Copyright © by Ullstein Buchverlage GmbH, Berlin.

Published in 2019 by Propyläen Velrag

Tytuł oryginału:

Die Reise unserer Gene: Eine Geschichte über uns und unsere Vorfahren

All rights reserved

Wydawnictwo Bez Fikcji

Oświęcim 2021

Wszelkie Prawa Zastrzeżone

Redakcja:

Rafał Mazur

Korekta:

Artur Gajewski

Redakcja techniczna:

Mateusz Bartel

Projekt okładki:

Paulina Klimek

www.wydawnictwoniezwykle.pl

Numer ISBN: 978-83-8178-513-6

Bezpłatny fragment

WSTĘP

ROZDZIAŁ I. Praca, która (czasami) daje w kość

ROZDZIAŁ II. Uporczywi imigranci

ROZDZIAŁ III. Przybysze to nasza przyszłość

ROZDZIAŁ IV. Społeczeństwa równoległe

ROZDZIAŁ V. Samodzielni młodzi faceci

ROZDZIAŁ VI. Europejczycy znajdują język (w gębie)

ROZDZIAŁ VII. Struktury patriarchalne

ROZDZIAŁ VIII. Kto przenosi dżumę?

ROZDZIAŁ IX. Nowy świat, nowe epidemie

ZAKOŃCZENIE. Koniec czarno-białego spojrzenia na świat

BIBLIOGRAFIA

PODZIĘKOWANIA

ŹRÓDŁA ILUSTRACJI

PRZYPISY

WSTĘP

Czegoś takiego Europa jeszcze nie przeżyła. Płynący przez Bałkany w głąb kontynentu potok migrantów sprowadził na nią prawdziwy – tutaj to słowo doskonale pasuje – przełom. Od tamtej pory już nic nie było takie jak dawniej. Do Europy przybyły tłumy licznych rodzin o rolniczych korzeniach, mając przed oczami jeden konkretny cel: zajęcie nowych terenów. Dotychczasowi mieszkańcy nie mieli z nimi szans. Najpierw się wycofali, a potem zniknęła dawna europejska kultura. Ludzie, którzy od tej pory zajmowali Europę, całkowicie różnili się od tych, których wyparli – tak właśnie wygląda wymiana ludności.

Chociaż od przybycia tamtej tak dynamicznej fali migracyjnej minęło już 8000 lat, dopiero od niedawna wiemy więcej na jej temat. Zbrojni w rewolucyjną technologię, zmieliliśmy pradawne kości na pył i wydestylowaliśmy z ich DNA historie, które opowiadamy w niniejszej książce. Młoda gałąź nauki – archeogenetyka – wykorzystuje opracowane przez medycynę metody do rozszyfrowania starego, liczącego sobie niekiedy nawet setki tysiącleci materiału genetycznego. Gałąź ta jest jeszcze relatywnie nowa, ale już zdobyta do tej pory dzięki niej wiedza jest niewyobrażalna. W ludzkich kościach z dalekiej przeszłości rozpoznajemy nie tylko genetyczne profile zmarłych, ale także drogi, jakimi ich geny trafiły do Europy, czyli kiedy i skąd ci ludzie tutaj przywędrowali. Przybycie Anatolijczyków przed 8000 lat to tylko jedna z wielu wędrówek ludów w historii naszego kontynentu. Archeogenetyka pokazuje, że ludzie o „czysto” europejskich korzeniach nie istnieją – i najprawdopodobniej nigdy nie istnieli. Wszyscy mamy migracyjne pochodzenie, o którym opowiadają nasze geny.

Gdy w 2014 roku udowodniliśmy fakt przybycia Anatolijczyków w epoce kamienia do Europy, nie przypuszczaliśmy, jak bardzo adekwatne odniesienie do aktualnej sytuacji na naszym kontynencie znajdzie ten temat niewiele później. Latem 2015 w kierunku centralnej Europy ponownie popłynęła przez Bałkany fala migracyjna, która zaniepokoiła wiele europejskich państw, i której skutki polityczne będą trudne do przewidzenia jeszcze przez długi czas. Zasadniczo niegroźne hasło „Damy radę” podzieliło społeczeństwo na dwa obozy, częściowo nie do pogodzenia[1]. Dziś zdanie to jest wykorzystywane przez przeciwników migracji głównie jako jego własna karykatura, mająca wyrazić coś dokładnie odwrotnego. Masowa imigracja jest przedstawiana jako zjawisko, które nas przerasta i którego w żadnym wypadku nie należy bezwarunkowo akceptować. Także debaty dotyczące Światowego Paktu w sprawie Migracji pokazały, z jak kontrowersyjnym tematem mamy do czynienia. W Niemczech rozgorzały postulaty odrzucenia tej umowy, a wiele krajów zaprzestało wspierania projektu, gdyż jakoby Pakt nie ograniczał migracji, a wręcz im sprzyjał. Są to spory natury politycznej, w których archeogenetyka nie powinna przyjmować roli arbitra – czego zresztą nie chce czynić. Może jednak pomóc w lepszym uporządkowaniu pewnych spraw oraz w zrozumieniu, czym tak naprawdę jest Europa: toczącą się od tysiącleci historią postępu, który nie byłby możliwy bez migracji i mobilności ludzi.

Pomysł napisania niniejszej książki zrodził się w wyniku obserwacji przykrych konsekwencji „lata uchodźców” w 2015 roku. Archeogenetyka może dorzucić swoje trzy grosze do wielu debat społecznych prowadzonych do tamtego czasu – przecież pozostawienie jej wiedzy w pyle zmielonych kości byłoby zmarnowaniem wysiłku, jaki włożyli w dokonanie odkryć naukowcy. To, czym będziemy zajmowali się na kolejnych stronach, są wielkie fale migracyjne, przetaczające się przez Europę od pradawnych czasów, a także te, które zaczęły się tutaj i stworzyły zachodni świat. Zajmiemy się między innymi odwieczną trasą przez Bałkany i występującymi od niepamiętnych czasów konfliktami na tle migracyjnym. Wyjaśnimy, dlaczego pierwsi Europejczycy byli ciemnoskórzy. A także, dlaczego na podstawie analizy genomu można wprawdzie umiejscowić na mapie poszczególnych Europejczyków, ale jednocześnie nie można wyznaczyć genetycznych granic państw czy narodowości. Napniemy łuk historii od czasu epoki lodowej, w której rozpoczęła się genetyczna podróż Europejczyków, aż po dziś dzień, kiedy to jesteśmy blisko wzięcia naszej ewolucji we własne ręce. Należy podkreślić, że książka ta ma nie tylko na celu wskazanie politycznych kontrowersji, ale także zebranie wyników badań archeogenetyki na temat historii Europy po raz pierwszy w jednej pracy.

Nowe wyniki badań nie są przydatne w zerojedynkowych debatach. Bez wątpienia przybysze wywarli wpływ na Europę, nie pozostawia także wątpliwości fakt, że związane z nimi zmiany przyniosły wiele cierpienia, chociażby myśliwym i zbieraczom, którzy zostali wyparci przez anatolijskich rolników. Historia migracji to także sięgająca aż do epoki kamienia historia śmiertelnych chorób, jak choćby dżumy. Dość prawdopodobne jest, że to migracja zbudowała ciągnący się przez całą Europę pas startowy dla śmierci – ale i utorowała drogę tym, których potomkowie zainicjowali epokę brązu. Jesteśmy świadomi, że książka ta dostarczy argumentów osobom otwartym na migrację, jak również i tym, którzy chcieliby wyznaczyć jej wyraźne granice. Mamy tylko nadzieję, że po jej lekturze nikt już nie będzie utrzymywał, że mobilność nie jest czymś leżącym w ludzkiej naturze. Autorzy chcieliby natomiast najbardziej, by Czytelnicy i Czytelniczki zbliżyli się do ich punktu widzenia, czyli do przekonania, że funkcjonujące od tysiącleci społeczeństwo globalne także w przyszłości będzie stanowiło klucz do postępu, również – i przede wszystkim – dla Europy.

