۷ راز علمی که در سال ۲۰۲۲ توسط DNA باستانی کشف شد
تاریخ انتشار: ۲ دی ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۶۸۱۴۶۲
فرارو- پبو مدیر موسسه انسان شناسی تکاملی ماکس پلانک در آلمان روشهایی را برای بازیابی، توالی یابی و تجزیه و تحلیل DNA باستانی از فسیلها ایجاد کرد شاهکاری که چندین دهه به طول انجامید. امروزه پژوهشگران از این تکنیک برای پاسخ به پرسشهای اساسی در مورد تاریخ بشر و گذشته عمیق سیاره زمین استفاده میکنند.
به گزارش فرارو به نقل از سی ان ان، بسیاری از اکتشافات فرضیات مربوط به دوران ماقبل تاریخ را برهم میزند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمیشوند!
"پالئوژنتیک" (Paleogenetics) (رشتهای است که از روشهای ژنتیک برای مطالعه در مورد انسانهای اولیه و سایر جمعیتهای باستانی استفاده میکند) به کشف اسرار شگفت انگیز DNA پنهان در استخوان ها، دندانها و حتی خاک ادامه داده است.
در ادامه به هفت مورد میپردازیم که در این رشته و بستر جذاب و نوظهور در سال ۲۰۲۲ آموختیم:
۱-ریشه و میراث مرگ سیاهمرگ سیاه ویرانگرترین شیوع طاعون در جهان نیمی از جمعیت اروپای قرون وسطی را در فاصله هفت سال در قرن چهاردهم میلادی از بین برد و مسیر تاریخ بشر را تغییر داد. با این وجود، نتیجه پژوهشی که در ماه اکتبر منتشر شد نشان داد که چیزی بیش از شانس تعیین میکند چه فردی زنده بماند و چه فردی بمیرد.
بر اساس نتیجه مطالعهای که در نشریه "نیچر" منتشر شده تجزیه و تحلیل DNA چند صد ساله از قربانیان و بازماندگان مرگ سیاه تفاوتهای ژنتیکی کلیدی را شناسایی نمود که به افراد کمک کرد تا از طاعون جان سالم به در ببرند.
این میراث ژنتیکی هم چنان به شکل دهی سیستم ایمنی انسان امروز ادامه میدهد با ژنهایی که زمانی محافظت در برابر طاعون را به همراه داشتند و اکنون با آسیب پذیری بیشتر در برابر بیماریهای خود ایمنی مانند کرون و آرتریت روماتوئید مرتبط هستند. نشریه "ساینس" این کشف را یکی از برترین دستاوردهای خود در سال ۲۰۲۲ میلادی نامید.
دی انای باستانی همچنین منشاء شیوع طاعون را که باعث مرگ سیاه شد روشن میکند. مواد ژنتیکی استخراج شده از اسکلتهای مدفون در گورستانی در قرقیزستان جایی که سنگ قبرها به یک آفت مرموز اشاره میکردند وجود DNA باکتری طاعون را که دانشمندان یرسینیا پستیس مینامیدند در سه نفر که در سال ۱۳۳۸ میلادی مرده بودند آشکار ساخت. این مرگ چندین سال پیش از ورود آن بیماری به اروپا در سال ۱۳۴۷ میلادی رخ داده بود.
۲-پرتره خانواده نئاندرتالهادانشمندان با استفاده از DNA باستانی نئاندرتالهایی که در غار چاگیرسکایا در جنوب سیبری در روسیه زندگی میکردند یک عکس ژنتیکی از قدیمیترین گروه خانواده شناخته شده را کشف کردند.
اردوگاه شکار کنار رودخانه حدود ۵۴۰۰۰ سال پیش محل زندگی یک جامعه فشرده از حدود ۲۰ نئاندرتال بود. پژوهشگران هم چنین یک الگوی غیرمنتظره از مهاجرت زنان را در میان رشتههای مختلف اجداد ژنتیکی شناسایی کردند.
