ژنتیک باستانی و ارتباط آن با دگرگشت

رازهای نهفته دگرگشت در دل ژنتیک باستانی

مطالعة شواهد فسیلی زیربنای فهم دگرگشت انسان، دیرینه‌شناسی و انسان شناسی است. رشته ژنتیک باستان شناسی شامل توالی یابی ژنوم انسان‎ریخت‌های گذشته است که باعث می‌شود دانشمندان این حوزه بتوانند خیلی دقیق‌تر درخت تکاملی حیات را رسم کنند.

ژنتیک باستان شناسی چیست؟

تولید مثل و توارث، مهم‌ترین عوامل تداوم حیات در موجودات زنده هستند. انسان به عنوان یکی از این موجودات از این قاعده مستثنی نبوده و عوامل حاکم بر قانون توارث در همۀ این موجودات یکسان است. به این علت که باستان شناسی به دنبال کشف حقایقی درمورد گذشتۀ انسان (جسمانی و فرهنگی) است؛ آگاهی از نحوه و فرایند به ارث رسیدن ویژگی‌های جسمانی انسان نیز یکی از دغدغه‌های ژنتیک باستان شناسی است. این زمینه از مطالعات با ظهور شاخه‌ای به نام باستان شناسی مولکولی یا ژنتیک باستان شناسی قابل دستیابی شد. واژۀ ژنتیک باستانی در دهۀ ۱۹۹۰ برای استفاده از اطلاعات مربوط به تفاوت‌های ژنتیکی بین انسان‌ها و فهم اتفاقاتی که در جمعیت‎های گذشته رخ داده، ابداع شد. در اوایل دهۀ ۱۹۹۰ دانشمندان متوجه شدند که DNA میتوکندریایی (mtDNA) به صورت یک واحد مستقل از مادر به ارث می‌رسد، به همین خاطر می‌تواند یک سرنخ خوب و مناسب برای مطالعات قوم شناسی باشد. عوامل مربوط به DNA هسته نیز به صورت بسیار گسترده در مطالعات قوم شناسی کاربرد دارند استفاده از کروموزوم Y نیز به خصوص در چند سال اخیر بسیار زیاد شده است. به دلیل اینکه کروموزوم Y از پدر به ارث می‌رسد، اطلاعات ژنتیکی از کروموزوم Y در خصوص تاریخ جوامع، مکمل نتایج حاصله از DNA میتوکندری است. این ویژگی در انسان‌ها و دیگر موجودات زنده مانند حیوانات و گیاهان مشابه است و نتایج حاصل از این مطالعات می‌تواند بسیاری از ابهامات باستان شناسی را برطرف کند. ژنتیک باستان شناسی با استفاده از بررسی مربوط به جمعیت‌ها و قوم‌ها و… اطلاعات مناسب را از نحوه و چگونگی دگرگشت انواع جوامع انسانی به ما می‌دهد.

ژنتیک باستان شناسی بررسی DNA باستانی با کمک روش‎های مختلف ژنتیک مولکولی است. این رشته شواهد ژنتیکی از مهاجرت جمعیت‎های باستانی، اهلی‌سازی و دگرگشت گیاهان و جانوران را در اختیار ما قرار می‎دهد. درواقع در تحقیقات مربوط به این حوزة ژنتیک باستانی دو رشتة انسان‌شناسی و دیرینه‎شناسی با هم ادغام می‎شوند و با استفاده از توالی‌یابی ژنوم‎های باستانی در فسیل‎ها با کمک روش‎های ژنتیکی، به ما امکان مطالعة روابط دگرگشتی و شناسایی گونه‎های منقرض شده را می‎دهند.

توالی یابی ژنوم انسان‎ریخت‌های باستانی

در اواسط دهة ۱۸۴۰ استخراج یک توالی کوتاه ۲۲۹ جفت بازی از DNA میتوکندریایی در پوست یک گونه گورخر منقرض شده به نام (کواگا)، تحقیقات ژنتیک باستانی را آغاز کرد. طولی نکشید که برای اولین بار استخراج DNA باستانی انسان‌ریخت‎ها گزارش شد. این ‎DNA از بافت‌های یک مومیایی مصری ۲۴۰۰ ساله استخراج شد. در ابتدا چالش‌های متعددی برای استخراج DNA باستانی از فسیل‌ها و آماده‌سازی آن‎ها برای تجزیه و تحلیل بود. زمانی که DNA را از یک موجود زنده استخراج می‌کنیم، این DNA مدام درحال تقسیم شدن و ترمیم است. درحالیکه در مطالعات ژنتیک باستان شناسی چون DNA از یک موجود مرده استخراج می‌شود، بدون ترمیم تخریب می‌شود و طول آن تنها به ۱۰۰ جفت باز می‌رسد. با ظهور روش واکنش زنجیره‎ای پلیمراز یا همان ‎PCR همه چیز دگرگون شد و تحول عظیمی در ژنتیک مولکولی و توالی‌یابی ژنتیک باستانی رخ داد.

فهم دگرگشت انسان با ژنتیک باستانی

درک درست از نحوه دگرگشت انسان امروزی با استفاده از مطالعه خزانة ژنی انسان‌ریخت‌های گذشته از جمله نئاندرتال‌ها و دنیسوواها صورت می‌گیرد. به طور کلی در مطالعات ژنتیک باستانی، بررسی ژنوم نئاندرتال‌ها و دنیسوواها نشان داده است که تاریخ دگرگشت انسان امروزی بسیار پیچیده است. مناطق ژنومی آلل‌های متفاوتی از شامپانزه‎ را در انسان‌های امروزی نشان می‌دهند اما در مورد انسان‌ریخت‌های گذشته این‌طور نیست. در میان حدود ۳۱۰۰۰ پلی‎مورفیسم تک نوکلئوتیدی و حدود ۴۰۰۰ جهش حذف و اضافه شناسایی شده تنها ۹۶ مورد از جایگزینی آمینواسیدها در انسان امروزی ثابت شده که دارای عملکرد هستند. این تفاوت در اعداد بالا بیانگر نقش بسیار ضروری جهش‌ها در دگرگشت انسان و تبدیل شدن آن به انسان امروزی دارد.

بررسی دقیق‌تر دگرگشت با ژنتیک باستان شناسی

درواقع مطالعه دگرگشت انسان امروزی با کمک بررسی‌های موشکافانه ژنتیک باستانی یا همان باستان شناسی مولکولی بسیار موثرتر است. باستان شناسان وقتی فسیل یکی از نئاندرتال‌ها یا انسان‌‌ریخت‌های دیگر را پیدا می‌کنند بلافاصله نمونه‌ای از آن تهیه کرده و به آزمایشگاه‌های مولکولی می‌فرستند. در این‌جا متخصصان ژنتیک مولکولی کار خود را با تجزیه و تحلیل آن نمونه شروع می‌‎کنند. پس از بررسی‌های مختلف مانند تعیین توالی و شناسایی جهش‌ها و… اطلاعات کافی راجع به ژنوم نمونه به دست می‌آید. حالا با مقایسه ژنوم نمونه‌های مختلف با یک‌دیگر رازهای سربستة دگرگشت گشوده شده و بررسی دگرگشت موجودات به ویژه انسان‌ها به درک درست ما از رفتار، زندگی اجتماعی و انقراض آن‌ها کمک می‌کند. بنابراین در این رشته نوظهور، دو رشته باستان شناسی و ژنتیک با تعامل هم دگرگشت انسان را در قالب ژنتیک باستان شناسی مطالعه می‌کنند.

https://newhumanist.org.uk/articles/5335/what-ancient-dna-says-about-us

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5182416/