Nad niniejszą książką pracowało dwóch autorów. Johannes Krause, który od kolejnego rozdziału przyjmie rolę narratora pierwszoosobowego, należy (z racji jego skromności słowa te pisze drugi autor) do najbardziej uznanych specjalistów w zakresie archeogenetyki na świecie i jest dyrektorem Instytutu Nauk o Historii Ludzkości im. Maxa Plancka w Jenie. Współautorowi Thomasowi Trappe przypadło w udziale nie tylko spisanie zgromadzonej przez Krausego wiedzy i stworzenie z niej zwięzłego opowiadania, ale także umieszczenie jej we współczesnych ramach i osadzenie w aktualnych debatach politycznych. W ubiegłych latach Trappe jako dziennikarz wielokrotnie współpracował już z profesorem Krausem, a ponadto zajmował się tematyką nacjonalizmu i współczesną spuścizną ideologii volkizmu. Podczas wielu rozmów obu autorów zrodziła się wola umieszczenia naukowych rozważań i współczesnych debat na łamach jednej książki.

Zaczniemy od krótkiej przechadzki przez podstawy archeogenetyki. Oraz od kości palca, która wywarła niebagatelny wpływ na karierę naukową Krausego. Co absolutnie zaskakujące, to ona przedstawiła nam nową formę człowieka – i pośrednio świadczy o powinowactwie wczesnych Europejczyków z neandertalczykami.

ROZDZIAŁ I

Praca, która (czasami) daje w kość

Syberyjski palec wskazuje nam nowego praczłowieka. Genetycy podekscytowani jak poszukiwacze złota – mają cudowne maszyny. Adam i Ewa wcale nie byli parą. Neandertalczyk okazuje się iluzją. Jak ogłupia Park Jurajski? Tak, wszyscy jesteśmy spokrewnieni z Karolem Wielkim.

Kość na biurku

Opuszka, którą pewnego zimowego poranka 2009 roku zastałem na swoim biurku, była tylko smętną resztką całego palca. Brakowało paznokcia, podobnie jak skóry – ostała się jedynie końcówka paliczka, nie większa od pestki czereśni. Jak później odkryłem, należała do pięcio-, może siedmioletniej dziewczynki. Opuszka palca przybyła z bardzo daleka, bo aż z Nowosybirska, w zwykłej kopercie bąbelkowej, jaką można kupić na każdej poczcie. Nie wszyscy ucieszyliby się na widok ludzkich szczątków z Rosji na stole, i to jeszcze przed poranną kawą. Ale ja tak!

Prawie dziesięć lat wcześniej, w 2000 roku, w czasie konferencji prasowej w Białym Domu ówczesny amerykański prezydent Bill Clinton ogłosił – po dziesięciu latach pracy i zainwestowaniu miliardów dolarów w Projekt poznania ludzkiego genomu (Human Genome Project, HGP) – że rozszyfrowanie ludzkiego genomu stało się faktem. DNA miało wówczas swoje pięć minut w mediach. Niemiecka gazeta codzienna Frankfurter Allgemeine Zeitung wycofała stały felieton, by zrobić miejsce dla sekwencji ludzkiego genomu, nieskończonego rzędu zasad azotowych A, T, C i G. Wielu ludzi uświadomiło sobie wtedy, jak bardzo genetyka wkrótce zyska na znaczeniu. Wciąż panowało przekonanie, że DNA można przeczytać niczym plan budowy organizmu.

W 2009 roku nauka była już bardzo blisko tego celu. Odbywałem w tym czasie staż podoktorski w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku, znanym również pod obrazowym skrótem MPI-EVA. Już wówczas Instytut stanowił dobre miejsce dla naukowczyń i naukowców, którzy przy pomocy wysoko wydajnej techniki chcieli sekwencjonować DNA ze starych kości. Możliwości te poprzedzone były wieloletnimi wysiłkami włożonymi w badania genetyczne. To one pozwoliły na to, by choć odrobinę opisać historię powstania ludzkości na podstawie znalezionej na moim biurku kostki. Syberyjskie znalezisko przedstawiało bowiem liczące sobie 70 000 lat szczątki dziewczynki, będącej dotychczas nieznaną formą praczłowieka. Zdradziło to nam kilka miligramów kostnego pyłu, oczywiście przy pomocy niezwykle skomplikowanego sekwenatora DNA. Jeszcze kilka lat wcześniej z technicznego punktu widzenia było w ogóle niewyobrażalne, by na podstawie jedynie maleńkiej opuszki palca stwierdzić, do kogo należała. Fragment kostki powiedział nam zresztą o wiele więcej. Dowiedzieliśmy się także, co łączyło tę dziewczynkę z nami, żyjącymi obecnie ludźmi – i co nas od siebie różniło.

Bilion dziennie

DNA jako plan budowy organizmu żywego jest znane już od ponad stu lat. Po ogromie pracy włożonym przez Rosalind Franklin, w 1953 roku James Watson i Francis Crick odkryli jego strukturę, za co zresztą dziewięć lat później obaj zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie medycyny (Franklin wówczas już nie żyła – zmarła młodo, w wieku zaledwie 37 lat). Od tej pory to medycyna napędzała badania nad DNA i zainicjowała Projekt poznania ludzkiego genomu.

Kamieniem milowym w kierunku odszyfrowania DNA, czyli jego odczytania, było opracowanie w latach osiemdziesiątych ubiegłego wieku reakcji łańcuchowej polimerazy[2]. Metoda ta stanowi jedną z podstaw działania dzisiejszych sekwenatorów, odczytujących kolejność zasad azotowych wewnątrz cząsteczki DNA. Od przełomu tysiącleci nastąpił dalszy błyskawiczny rozwój tego typu urządzeń. Każdy, kto przypomina sobie stare dobre komputery Commodore 64 i korzysta dzisiaj ze smartfona, jest sobie w stanie wyobrazić, jak ogromny postęp techniczny nastąpił także w dziedzinie genetyki.

Kilka liczb pomoże zrozumieć, w jakich wymiarach się poruszamy w kwestii odszyfrowania DNA: ludzki genom składa się z 3,3 miliarda zasad[3]. W 2003 roku, kiedy to zakończono projekt, na odszyfrowanie informacji genetycznej człowieka wciąż potrzebowano ponad dziesięciu lat[4]. Dziś w naszym laboratorium rozszyfrowujemy bilion par zasad azotowych dziennie. Na przestrzeni ostatnich dwunastu lat przepustowość maszyn zwiększyła się setki milionów razy, dzięki czemu obecnie w ciągu jednego dnia przy pomocy jednego jedynego sekwenatora potrafimy odkodować 300 ludzkich genomów. Bajeczny wynik. Bardzo możliwe, że za dziesięć lat na całym świecie rozszyfrowywanie genomów zwykłych ludzi stanie się chlebem powszednim – przy czym do tej pory zazwyczaj nie docenialiśmy szybkości postępu. Analizy sekwencji DNA są coraz szybsze i tańsze, dzięki czemu stają się coraz bardziej dostępne dla wszystkich. Obecnie badanie genomu kosztuje mniej niż szczegółowe badanie krwi, więc łatwo sobie wyobrazić, że rozszyfrowanie genomu noworodka wkrótce stanie się rutyną dla świeżo upieczonych rodziców. Sekwencjonowanie DNA daje ogrom możliwości chociażby w zakresie wczesnego rozpoznawania predyspozycji genetycznych do określonych chorób – i ten potencjał cały czas będzie rósł[5].

Johannes Krause pobiera próbkę DNA z kości ramiennej neandertalczyka – praczłowieka pochodzącego z leżącej w Niemczech doliny Neandertal.

Największym zagrożeniem przy analizie DNA jest zanieczyszczenie materiału. By mu zapobiec, próbki kości pobiera się w odzieży ochronnej i w warunkach próżniowych.

Podczas gdy medycyna rozszyfrowuje genomy żyjących ludzi w celu lepszego rozumienia chorób i opracowywania nowych preparatów i metod leczenia, archeogenetycy wykorzystują techniki opracowane pod kątem żywego człowieka do analizy znalezisk archeologicznych: kości, zębów czy próbek gleby, aby na podstawie znalezionego w nich DNA wyciągać wnioski na temat pochodzenia ludzi zmarłych przed wieloma wiekami. To otwiera przed archeologią szereg nowych możliwości. Inaczej niż do tej pory, dziedzina ta nie jest już skazana wyłącznie na teorie i interpretacje, lecz może wreszcie na podstawie analizy genetycznej potwierdzić wędrówki ludów z nieprawdopodobną dotychczas precyzją.