تنوع DNA کروموزوم Y که از طریق خط مردانه به ارث میرسد بسیار کمتر از DNA میتوکندری است که از مادران انتقال مییابد. این مطالعه نشان داد که در آن گروه انتظار میرفت که دو مرد مذکر حدود ۴۵۰ سال پیش از زندگی خود اجدادی مشترک داشته اند.
در مقابل، تخمین معادل برای زنان حدود ۴۳۵۰ سال بود. پژوهشگران اشاره کردند که بهترین توضیح برای این موضوع آن بوده که بیش از ۶۰ درصد از نئاندرتالهای زن در گروه کوچک چاگیرسکایا از جامعه دیگری مهاجرت کرده بودند.
این ساختار اجتماعی در میان جوامع شکارچی - گردآورنده امروزی رایج است و با عنوان "پدر بومی" ((Patrilocality (شرایطی که در آن ورود زنان و نه مردان یعنی ماندن پسران نزد خانوادهها مسبب این وضعیت شده است) شناخته میشود.
۳-قطب شمال باشکوهدانشمندان دانمارکی قدیمیترین توالیهای DNA شناخته شده جهان را در رسوبات عصر یخبندان شناسایی کردند. هسته زمین که از شمال گرینلند گرفته شده نشان داد که منطقه قطبی زمانی ۲ میلیون سال پیش مملو از حیات گیاهی و جانوری بود.
ماستودونها (پستانک دندان)، گوزنهای شمالی، غازها، لمینگها و خرگوشها در اکوسیستمی زندگی میکردند که ترکیبی از گیاهان و جانوران معتدل و قطب شمال بود.
مواد ژنتیکی موجود در خاک که مدتها پیش توسط همه موجودات زنده در محیط پراکنش یافته داستان کامل تری از زندگی ماقبل تاریخ را بیش از فسیلها بازگو میکنند. این اکوسیستم باستانی بینظیر معادل مدرنی ندارد، اما میتواند یک نقشه راه ژنتیکی برای چگونگی سازگاری برخی از گونهها با بحران آب و هوا را ارائه کند.
۴-راز چاه قرون وسطاییکارگران ساختمانی در سال ۲۰۰۴ میلادی در یک مرکز خرید در نورویچ انگلستان ۱۷ جسد را در بخش زیرین یک چاه ۸۰۰ ساله کشف کردند. برای درک بیشتر در مورد چگونگی مرگ شش بزرگسال و ۱۱ کودک که بقایای آنان در آنجا پیدا شد دانشمندان اخیرا توانستند به لطف پیشرفت در توالی یابی DNA باستانی مواد ژنتیکی دقیقی را استخراج کنند که در استخوانها حفظ شده است.
ژنوم شش نفر از این افراد نشان داد که چهار نفر از آنان با یکدیگر مرتبط بودند از جمله سه خواهر، که کوچکترین آنان ۵ تا ۱۰ ساله بود. تجزیه و تحلیل بخش عمده مواد ژنتیکی نشان داد که هر شش نفر تقریبا مطمئنا یهودیان اشکنازی بودند.
یهودیت اساسا یک هویت مذهبی و فرهنگی مشترک است، اما در نتیجه یک رویه دیرینه ازدواج درون جامعهای گروههای یهودی اشکنازی اغلب دارای اصل و نسب ژنتیکی متمایزی هستند که شامل نشانگرهایی برای برخی اختلالات ژنتیکی نادر است.
پژوهشگران بر این باورند که تمام آنان در جریان خشونت یهود ستیزانهای که شهر را ویران ساخت (که به احتمال زیاد شورش فوریه ۱۱۹۰ میلادی مربوط به سومین جنگ صلیبی بوده و یکی از مجموعه جنگهای مذهبی بود که مورد حمایت کلیسای کاتولیک قرار داشته است) جان شان را از دست دادند.
