαθέτουμε κάποιες παραλλαγές γονιδίων που έπαιξαν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στην επιβίωση και την εξέλιξή μας. Είναι, για παράδειγμα, το γονίδιο ASPM και το γονίδιο της μικροκεφαλίνης, που έχουν σχέση με την ανάπτυξη του εγκεφάλου, καθώς και το γονίδιο FOXP2, που είναι σημαντικό για τη γλώσσα. Αυτά είναι λοιπόν που μας κάνουν ανθρώπους; «Το γονιδίωμα του ανθρώπου του Νεάντερταλ από μόνο του δεν μπορεί να αποκαλύψει τι μας κάνει ξεχωριστούς. Αυτό θα το μάθουμε αργότερα, όταν θα αναλύσουμε τη βιολογική λειτουργία του γονιδιώματος» απαντάει ο Svante Paabo. Απομένει, λοιπόν, πολλή δουλειά ακόμη για τους ερευνητές, αλλά το γονιδίωμα του ανθρώπου του Νεάντερταλ θα τους δείξει που πρέπει να εστιάσουν.

Ο Edward Rubin συγκρίνει το γονιδίωμα του ανθρώπου του Νεάντερταλ με την περίφημη στήλη της Ροζέτας, χάρη στην οποία έσπασε ο κώδικας των αιγυπτιακών ιερογλυφικών και άνοιξε ένα παράθυρο στον πολιτισμό της αρχαίας Αιγύπτου. Το DNA ανοίγει ένα παράθυρο σε εμάς τους ίδιους. Το τι θα δούμε όμως μέσα από αυτό το παράθυρο θα το μάθουμε μόνο όταν ολοκληρωθεί η χαρτογράφηση του γονιδιώματος.