Rozszyfrowanie starych próbek DNA ma dla archeologów porównywalnie ważkie znaczenie jak inna rewolucja technologiczna, a mianowicie określanie wieku znalezisk archeologicznych metodą datowania radiowęglowego, którego wdrożenie w latach pięćdziesiątych ubiegłego wieku przyniosło całkowicie nową jakość wyników. Dzięki tej metodzie po raz pierwszy można było w pewny sposób datować ludzkie szczątki, nawet jeśli oczywiście nie była to dokładność co do jednego roku. Archeogenetyka umożliwia „czytanie z fragmentów szkieletu” i odnajdywanie relacji, o których nie wiedzieli nawet ci, do których te kości należały. Ludzkie resztki, niektóre zagrzebane w ziemi przez wiele dziesiątek tysięcy lat, stały się w ten sposób cennymi posłańcami z przeszłości. Tkwią w nich zapisane historie naszych przodków, które przedstawiliśmy w niniejszej książce – niektóre w ogóle po raz pierwszy.

Mutacja motorem postępu

Młoda gałąź nauki, jaką jest archeogenetyka, może nam pomóc w odnalezieniu odpowiedzi na niektóre z najstarszych i najbardziej podstawowych pytań dotyczących historii ludzkości: co sprawia, że jesteśmy ludźmi? Skąd pochodzimy? I jak staliśmy się tymi, kim jesteśmy obecnie?

Datowanie radiowęglowe

Od XIX wieku archeolodzy badają kości i artefakty – naczynia, broń, ozdoby – i starają się na tej podstawie stwierdzić, jak żyli nasi przodkowie i kiedy rozprzestrzenili się po świecie. Bardzo długo archeologia działała na zasadzie sudoku: z połączenia wielu znalezisk, we współgraniu z innymi poszlakami powoli opracowywano całościowy obraz. Gdy więc przykładowo znajdywano wytworzoną w konkretny sposób misę ceramiczną obok ludzkiego szkieletu, a inną misę takiego samego typu obok innego szkieletu, dochodzono do wniosku, że są to członkowie jednej kultury, żyjący w jednej epoce. Z innych znalezisk w pobliżu, na przykład inskrypcji czy narzędzi, próbowano poukładać poszczególne epoki we właściwej kolejności. Aż do połowy XX wieku przyporządkowanie czasowe prawie zawsze opierało się w dużej mierze na szacunkach, a przy szkieletach bez jakichkolwiek dodatków nawet i to nie było możliwe. Sytuacja zmieniła się dopiero wraz z nadejściem metody węgla radioaktywnego (datowania radiowęglowego), bez której nowoczesna archeologia nie miałaby szans na istnienie. Opracowana w 1946 roku metoda wykorzystująca izotop węgla 14C opiera się na stałej fizycznej jako wartości służącej do pomiaru: na rozpadzie węgla radioaktywnego, czyli substancji, która znajduje się w artefaktach archeologicznych pochodzenia organicznego i działa jak coś w rodzaju wbudowanego zegara. Metoda bazuje na procesach rozpadu węgla, elementu budulcowego organizmów żywych. W wyniku fotosyntezy wnika on do roślin, na drodze łańcucha pokarmowego trafia do organizmów ludzi i zwierząt, po czym częściowo znowu jest oddawany do atmosfery. Tam promienie słoneczne przekształcają go w niestabilne izotopy radioaktywne – 13C i 14C. Oprócz tych niestabilnych izotopów rośliny pochłaniają głównie izotop 12C, czyli pierwotny stabilny wariant węgla, którego nie zmieniają promienie słoneczne. Z biegiem tysiącleci niestabilne izotopy 13C i 14C rozpadają się, dążąc do powrotu do stabilnej formy 12C. To stała fizyczna, a zatem zachodzi cały czas w tym samym tempie, zawsze i niezależnie od jakichkolwiek wpływów zewnętrznych. Ta stałość przydaje się właśnie w metodzie datowania radiowęglowego. Na wielu stanowiskach archeologicznych znajduje się bowiem obiekty zawierające węgiel – bardzo często kości lub spalone drewno. Ze stosunku zawartości stabilnych izotopów węgla do zawartości izotopów niestabilnych można obliczyć, do kiedy materiał kostny lub drzewny pochłaniał izotopy niestabilne, a zatem jak dawno temu żyły dane organizmy. Od lat sześćdziesiątych metoda datowania radiowęglowego jest standardową metodą postępowania w archeologii. Dziś dysponujemy milionami obiektów archeologicznych datowanych w ten sposób. Dla archeogenetyki te dane także są niezbędne. Wprawdzie DNA kości otwiera okno pozwalające na zajrzenie do ich przeszłości – ale bez wiedzy, kiedy to okno się otworzyło, płynące z nich informacje byłyby o wiele mniej warte.

Jednym z najważniejszych pionierów na tym obszarze jest Svante Pääbo, od 1999 roku dyrektor Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku. To on, z wykształcenia lekarz, wyekstrahował w 1984 roku w czasie studiów doktoranckich na szwedzkim Uniwersytecie w Uppsali – mniej czy bardziej potajemnie, nocą w laboratorium – DNA z egipskiej mumii. To był początek jego wielkiej kariery naukowej. W 2003 roku zaprosił mnie „na pokład” w charakterze swego dyplomanta. Gdy dwa lata później stanęliśmy przed wyborem tematu mojej pracy doktorskiej, zaproponował mi, bym wspólnie z jego zespołem wziął udział w rozszyfrowaniu genomu neandertalczyka. To było istne szaleństwo: przy ówczesnym stanie techniki takie przedsięwzięcie wymagałoby dziesięcioleci, tym bardziej że musieliśmy zmielić wiele kilogramów cennych neandertalskich kości. Jednak postanowiłem zaufać Pääbo i jego umiejętności realnej oceny naszych możliwości. Przyjąłem wyzwanie. I to była dobra decyzja. Dzięki oszałamiająco szybkiemu rozwojowi techniki sekwencjonowania skończyliśmy pracę trzy lata później, i wcale nie dała nam ona tak bardzo w kość.

Właśnie w tym czasie trafił do mnie kawałek palca z Ałtaju. Kości takie jak ta to dla archeogenetyki nośnik danych, z których można wydobyć bardzo wiele informacji. Czy praczłowiek, do którego należała, był naszym bezpośrednim przodkiem, czy może raczej jego linia wymarła? Czym różnią się jego geny od naszych? W ten sposób genomy praludzi stają się szablonem, do którego przykładamy nasze współczesne DNA. Jako naukowców interesują nas te miejsca, w których szablon przestaje pasować. To te pozycje, w których nasze DNA uległo zmianie, zmutowało. Nawet jeśli u wielu słowo to wywołuje negatywne skojarzenia, to właśnie mutacje były motorem ewolucji i przyczyną tego, że dziś człowiek i szympans obserwują się przez płot w ogrodzie zoologicznym. Dla archeogenetyki mutacje to punkty zwrotne w historii ludzkości.

W czasie, jakiego potrzebujesz, by przeczytać ten rozdział, twoje DNA ulegnie chemicznym przemianom w milionach komórek twojego ciała, ustawicznie ulegając uszkodzeniom i wciąż się odnawiając: na skórze, w jelitach, po prostu wszędzie. Gdy w tych procesach coś pójdzie nie tak, mówimy o mutacjach. Dochodzi do nich bardzo często, co w obliczu bardzo wysokiej częstotliwości zachodzenia procesów odnowy komórek nie jest zaskoczeniem. Z reguły takie mutacje są natychmiast naprawiane przez organizm, jednakże ten mechanizm nie zawsze działa. Gdy mutacje wystąpią w komórce rozrodczej, a więc w plemniku lub komórce jajowej, mogą zostać przekazane jako cecha dziedziczna następnemu pokoleniu. Tutaj wkracza do akcji pewna funkcja ochronna organizmu, która powoduje, że komórki rozrodcze obarczone mutacjami powodującymi ciężkie choroby zazwyczaj obumierają. W przypadku mniej ważkich mutacji tak się jednak nie musi zdarzyć i w pewnych okolicznościach taka zmiana genetyczna zostanie przekazana potomstwu[6].