۵-قربانی پمپئیپمپئی که به دنبال فوران کوه وزوو که از سال ۷۹ پس از میلاد مسیح در خاکستر آتشفشانی باقی مانده از یکی از مکانهای باستان شناسی بوده که به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است.
با این وجود، دریافت اطلاعات ژنتیکی دقیق از بقایای اسکلتهای حفظ شده در آن شهر مدتها توسط دانشمندان صورت نگرفته بود. در اوایل سال جاری، دانشمندان گفتند که برای اولین بار موفق به تعیین توالی ژنوم مردی شدند که پس از فوران آتشفشان فوت کرد.
پیش از تازهترین مطالعه صورت گرفته تنها بخشهای کوتاهی از DNA میتوکندری از بقایای انسان و حیوان در پمپئی توالی یابی شده بودند. ممکن است بتوان با موفقیت DNA باستانی را از نمونههای آن استخراج کرد، زیرا مواد آذرآواری (ترکیبی داغ از گاز، گدازه و آوار) که در طول فوران تخلیه میشوند ممکن است از DNA در برابر عوامل محیطی مانند اکسیژن در جو محافظت کنند که منجر به تجزیه شدن میشوند.
۶-حیوان دورگهبراساس نتیجه پژوهشی که درماه ژانویه منتشر شد موجود باشکوه اسب مانندی به نام کونگا که ۴۵۰۰ سال پیش زندگی میکرد اولین حیوان دورگه شناخته شده با والدینی از دو گونه مختلف بود.
توصیفات و تصاویر در هنر و متون بین النهرین حیوان قدرتمندی را به تصویر میکشد که ارابههای جنگی را به داخل نبرد میکشاند و هم چنین وظیفه حمل وسایل نقلیه سلطنتی در هنگام برگزاری رژهها را برعهده داشت. اسکلتهای دست نخورده این موجودات در کنار افراد با منزلت آن دوران دفن شدند.
با این وجود، هویت واقعی آن حیوان مدتها بود که باستان شناسان را متحیر ساخته بود. اسبهای اهلی تا ۴۰۰۰ سال پیش به این منطقه که گاهی به آن هلال حاصلخیز (Fertile Crescent)) نام بخش تاریخی از خاور میانه و دربرگیرنده بخشهای خاوری دریای مدیترانه، میان رودان و مصر باستان میباشد و از طریق رودهای نیل، دجله، فرات، کارون و رود اردن سیراب میشود) نیز گفته میشود نرسیده بودند.
توالی یابی DNA از اسکلت آن حیوان نشان که از یک پدر که خری وحشی و سوری تبار بوده و از یک مادر الاغ که احتمالا عمدا توسط انسانها پرورش داده شده به وجود آمده بود.
۷-اولین آمریکایی ها؟توالی یابی DNA منشاء برخی فسیلهای انسانی با ظاهر عجیب یک استخوان ران و بخشی از جمجمه که در غاری در جنوب غربی چین در سال ۱۹۸۹ میلادی کشف شد را نشان داد.
ویژگیهای ابتدایی استخوانها دانشمندان را آزار میداد، زیرا مشخص نبود این فسیلها به چه گونهای از انسانها تعلق دارند. شاید آنان فکر میکردند که این فسیلها متعلق به یک جمعیت ترکیبی از انسانهای منقرض شده و مدرن یا شاید یک گونه انسانی پیشتر ناشناخته هستند که در کنار گونههای ما وجود داشته اند.
دانشمندان چینی اخیرا مواد ژنتیکی را از جمجمهای استخراج کردند و دریافتند که متعلق به یک زن بوده که به احتمال زیاد یکی از اجداد مستقیم انسان مدرن یکی از اعضای هوموساپینس بوده است.
پژوهشگران سپس ژنوم استخراج شده از DNA باستانی را با ژنوم افراد دیگر از سراسر جهان (مدرن و باستان) مقایسه کردند.