Zmiany genetyczne prowadzące do posiadania większej liczby potomstwa rozprzestrzeniają się w populacjach szybciej, gdyż są częściej przekazywane. Uboższe owłosienie ludzi w porównaniu z małpami człekokształtnymi jest zapewne skutkiem wielu mutacji, w wyniku których zamiast włosów rozwinęły się gruczoły potowe. Dzięki temu nowemu systemowi chłodzącemu skąpo owłosiony praczłowiek mógł pokonywać biegiem dłuższe odcinki, lepiej polować i szybciej uciekać, w wyniku czego dłużej żył i miał lepsze szanse na rozród. Praludzie o cechach dziedzicznych skutkujących bogatszym owłosieniem mieli siłą rzeczy mniejsze szanse na przetrwanie – i wymarli. Większość mutacji nie jest jednak ukierunkowana i prowadzi donikąd: albo w żaden sposób nie wpływają na organizm, albo też mu szkodzą i zostają negatywnie wyselekcjonowane, czyli po prostu usunięte. Rzadkie wyjątki, w których zmiany okazały się korzystne dla przeżycia i rozrodu, są natomiast selekcjonowane pozytywnie. Takie mutacje rozprzestrzeniają się i sprzyjają rozwojowi gatunku. W ten sposób ewolucja staje się owocem współgrania przypadków w warunkach nieprzerwanego testu praktycznego.

Pozdrowienia od praczłowieka

Rzut oka na materiał genetyczny starych kości to dla archeogenetyka podróż w wehikule czasu: na podstawie DNA naszych przodków żyjących przed wieloma tysiącami lat możemy dowiedzieć się, jakie mutacje przetrwały od tamtej pory do dziś, a jakie cechy zostały utracone. Takie też informacje mieliśmy nadzieję zdobyć, analizując paliczek z Rosji.

Anatolij Dieriewianko, jeden z najbardziej renomowanych archeologów w Rosji, znalazł liczącą sobie 70 000 lat kość w Denisowej Jaskini, czyli na wysokości zaledwie 700 m n.p.m. w górach Ałtaj. Góry są oddalone od Moskwy o ponad 3500 km na wschód, leżą w pobliżu granicy Rosji z Chinami, Mongolią i Kazachstanem – tym samym w sercu Azji. Denisowa Jaskinia to nie tylko ulubiony cel wycieczek, ale także od wielu lat kopalnia wiedzy dla naukowców, którzy raz po raz odkrywają tutaj szczątki oraz ogrom wytworzonych ludzką ręką przedmiotów z epoki kamienia. Dużym plusem Ałtaju jest panujący tam syberyjski klimat, który swoim zimnem doskonale konserwuje wszelkie znaleziska. Odkąd wybrałem się tam w 2010 roku ze Svante Pääbo i jeszcze kilkoma współpracownikami na spotkanie z Dieriewianko, wiem, że przy temperaturze 42 stopni Celsjusza poniżej zera na skórze tworzą się kryształki lodu.

W lipskim laboratorium ałtajski paliczek przeszedł standardowe procedury. Wywiercono w nim niewielki otworek, a pozyskany pył kostny trafił do specjalnej cieczy, pod wpływem której w końcu nastąpiło odizolowanie cząsteczek DNA. Nie przeprowadziliśmy zbyt wielu testów, gdyż do dyspozycji mieliśmy zaledwie dziesięć miligramów materiału – czyli tyle, ile waży okruch chleba. Wyszliśmy z założenia, że mamy do czynienia ze zwykłą kością człowieka rozumnego, być może neandertalczyka.

Tymczasem sekwenator nagle wyrzucił nam wyniki, które początkowo wywołały moją konsternację. DNA nie pasowało bowiem ani do człowieka rozumnego, ani do neandertalczyka. Na szybko zwołałem cały zespół, by zaprezentować mu te rewelacje. Zastanawiałem się, jaki błąd popełniłem. Wspólnie przeanalizowaliśmy dane. Raz, potem drugi, i jeszcze raz. Koniec końców stało się jasne, że wcale się nie pomyliłem. Gdy niedługo później zadzwoniłem do szefa, najpierw poprosiłem go, by usiadł.

Denisowa Jaskinia w syberyjskich górach Ałtaj, w której znaleziono paliczek denisowiańskiej dziewczynki. W jaskini tej żyli wcześni ludzie rozumni i neandertalczycy.

– Posłuchaj, Svante, wydaje mi się, że znaleźliśmy Homo erectus.

Homo erectus to wspólny przodek człowieka rozumnego i neandertalczyka, którego DNA nie zostało dotychczas rozszyfrowane. Wtedy myślałem, że będziemy pierwszymi, którzy tego dokonają.

Co takiego zobaczyliśmy w DNA pozyskanym z tego paliczka? Różniło się ono od materiału genetycznego dzisiejszego człowieka w dwukrotnie większej liczbie pozycji niż DNA neandertalczyka. To musiało oznaczać, że człowiek z Denisowej Jaskini i neandertalczyk musieli iść osobnymi ścieżkami ewolucji dłużej niż neandertalczyk i człowiek rozumny. Nasze ówczesne obliczenia wykazały, że przed około milionem lat z afrykańskiego gatunku Homo erectus rozwinęły się dwie linie. Z jednej powstali neandertalczyk i człowiek rozumny, z drugiej zaś, w Azji, denisowianin. Takie wnioski przekreśliły wiele z tego, co dotychczas uchodziło za pewnik w badaniach nad ewolucją – między innymi tezę, że przed 70 000 laty na naszej planecie nie istniały żadne inne formy praczłowieka poza wczesnym człowiekiem rozumnym i neandertalczykiem.

Wtedy jeszcze nie wiedzieliśmy, że te dane wyprowadziły nas w pole. Opowiedzieliśmy więc tę historię w pierwszej publikacji dotyczącej denisowian, która pojawiła się w marcu 2010 roku na łamach Nature, świętego Graala pośród magazynów specjalistycznych. Oczy całego świata skierowały się na mnie. Do dziś pamiętam, jak w naszym laboratorium stało kilka zespołów filmujących nas jednocześnie. Przez tydzień nieprzerwanie udzielałem telefonicznych wywiadów na temat odkrycia „denisowianina”, jak ochrzciliśmy naszego praczłowieka. Jednak już po kilku tygodniach zaczęliśmy żywić pierwsze wątpliwości, czy aby na pewno wszystkie informacje, które właśnie opublikowaliśmy, są prawdziwe – albo, lepiej to ujmując: czy należycie je zinterpretowaliśmy.

Trochę śmieci, trochę budowlanki

Gdy mówimy o genach człowieka, mając na myśli jego genom, z punktu widzenia nauki właściwie nie wyrażamy się poprawnie – bowiem tylko bardzo niewielką część z 3,3 miliardów par zasad azotowych naszego genomu stanowią geny. Te dwa procenty są odpowiedzialne za kodowanie białek, stanowią plany dla okrągłych 30 bilionów komórek, „cegiełek” budujących nasze ciało[12]. Człowiek ma łącznie około 19 000 genów, co jest liczbą zaskakująco niewielką. Ameba, czyli maleńki organizm jednokomórkowy, ma ich 30 000, a sosna zwyczajna – aż 50 000. Jednakże sama liczba genów wcale nie determinuje, na ile złożony jest dany organizm żywy, gdyż w przypadku organizmów dysponujących jądrami komórkowymi informacje z jednego genu mogą się łączyć z innymi, w wyniku czego powstają różne elementy budulcowe, a jeden gen wcale nie musi być przypisany do jednej konkretnej funkcji w organizmie. W przypadku prymitywnych istot żywych, przykładowo bakterii, z jednego genu zazwyczaj powstaje jeden rodzaj materiału budulcowego, który z reguły przejmuje tylko jedno zadanie. Można by więc powiedzieć, że geny człowieka, a także większości zwierząt, to bardzo niewielki zespół, który jednak doskonale się ze sobą dogaduje i świetnie współpracuje.

Połowa ludzkiego genomu, niczym znacznie za duży dysk twardy, jest pokryta śmieciami, czyli sekwencjami DNA, które nie spełniają żadnej widocznej funkcji. Oprócz genów istotną rolę odgrywają także przełączniki molekularne, stanowiące około 10% niezwykle złożonej struktury genomu. Przełączniki te są aktywowane i dezaktywowane przez czynniki transkrypcyjne, a ich zadaniem jest dopilnowanie, by każda część ciała wytwarzała właściwe białka – a zatem, by przykładowo opuszka palca nie uważała się za żołądek i nie produkowała kwasów. Zasadniczo bowiem wszystkie komórki człowieka otrzymują te same informacje, z których w następnej kolejności muszą odfiltrować te istotne dla siebie.