آنان دریافتند که استخوانها متعلق به فردی است که عمیقا با اصل و نسب آسیای شرقی بومیان امریکا مرتبط است. پژوهشگران بر این باورند که این گروه از مردم به سمت شمال به سوی سیبری سفر کرده و سپس از تنگه برینگ عبور کردند تا به تعدادی از اولین آمریکاییها تبدیل شوند.
منبع: فرارو
کلیدواژه: دی ان ای نئاندرتال ها مواد ژنتیکی استخوان ها توالی یابی DNA باستانی انسان ها مرگ سیاه فسیل ها سال پیش
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را بهطور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کردهاست، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۶۸۱۴۶۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتیکه در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
به این دلیل چیپس نخورید!
فرارو- در قرن گذشته درک محققان از ژنتیک دستخوش دگرگونی عمیقی شده است. ژنها به عنوان حوزههایی از DNA که مسئول ویژگیهای فیزیکی ما هستند تا سالها مطابق با مدل اصلی ژنتیک که توسط "گرگور مندل" زیست شناس در سال ۱۸۶۵ میلادی ارائه شد بدون تغییر قلمداد میشدند.
به گزارش فرارو به نقل از کانورسیشن، ظهور رشته اپی ژنتیک یا فراژن شناسی در سال ۱۹۴۲ میلادی این تصور را درهم شکست. اپی ژنتیک به تغییراتی در بیان ژن اشاره دارد که بدون تغییر در توالی DNA رخ میدهد. برخی از تغییرات اپی ژنتیک جنبهای از عملکرد سلول هستند مانند تغییرات مرتبط با پیری. با این وجود، عوامل محیطی نیز بر عملکرد ژنها تاثیر میگذارند بدان معنا که رفتار افراد بر ژنتیک آنان تاثیر میگذارد. برای مثال، دوقلوهای همسان از یک تخمک بارور شده رشد میکنند و در نتیجه ساختار ژنتیکی یکسانی دارند. با این وجود، با افزایش سن دوقلوها ظاهر آنان ممکن است به دلیل قرار گرفتن در معرض محیطی متمایز متفاوت باشد.
یکی از دوقلوها ممکن است از یک رژیم غذایی متعادل سالم استفاده کند در حالی که دیگری ممکن است رژیم غذایی ناسالم داشته باشد که منجر به تفاوت در بیان ژنهای آنان میشود که در چاقی نقش دارند و به اولین دوقلو کمک میکند درصد چربی بدن کمتری داشته باشد. افراد کنترل زیادی بر روی برخی از این عوامل مانند کیفیت هوا ندارند. با این وجود، عوامل دیگر بیشتر تحت کنترل فرد هستند: فعالیت بدنی، سیگار کشیدن، استرس، مصرف مواد مخدر و قرار گرفتن در معرض آلودگی مانند آلودگی ناشی از پلاستیک، آفت کشها و سوزاندن سوختهای فسیلی از جمله اگزوز خودرو.
عامل دیگر تغذیه است که باعث ایجاد زیرشاخه اپی ژنتیک تغذیهای شده است. این رشته با مفاهیمی مرتبط است مانند این جمله معروف که "شما همان چیزی هستید که میخورید" و "شما همان چیزی هستید که مادربزرگ تان خورده است". به طور خلاصه، اپی ژنتیک تغذیهای مطالعه در این باره است که چگونه رژیم غذایی شما و رژیم غذایی والدین و پدربزرگ و مادربزرگ تان بر ژنهای شما تاثیر میگذارد. از آنجایی که انتخابهای غذایی که امروزه فرد انجام میدهند بر ژنتیک فرزندان آینده اش تاثیر میگذارد اپی ژنتیک ممکن است انگیزهای برای انتخابهای غذایی بهتر ایجاد کند.
تیمی تحقیقاتی متشکل از متخصصان در حوزه اپی ژنتیک از دانشگاههای ویسکانسین - مدیسن و دانشگاه داکوتای شمالی مطالعهای انجام داده اند در این باره که چگونه رژیم غذایی و انتخاب سبک زندگی میتواند به حفظ سلامت افراد کمک کند.