Dla archeogenetyki zjawisko bezużytecznych składników genomu jest na wagę złota, gdyż to tylko dzięki nim może działać tak zwany zegar genetyczny. Naukowcy mierzą mutacje w całym genomie i na tej podstawie stwierdzają, kiedy przykładowo dwie populacje oddzieliły się od siebie – a im dawniej miało to miejsce, tym więcej różnic widzimy w porównywanych DNA. Gdyby cały genom składał się tylko z genów, liczba różnic (mutacji) nie byłaby uzależniona od czasu, jaki upłynął od ich rozdzielenia, lecz od tego, jak bardzo różniły się środowiska, w jakich te populacje żyły. Tak więc współcześni Afrykańczycy wykazują mniej zmian w niektórych genach niż potomkowie ludzi, którzy Afrykę opuścili. Wynika to z tego, że geny emigrantów musiały się dostosować do nowych warunków zewnętrznych; w przypadku Afrykańczyków nie było to konieczne – a przynajmniej nie w aż takim stopniu. Mimo to w genomach dzisiejszych Afrykańczyków, poza wspomnianymi dwoma procentami genów, znajduje się tyle samo mutacji, co u wszystkich pozostałych ludzi na całym świecie. Dlaczego? W znacznej części genomu, tej, który nazwaliśmy tutaj „śmietnikiem”, także zachodzą mutacje, podobnie jak w genach, jednak prawie nie dochodzi do ich selekcji – ani pozytywnej, ani negatywnej. Od czasów naszych ostatnich wspólnych przodków mutacje nagromadziły się w każdym z nas w takim samym stopniu. Zegar genetyczny działa więc zawsze – niezależnie od tego, jak bardzo zróżnicowały się zasadnicze geny dwóch porównywanych ze sobą populacji.

Matka wszystkich genów

Wątpliwości dotyczące interpretacji denisowiańskiego DNA były uzasadnione. Dzisiaj już to wiemy. Droga, po przebyciu której mogliśmy opowiedzieć prawdziwą, nie mniej zaskakującą historię, jest przykładem tego, jak wielki postęp zrobiła archeogenetyka w ostatnich latach – i jak wiele oczywistości, które częściowo przez całe dziesięciolecia uważane były w archeologii za pewnik, okazało się nieprawdą. Błędnie interpretując dane z Ałtaju, odkryliśmy pewien jeszcze bardziej mylny wniosek dotyczący badań nad historią człowieka. DNA małej denisowianki z Azji zapewniło nam – pośrednio, ale jednoznacznie – całkiem nowy punkt widzenia na kwestie zasiedlenia Europy przez człowieka rozumnego. I dowiedzieliśmy się, że przed setkami tysiącleci spotkał on neandertalczyka. A nawet uprawiał z nim seks.

By zrekonstruować drzewo genealogiczne małej denisowianki, przy pierwszej publikacji wykorzystaliśmy DNA z mitochondriów, określanych niekiedy także mianem elektrowni naszych komórek. Mitochondrialne DNA, w skrócie mtDNA, to tylko maleńki ułamek naszego genomu. Podczas gdy dzisiaj standardem jest sekwencjonowanie o wiele obszerniejszego i ważniejszego DNA jądrowego, przed 2010 rokiem wciąż posługiwano się zazwyczaj mtDNA, co miało na celu znaczne ograniczenie nakładu czasu i kosztów[7]. Mitochodrialne DNA nie dostarcza wprawdzie zbyt szczegółowych danych, jednakże dobrze nadaje się do sporządzania drzew genealogicznych. Po pierwsze, wszyscy ludzie dziedziczą swoje mtDNA wyłącznie od matek, po drugie, regularnie średnio co 3000 lat zachodzi w nim mutacja, która następnie jest przekazywana kolejnym pokoleniom – a więc na przestrzeni 3000 lat w linii żeńskiej przekazywane jest identyczne mtDNA.

Rekonstrukcja neandertalczyka w Neanderthal Museum w Mettmann. Większość obecnie żyjących ludzi nosi w sobie geny tego praczłowieka, nawet jeśli jest to nie więcej niż tylko 2%.

Porównując mtDNA dwóch organizmów, można obliczyć, kiedy żyła ich ostatnia wspólna przodkini – mówimy wówczas o „zegarze genetycznym”. Mitochondrialne DNA żyjących obecnie ludzi prowadzi do jednej jedynej przodkini, naszej „pramatki”. Żyła ona przed 160 000 laty i w genetyce nazywana jest mitochondrialną Ewą. Istnieje również jej męski odpowiednik – pra-Adam (Y-chromosomalny Adam), od którego pochodzą przekazywane z ojca na syna chromosomy Y. Tyle że żył on prawie 200 000 lat przed pra-Ewą, a więc z całą pewnością tych dwoje nie było parą[8].

Dlaczego przed pierwszą publikacją na temat Denisowej Jaskini nie przeprowadziliśmy sekwencjonowania DNA jądrowego? Przyczyna była prosta. Anatolij Dieriewianko wysłał fragment kości do jeszcze jednego laboratorium, więc obawialiśmy się, że ktoś mógłby nas ubiec w opublikowaniu wyników badań. Normalnie taki pośpiech nie stanowi problemu, gdyż zegar genetyczny tyka zarówno w mtDNA, jak i w DNA jądrowym[9]. DNA jądrowe znacznie pogłębia informacje pozyskane z mtDNA, jednak z reguły im nie zaprzecza. W przypadku dziewczynki z Denisowej Jaskini stało się inaczej, gdyż DNA jądrowe wskazywało na zupełnie inne jej pochodzenie. Okazało się, że denisowianie nie oddzielili się od wspólnych przodków człowieka rozumnego i neandertalczyka, czyli Homo erectus, lecz – o wiele, wiele później – od linii neandertalczyka. Nowe dane wykazały więc, że od przodków dzisiejszych ludzi najpierw oddzieliła się jedna linia, która następnie podzieliła się na neandertalczyków i denisowian. Przodkowie człowieka rozumnego ruszyli w kierunku Europy, reszta do Azji. Takie założenia były już bardzo bliskie temu, co wiemy dziś. Brakło jeszcze pewnej istotnej korekty – na tę jednak musieliśmy poczekać kolejne sześć lat.

Sprzeczność wynikającą z porównania mtDNA z DNA jądrowym udało się rozwiązać dzięki szczątkom praczłowieka znalezionym w jaskini Sima de los Huesos (co w tłumaczeniu oznacza zresztą „jamę z kośćmi”) w północnej Hiszpanii. Przeprowadzone w 2016 roku przez grupę roboczą Svante Pääbo badanie genetyczne wykazało, że miały one około 420 000 lat, a na podstawie ich DNA jądrowego można je było przypisać neandertalczykowi. Ale do meritum: do tamtej pory zakładano, że w owym czasie na terenie Europy nie było jeszcze żadnych neandertalczyków. A zakładano tak, bowiem ze wszystkich dotychczas zbadanych neandertalskich kości na podstawie ich mtDNA ustalono, że ta forma praczłowieka oddzieliła się od naszych przodków w Afryce maksymalnie 400 000 lat wcześniej. Tymczasem hiszpańskie znalezisko okazało się świadectwem o wiele wcześniejszego ich przybycia[10], a także dowodem na to, że w starszych obliczeniach coś się nie zgadzało. Poza tym w publikacji znalazła się informacja, że mtDNA hiszpańskiego neandertalczyka nie było zgodne z tym, które znaliśmy dzięki innym, o wiele późniejszym neandertalczykom. Jednocześnie mtDNA Hiszpana było zgodne z tym małej denisowianki. I to był rozstrzygający dowód.

Nagle stało się jasne, że do błędu w rozumowaniu w pierwszej publikacji na temat denisowian doszło dlatego, że jako wartość referencyjną przyjęliśmy mtDNA późniejszych neandertalczyków, które jednak ewidentnie nie odpowiadało temu pochodzącemu od praneandertalczyka. Widocznie późniejsze osobniki przyjęły – najwyraźniej po czasie, w jakim żył hiszpański neandertalczyk – do swojego materiału genetycznego inne mtDNA, pochodzące od wczesnego człowieka rozumnego, a dokładniej rzecz biorąc, od wczesnej kobiety rozumnej. W Europie lub na graniczącym z nią Bliskim Wschodzie neandertalczyk połączył się w parę z tą właśnie kobietą – dlatego też mtDNA wskazywało na bliskie pokrewieństwo późniejszych neandertalczyków z ludźmi rozumnymi. Natomiast denisowianie w Azji łączyli się w pary wyłącznie w obrębie własnego gatunku – a przynajmniej w czasach małej denisowianki nie wykazywali żadnych genetycznych śladów krzyżowania się – zachowując w mtDNA oraz DNA jądrowym relatywnie bliskie pokrewieństwo z praneandertalczykiem.

Według naszego najnowszego stanu wiedzy dane z mtDNA i DNA jądrowego pasowały do siebie idealnie. Trzeba było jeszcze tylko nieco dopasować oś czasu i poszczególne oddzielenia w drzewie genealogicznym człowieka. Najwyraźniej neandertalczycy i denisowanie mogli oddzielić się od siebie pół miliona lat temu, a nie – jak początkowo przyjmowano – przed 300 000 laty. Natomiast oddzielenie się wspólnej linii neandertalczyków i denisowian od linii człowieka rozumnego musiało nastąpić przed około 600 000, a nie przed 450 000 laty.

Odkrycie, że denisowianin nosił w sobie mtDNA praneandertalczyka, a późniejsi neandertalczycy zbliżyli się do człowieka rozumnego, poruszyło mnie nie tylko jako naukowca, ale także, tak po prostu, osobiście. Jednym z powodów, dla których zafascynowałem się praludźmi, jest historia miasta, z którego pochodzę – Leinefelde w Turyngii. Właśnie tam, zaledwie kilka ulic od mojego domu rodzinnego, na świat przyszedł Johann Carl Fuhlrott – człowiek, który odkrył neandertalczyka. Gdy byłem nastolatkiem, Fuhlrott był moim idolem. Ale wtedy nawet nie śniłem o tym, że kiedyś w przyszłości będzie mi dane uzupełnić jego dzieło.

Szalone lata już za nami

Odkrycie denisowian i ponowne odkrycie neandertalczyków pokazały nam, w jak zawrotnym tempie rozwija się w ostatnim czasie – i zapewne będzie się rozwijać dalej – archeogenetyka. Dziedzina ta, nawet jeśli wciąż młoda, dawno wyszła z powijaków.

Albo, ujmując to lepiej: ma już za sobą nawet dojrzewanie. Do historii tej młodej gałęzi nauki należy bowiem także szalony okres, w którym – w wyniku niekiedy irracjonalnego zachwytu nad dokonanym postępem – publikowano różne, doprawdy niesłychane badania. To właśnie z ich powodu wielu genetyków jeszcze do niedawna powątpiewało, czy w ogóle można wierzyć odczytom pozyskanym ze starego DNA. Nadmierna euforia, która pociągnęła za sobą wiele sceptycznych głosów, miała także co nieco wspólnego z jednym z wielkich sukcesów kinematograficznych Stevena Spielberga.

Do sekwencjonowania nadają się jedynie nieliczne kości, gdyż warunkiem koniecznym jest obecność dobrze zachowanego DNA. Promieniowanie, ciepło i wilgoć to jego poważni wrogowie, chociaż oczywiście największym jest upływający czas. Im dłużej kość leży, tym mniejsze jest prawdopodobieństwo otrzymania z niej użytecznego materiału DNA. Oczywiście zawsze można znaleźć „jakiekolwiek” DNA. Pochodzi ono od bakterii zasiedlających inne kości, od archeologów, którzy ją wykopali, oraz od wszystkich, którzy w ogóle znaleźli się w jej pobliżu, chociażby w muzeum. DNA rozprzestrzenia się z podobną łatwością jak piasek w domku letniskowym nad morzem, czyli nieproszenie i w każdym kącie. Przykładowo DNA pobrane w latach osiemdziesiątych przez Svante Pääbo z mumii pochodziło – dziś jest to właściwie pewne – wcale nie z Egiptu, a ze Szwecji, a mianowicie od niego samego.

Mimo wszystko w latach dziewięćdziesiątych wybuchła entuzjastyczna fala sekwencjonowania DNA. Temat wzbudzał żywe emocje, a co za tym idzie, był obiecującym kierunkiem badań, zwłaszcza od momentu, w którym znaczna część opinii publicznej uwierzyła, że z zatopionych w bursztynie komarów można obudzić do życia dinozaury – tylko dlatego, że tak się stało w Parku Jurajskim Spielberga. Wiele z tych DNA było mniej warte od papieru, na którym później wydrukowano wyniki. Zazwyczaj były to zanieczyszczone skamieniałości, i nawet przy traktowanych z największą starannością próbkach nie można było wykluczyć zanieczyszczenia materiałem genetycznym bakterii i naukowców. Wprawdzie już pod koniec lat osiemdziesiątych opracowano kryteria naukowe pozwalające na stwierdzenie autentyczności dawnych materiałów DNA, jednak wielu uczonych i tak ich nie uwzględniało.

Rewolucja techniczna w dziedzinie sekwenatorów, jaka dokonała się od 2005 roku, dzięki znacznie wyższej przepustowości danych o wiele skuteczniej pozwala na wykluczenie zanieczyszczeń. Kolejny przełom nastąpił w 2009 roku w badaniu przeprowadzonym w MPI-EVA, któremu przewodziłem. Odszyfrowaliśmy wtedy kompletne mtDNA człowieka z epoki lodowej, pochodzącego z terenów zachodniej Rosji. Ale z dzisiejszego punktu widzenia najważniejsza w tej całej pracy była część metodyczna. Opracowaliśmy metodę analizy uszkodzeń w ludzkim DNA, która jest dziś standardem w archeogenetyce. Polega ona na sprawdzaniu specyficznych wzorców uszkodzeń, których powstawanie jest pewnikiem, gdyż z biegiem czasu DNA regularnie się rozpada – czyli im bardziej posunięty rozkład, z tym starszym DNA mamy do czynienia. Można na tej podstawie wypracować coś w rodzaju „prawa czystości” starego DNA. Jeśli w materiale znajdziemy wzorzec uszkodzeń wskazujący na jego młody wiek, to oznacza, że próbka jest zanieczyszczona i nie należy się nią dalej zajmować. W przypadku rosyjskiego człowieka z epoki lodowej po raz pierwszy mogliśmy z całą pewnością udowodnić, że DNA było czyste.

Wymysły o praludach

Nieporozumienia wynikające z popularności pseudonaukowych publikacji, jakie pojawiły się w ubiegłych latach, wciąż mają się doskonale. Archeogenetykom jeżą się włosy na głowie, gdy słyszą obiegowe brednie na temat dziedziczenia oraz gdy widzą, z jaką bezczelnością są one lansowane i sprzedawane. Istnieją firmy, które wmawiają zainteresowanym genealogią klientom, że można przyporządkować ich przodków do określonych „praludów”. Jeden z takich oferentów twierdzi nawet, że odkrył gen Napoleona Bonaparte.

Takie badania genetyczne nie są tanie, koszty oscylują w granicach kwot czterocyfrowych. Niestety – kompletnie nie mają sensu. Polegają bowiem na porównaniu mtDNA i chromosomów Y klienta z DNA ludzi z przeszłości. Reklamuje się, że przykładowo jest to DNA Celtów. Jeśli mtDNA klienta jest zgodne z próbkami DNA pobranymi z celtyckich grobów, wyciągnięty zostaje wniosek, że takie właśnie pochodzenie mają przodkowie klienta. A tymczasem celtyckie mtDNA można znaleźć w epoce kamienia, epoce brązu czy w średniowiecznej Europie – pomimo że celtycka kultura wówczas nie istniała. Ponadto mtDNA absolutnie nie nadaje się do potwierdzania bliskiego pokrewieństwa z kimkolwiek. To tylko informacja genetyczna jednej jedynej kobiety, będącej przodkinią milionów z nas. Wyobrażenia dotyczące Celtów nie są więc tutaj niczym więcej, jak tylko zmyślonymi historiami. Jeśli zatem komuś zależy na bliskim pokrewieństwie z Napoleonem, nie dowie się tego z takich badań. Mitochondrialne DNA Napoleona nosili bowiem w sobie nie tylko on sam oraz jego matka, ale prawdopodobnie także tysiące innych osób, które żyły w tamtych czasach.