داستان قحطیریشههای تحقیقات اپی ژنتیک تغذیهای را میتوان در یک فصل تلخ در تاریخ جستجو کرد: زمستان همراه با گرسنگی و قحطی هلندی در مراحل پایانی جنگ جهانی دوم. در طول اشغال هلند توسط نازیها هلندیها مجبور به زندگی با جیرههای ۴۰۰ تا ۸۰۰ کیلو کالری در روز بودند که با رژیم غذایی معمولی ۲۰۰۰ کیلو کالری که به عنوان استاندارد توسط سازمان غذا و دارو استفاده میشد تفاوت بسیار زیادی داشت. در نتیجه حدود ۲۰۰۰۰ نفر جان خود را از دست دادند و ۴.۵ میلیون نفر دچار سوء تغذیه شدند.
نتایج مطالعات نشان داد که قحطی باعث تغییرات اپی ژنتیکی در ژنی به نام IGF۲ شد که با رشد و تکامل مرتبط است. این تغییرات رشد عضلانی را در فرزندان و نوههای زنان باردار که قحطی را تحمل کردند سرکوب کرد. برای نسلهای بعدی این سرکوب منجر به افزایش خطر چاقی، بیماری قلبی، دیابت و وزن کم هنگام تولد شد. این یافتهها لحظهای مهم در تحقیقات اپی ژنتیک بودند و به وضوح نشان دادند که عوامل محیطی مانند قحطی میتواند منجر به تغییرات اپی ژنتیکی در فرزندان شود که ممکن است پیامدهای جدی برای سلامتی آنان داشته باشد.
نقش رژیم غذایی مادرتا پیش از این کار پیشگامانه اکثر محققان معتقد بودند که تغییرات اپی ژنتیکی نمیتواند از نسلی به نسل دیگر انتقال یابد. در عوض، محققان فکر میکردند که تغییرات اپی ژنتیکی میتواند با قرار گرفتن در معرض اوایل زندگی رخ دهد مانند دوران بارداری که یک دوره بسیار آسیب پذیر رشد قلمداد میشود. بنابراین، تحقیقات اولیه اپی ژنتیک تغذیهای بر روی دریافت رژیم غذایی در دوران بارداری متمرکز شد. یافتههای مرتبط با پژوهش درباره زمستان گرسنگی هلندی بعدا توسط نتایج مطالعات حیوانی تایید شد که به محققان اجازه میدهد نحوه پرورش حیوانات را کنترل کنند که میتواند به کنترل متغیرهای تاثیرگذار کمک کند.
مزیت دیگر برای محققان این است که موشها و گوسفندهای مورد استفاده در این مطالعات سریعتر از افراد انسانی تولید مثل میکنند و اجازه میدهند نتایج سریع تری حاصل شوند. علاوه بر این، محققان میتوانند رژیم غذایی حیوانات را در تمام طول عمر آنان به طور کامل کنترل کنند و این موضوع اجازه میدهد تا جنبههای خاصی از رژیم غذایی دستکاری و بررسی شود. این عوامل در کنار یگدیگر به محققان اجازه میدهند تا تغییرات اپی ژنتیکی در حیوانات را بهتر از افراد انسانی بررسی کنند.
در یک مطالعه صورت گرفته محققان موشهای ماده باردار را در معرض یک قارچ کُش رایج به نام وینکلوزولین قرار دادند. در پاسخ به این قرار گرفتن در معرض این قارچ کش توانایی تولید اسپرم اولین نسل متولد شده موشها کاهش یافت و منجر به افزایش ناباروری در موشهای نر شد. به طور بحرانی این اثرات مانند تاثیرات ناشی از قحطی به نسلهای بعدی انتقال یافتند.