Poza tym, przyjemność posiadania sławnych krewnych nie jest niczym nadzwyczajnym. Karol Wielki, który ponad tysiąc lat temu spłodził co najmniej czternaścioro dzieci, może z powodzeniem być przodkiem większości Europejczyków. To czysta matematyka, nic więcej. Z rachunkowego punktu widzenia wynika, że każdy z dzisiejszych Europejczyków tysiąc lat temu miał o wielu więcej przodków, niż wówczas żyło ludzi. Patrząc z drugiej strony, prawie wszystkie linie ówczesnych ludzi, sięgające aż po dzisiejsze czasy, prowadzą do każdego poszczególnego Europejczyka. Prawdopodobieństwo, że należy do nich także co najmniej jedno dziecko Karola Wielkiego, graniczy więc z pewnością[11]. Można zatem powiedzieć wprost: wszyscy Europejczycy kiedyś w ciągu ostatniego tysiąca lat mieli wspólnych przodków. Jednocześnie w każdym pokoleniu wspólne z jednym z przodków DNA dzieli się na pół. Tak więc z bardzo dużym prawdopodobieństwem materiał genetyczny przodka żyjącego dziesięć pokoleń wstecz będzie w aktualnym genomie już niewykrywalny.

Oczywiście istnieją także poważni oferenci, którzy badają cały genom jądrowy i dostarczają rzetelnych wyników dotyczących genetycznego pochodzenia klientów. Cechy genetyczne są przyporządkowywane do konkretnych regionów. Stoi za tym prosta zasada: im bliżej siebie pod względem terytorialnym ludzie żyli, tym bliżej byli ze sobą nawzajem spokrewnieni, gdyż upłynęło mniej czasu od momentu, w którym mieli swojego ostatniego wspólnego przodka. Oddalenie genetyczne Brytyjczyków od Greków jest przy tym równie duże jak oddalenie genetyczne Hiszpanów od Bałtów, a pośrodku tego znajduje się człowiek środkowoeuropejski. Jeżeli przedstawić takie oddalenie genetyczne pomiędzy Europejczykami na osi współrzędnych X i Y, to wartości te będą się niemalże pokrywać z mapą Europy.

Ale to nadal nie ma nic wspólnego z „praludami”. Jeśli przyjrzymy się wędrówkom ludów, czyli kluczowemu pojęciu szeroko rozpowszechnionej idei „praludów”, rzeczywiście zauważymy wówczas dużą wymianę genetyczną pomiędzy Europejczykami, jednakże bez żadnych poważnych przesunięć genetycznych. Należałoby cofnąć się o 5000 lat w przeszłość, by trafić na ślad ostatniej wielkiej wędrówki ludów, która w znaczący sposób zmieniła DNA wszystkich Europejczyków. DNA ludzi pochodzących wówczas ze wschodnioeuropejskich stepów jest do dzisiaj jednym z najbardziej dominujących komponentów genetycznych na naszym kontynencie. Pozostałe dwa pochodzą od wczesnych myśliwych i zbieraczy oraz od wywodzących się z Anatolii rolników. Genetyczny udział tych trzech „prapopulacji” – tylko tutaj posłużymy się tym pojęciem – łatwo obliczyć u każdego człowieka o europejskich korzeniach dzięki odszyfrowaniu DNA. Takie testy są już zresztą oferowane przez wiele firm na rynku. Czy z nich korzystać, czy nie – takie decyzje każdy podejmuje indywidualnie.

Bez wątpienia to bardzo interesujące, czy jesteśmy bardziej zbliżeni do myśliwych i zbieraczy, do wczesnych rolników, czy dawnych mieszkańców stepów. Jednakże komercyjne firmy zajmujące się przeprowadzaniem takich testów nie są w stanie zaoferować niczego więcej poza odrobiną folkloru, gdyż te różne komponenty wprawdzie rzeczywiście coś nam mówią o naszym genetycznym pochodzeniu, jednakże absolutnie nic na temat naszych predyspozycji. Nawet najbardziej zróżnicowani genetycznie ludzie na świecie mają wciąż DNA identyczne w 99,8%, a od neandertalczyków różnimy się pod względem genów też zaledwie o mniej niż pół procent naszego genomu. Dlatego kiedy mówimy o przesunięciach genetycznych, zmiany te w rzeczywistości dotyczą zaledwie maleńkiej cząsteczki DNA. Toteż populacje tak bardzo zbliżone pod względem genetycznym i geograficznym jak chociażby Francuzi i Portugalczycy można odróżnić od siebie wyłącznie na drodze wysokowydajnego sekwencjonowania.

Jednak to, że genetyczne fundamenty Europejczyków zostały zbudowane około 4500 lat temu, nie oznacza, że archeogenetyka nie może niczego wnieść do czasów późniejszych. Dyscyplina ta dopiero się rozkręca, a dokładnie zbadano dotychczas jedynie przede wszystkim prehistorię i protohistorię. Jako następni pod lupę archeogenetyków trafią najprawdopodobniej Sumerowie, Egipcjanie, Grecy i Rzymianie. Póki co, cieszyli się oni mniejszym zainteresowaniem, gdyż dysponujemy znaczną ilością przekazów pisemnych z tych okresów, znamy też szereg szczegółów historycznych – włącznie z jadłospisem rzymskich cesarzy. Dla większości archeogenetyków priorytetem są więc te epoki, o których wiemy mniej.

Odszyfrowanie DNA może przynieść nowe informacje także w zakresie nurtów migracyjnych ludności, lecz będzie to dotyczyło raczej genetycznych „pierwiastków śladowych”. Przybyli do Europy w VI wieku n.e. migranci nie pozostawili bowiem żadnych większych śladów genetycznych. Po prostu żyło tam zbyt wielu ludzi, by nawet liczące kilkadziesiąt tysięcy grupy przybyszy były w stanie wywołać jakiekolwiek zamieszanie genetyczne. Należy jednak pamiętać, że brak śladu genetycznego nie oznacza braku wpływu społecznego, politycznego i kulturowego imigrantów na ludność tubylczą.

Podróż dżumy i cholery

Oprócz odszyfrowania materiału genetycznego żyjących dawno temu ludzi wiele zainteresowania wzbudził jeszcze jeden element spektrum zainteresowania archeogenetyki, a mianowicie odszyfrowanie DNA dawnych czynników chorobotwórczych. To za sprawą migracji ludności i kontaktów między populacjami człowiek rozumny jest obecnie tym, kim jest. To te czynniki pozwoliły mu na zbudowanie wysoko rozwiniętej i globalnie połączonej cywilizacji. Jednak za mobilność trzeba było zapłacić sporą cenę – a były nią choroby zakaźne. Na przestrzeni ostatnich tysiącleci całe miliony ludzi zmarły na skutek zakażenia wirusami i bakteriami, czemu sprzyjały dwa współzależne megatrendy. Po pierwsze, coraz gęstsze zasiedlanie terenów ułatwiało patogenom rozprzestrzenianie się pośród ludzi i zbieranie śmiertelnego żniwa. Drugi sprzyjający czynnik stanowiły coraz intensywniejsze – przede wszystkim za sprawą handlu – kontakty międzypopulacyjne. To właśnie najprawdopodobniej one były przyczyną, dla której patogeny trafiały w kolejne miejsca na świecie.

Historię tę można kontynuować aż do czasów nowożytnych, kiedy to rdzenni mieszkańcy Ameryki Północnej po przybyciu Europejczyków na ich tereny masowo umierali na ospę i odrę, a Europejczycy w podróż powrotną do domu prawdopodobnie zabrali syfilis (kiłę), który, szalejąc na naszym kontynencie aż do XX wieku, spowodował wiele cierpienia i zgonów. A jeszcze nie tak dawno, po wybuchu epidemii zachorowań spowodowanych wirusem ebola w zachodniej Afryce, cały świat poważnie obawiał się, czy choroba nie rozprzestrzeni się na jego inne zakątki.

W ubiegłych latach wyszło na jaw coraz więcej faktów wskazujących na to, że protohistoryczne fale imigracyjne miały wiele wspólnego z chorobami zakaźnymi. Bakteria wywołująca dżumę bytowała już co najmniej 5200 lat temu na południu dzisiejszej Rosji, a więc na terenach, z których w późniejszym czasie ludzie masowo przybyli do Europy Środkowej, gdzie w podobnym czasie znacznie spadła liczebność ludności tubylczej. Czy możliwe, że to przyniesiony tam chwilę wcześniej patogen zabił tych ludzi, a ich miejsce zajęli ci, którzy już dawno zdołali się na niego uodpornić? Wiele wskazuje na to, że taki scenariusz wcale nie jest nieprawdopodobny.