به همان اندازه که این آثار برای شکل دهی به اپی ژنتیک تغذیهای بی نظیر هستند دیگر دورههای رشد نادیده گرفته شدند و نقش پدران در میراث اپی ژنتیک فرزندانشان کاملا نادیده گرفته شد. با این وجود، مطالعهای تازهتر بر روی گوسفندان نشان داد که رژیم غذایی پدری همراه با اسید آمینه متیونین که از بدو تولد تا از شیر گرفتن را شامل میشود بر رشد و ویژگیهای تولید مثلی سه نسل بعدی تاثیر میگذارد. متیونین یک اسید آمینه ضروری است که در متیلاسیون DNA نقش دارد و نمونهای از تغییرات اپی ژنتیکی است.
انتخابهای سالم برای نسلهای آیندهاین مطالعات بر تاثیر ماندگار رژیم غذایی والدین بر فرزندان و نوههای شان تأکید میکنند. نتایج این مطالعات هم چنین به عنوان یک انگیزه قوی برای والدین بالقوه و والدین فعلی برای انتخاب رژیم غذایی سالمتر عمل میکنند، زیرا انتخابهای غذایی والدین بر رژیم غذایی فرزندان شان تاثیر میگذارد.
هنوز ناشناختههای زیادی در مورد این که رژیم غذایی چگونه بر ژنهای ما تاثیر میگذارد وجود دارد. آن چه تحقیقات در مورد اپی ژنتیک تغذیهای نشان میدهد دلیل قوی و قانع کنندهای برای در نظر گرفتن تغییر سبک زندگی است.
آن جه بسیاری از محققان در مورد رژیم غذایی غربی میدانند درباره آن چیزی است که بسیاری از امریکاییها میخورند یک رژیم غذایی غربی سرشار از چربیهای اشباع شده، سدیم و قند که فیبر اندکی دارد. جای تعجبی ندارد که رژیمهای غذایی غربی با پیامدهای منفی سلامتی مانند چاقی، دیابت نوع ۲، بیماریهای قلبی - عروقی و برخی سرطانها مرتبط هستند.
یک نقطه خوب برای آغاز خوردن بیشتر مواد غذایی کامل و فرآوری نشده به ویژه میوه ها، سبزیجات و غلات کامل و کمتر خوردن غذاهای فراوری شده یا مواد غذایی حاضری است که فست فود، چیپس، کوکی ها، آب نبات، پیتزاهای منجمد شده سوپهای کنسرو شده و نوشیدنیهای شیرین را شامل میشود. این تغییرات رژیم غذایی به دلیل فوایدی که برای سلامتی دارند به خوبی شناخته شده و در دستورالعملهای غذایی ۲۰۲۰ – ۲۰۵۰ برای امریکاییها و توسط انجمن قلب آمریکا توضیح داده شده اند.
بسیاری از افراد پذیرش تغییر سبک زندگی را کاری دشوار میدانند به ویژه زمانی که غذا را نیز شامل شود. انگیزه یک عامل کلیدی برای ایجاد این تغییرات است. خوشبختانه اینجا جایی است که خانواده و دوستان میتوانند کمک کنند. آنان تاثیر عمیقی بر تصمیم گیریهای سبک زندگی دارند. با این وجود، در سطح اجتماعی گستردهتر امنیت غذایی به معنای توانایی افراد برای دسترسی و تهیه غذای سالم باید یک اولویت حیاتی برای دولت ها، تولید کنندگان و توزیع کنندگان مواد غذایی و گروههای غیرانتفاعی باشد. فقدان امنیت غذایی با تغییرات اپی ژنتیکی مرتبط است که با پیامدهای منفی سلامتی مانند دیابت، چاقی و افسردگی مرتبط میباشد.
از طریق اصلاح نسبتا ساده سبک زندگی افراد میتوانند به طور قابل توجه و قابل اندازه گیریای بر روی ژنهای فرزندان و نوههای آینده خود تاثیر بگذارند. بنابراین، وقتی یک بسته چیپس را از کنار میگذارید و به جای آن میوه یا سبزیجات را انتخاب میکنید به خاطر داشته باشید: این فقط برای شما نیست بلکه برای نسلهای آینده نیز مناسب است.