Gdy przed około 3000 lat genetyczna podróż Europejczyków w dużej mierze dobiegła końca, patogeny i tak co rusz aż do ubiegłego stulecia powodowały zamieszanie na naszym kontynencie. Zrozumienie ewolucji tych małych bestii będzie nie lada wyzwaniem, które w przyszłości wspólnie podejmą archeogenetycy i lekarze. Człowiek może być najbardziej mobilnym i odnoszącym największe sukcesy gatunkiem, jaki kiedykolwiek stąpał po Ziemi, jednakże podczas jego genetycznego rozwoju wirusy i bakterie od tysiącleci depczą mu po piętach. Co wiemy o wyścigu tych przeciwników? Co ta wiedza mówi nam o możliwościach stawienia im oporu? Wszystko to również zostało opisane w niniejszej książce.

ROZDZIAŁ II

Uporczywi imigranci

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ III

Przybysze to nasza przyszłość

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ IV

Społeczeństwa równoległe

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ V

Samodzielni młodzi faceci

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ VI

Europejczycy znajdują język (w gębie)

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ VII

Struktury patriarchalne

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ VIII

Kto przenosi dżumę?

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ IX

Nowy świat, nowe epidemie

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ROZDZIAŁ IX

Koniec czarno-białego spojrzenia na świat

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

BIBLIOGRAFIA

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

PODZIĘKOWANIA

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

ŹRÓDŁA ILUSTRACJI

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

[1] Autor cytuje tu wypowiedź kanclerz Niemiec Angeli Merkel (w oryginale brzmiącą „Wir schaffen das”) z okresu kryzysu migracyjnego w Europie w 2015 roku. Wyrażała ona przekonanie, że Niemcy są w stanie podołać przyjęciu nawet bardzo dużej liczby imigrantów (przyp. tłum.).

[2] W trakcie reakcji łańcuchowej polimerazy imitowany jest proces, który zachodzi w organizmie miliony razy dziennie: duplikacja genomu podczas powstawania nowych komórek ciała. W probówce stosuje się podobne enzymy do tych, które biorą udział w procesie w ludzkim ciele. W ciągu kilku godzin dzięki ciągłym podwojeniom z jednej cząsteczki DNA można uzyskać miliardy takich cząsteczek.

[3] Te informacje genetyczne człowiek dziedziczy w 23 chromosomach pochodzących od matki i w takiej samej liczbie chromosomów pochodzących od ojca. To, czy ojciec przekaże dziecku chromosom X i czy Y, rozstrzyga, jakiej płci ono będzie.

[4] Rozszyfrowanie ludzkiego genomu było wówczas jak podział olbrzymiego tortu na ponad tysiąc laboratoriów. Laboratoria te stały się prawdziwymi fabrykami z dziesiątkami sekwenatorów kosztujących miliony dolarów. Każde z nich przez całe lata nieprzerwanego maratonu obliczeniowego sekwencjonowało miliony zasad azotowych, a na koniec wszystkie wyniki zostały połączone w jedną ogromną całość.

[5] Co paradoksalne, nowa wiedza może jeszcze bardziej nawarstwiać dawne wątpliwości. Rodzice wkrótce po narodzinach dziecka dostaną pisemną informację na temat ryzyk, jakie będą towarzyszyły mu przez całe życie. Dla niektórych ta wiedza będzie zbyt przytłaczająca, już chociażby dlatego, że na dane z sekwenatora należy patrzeć przez pryzmat prawdopodobieństwa ich wystąpienia.

[6] Każdy człowiek dziedziczy od rodziców od 30 do 60 takich mutacji, większość od ojca, gdyż w nasieniu z racji ciągłej produkcji zachodzi ich więcej. W przypadku komórek jajowych sprawa wygląda inaczej – dziewczęta rodzą się z nimi i nie następuje ich odświeżanie.

[7] DNA jądrowe wraz ze swoimi 3,3 miliarda par zasad azotowych charakteryzuje się znacznie większą gęstością informacji niż mtDNA z zaledwie 16 500 pozycji. Jednak DNA jądrowe występuje w każdej komórce tylko dwa razy, po jednej kopii odziedziczonej od matki i od ojca. Mitochondrialne DNA występuje natomiast 500 do 1000 razy, za każdym razem w takiej samej postaci.

[8] Kobieta, która urodziła córkę i syna, przekazuje mtDNA obojgu dzieciom. Zostanie ono jednak przekazane dalej tylko dzieciom córki, i tylko córki córki przekażą je swoim dzieciom. Gdyby taki łańcuch teoretycznie był kontynuowany przez tysiąc lat i każda córka miała córkę i syna, w odstępach międzypokoleniowych wynoszących trzydzieści lat na przestrzeni tysiąca lat zaistniałyby 33 kobiety z identycznym mtDNA, a także 32 mężczyzn z takim samym mtDNA, którzy jednak nie przekazaliby go swoim dzieciom. Jeśli każda córka będzie miała dwie córki, w takim samym czasie zaistnieje ni mniej, ni więcej jak osiem miliardów kobiet z takim mtDNA, plus do tego synowie tych kobiet. Gdyby każdy z nas prześledził swoje drzewo genealogiczne pod kątem mtDNA, znalazłby w którymś momencie wspólną przodkinię z dowolną inną osobą. Oryginalnego mtDNA mitochondrialnej Ewy, nawet jeśli wszyscy od niej pochodzimy, nikt już dziś w sobie nie nosi. W ciągu ostatnich 160 000 lat skumulowała się bardzo duża liczba mutacji, które doprowadziły do trudnej do oszacowania liczby podziałów na różne linie mtDNA.

[9] Im więcej różnic między mtDNA dwóch ludzi rozumnych, tym dalej wstecz należy szukać takiego rozdzielenia. Jako że pewne jest, że w mtDNA co około 3000 lat pojawia się mutacja, żyjący obecnie człowiek mógłby mieć w swoim mtDNA – patrząc czysto rachunkowo – 33 mutacje, których nie mieli jego przodkowie 100 000 lat temu. Przy podziale dwóch form człowieka, czyli neandertalczyka i człowieka rozumnego, zjawisko to się podwaja: u jednej z form na przestrzeni 100 000 lat wystąpiły około 33 mutacje, u drugiej także – co daje różnicę 66 mutacji. Jeśli przyjrzeć się mtDNA trzech form człowieka – a mianowicie denisowianina, neandertalczyka i człowieka rozumnego – przy pomocy zegara genetycznego można stwierdzić, kto, kiedy i od kogo się oddzielił. Dokładnie tak samo liczymy, w którym momencie doszło do rozdzielenia się szympansów i ludzi: z różnic w mtDNA dzisiejszych przedstawicieli tych obu gatunków człowiekowatych wiemy, że do rozdziału doszło około siedem milionów lat temu. (Na takich odcinkach czasu zegar genetyczny nie jest wprawdzie aż tak dokładny jak w przypadku odgałęzień mających miejsce dużo później, na etapie człowieka rozumnego.) W DNA jądrowym zachodzi o wiele więcej dziedzicznych mutacji – ma miejsce nie jak w przypadku mtDNA jedna na 3000 lat, lecz trzy w ciągu jednego roku. Zegar genetyczny działa tutaj tak samo, tyle tylko, że istnieje o wiele więcej wymiernych mutacji.

[10] Rozdział nastąpił w Afryce, a rozprzestrzenienie się na Półwysep Iberyjski wymagało czasu.

[11] Każdy człowiek ma dwoje rodziców, czworo dziadków, ośmioro pradziadków i szesnaścioro prapradziadków. To razem cztery pokolenia, czyli około 80-100 lat. Jeśli cofnąć się o dwadzieścia pokoleń, czyli około 400 do 500 lat, okaże się, że każdy z nas ma około miliona „praprzodków”. Przy trzydziestu pokoleniach jest to ponad miliard – a to znacznie więcej, niż żyło ludzi na Ziemi 650 lat temu. W co najmniej czterdziestu pokoleniach, jakie upłynęły od czasów Karola Wielkiego, dochodzimy w rachunkach już do ponad biliona przodków. To oczywiście wielkość czysto teoretyczna: wówczas nie wszyscy ludzie płodzili dzieci, z kolei niektórzy mieli ich całkiem sporo. Jeśli prześledzić wiele linii jednego drzewa genetycznego, okazuje się, że krzyżują się one i skupiają wokół tych przodków, którzy mieli ponadprzeciętnie liczne potomstwo. Z tego wynika, że wszyscy ludzie, którzy 600-700 lat temu mieli dzieci, i których potomkowie do dziś nieprzerwanie je płodzili, z dużym prawdopodobieństwem znaleźliby się w drzewach genetycznych wszystkich obecnie żyjących Europejczyków.

[12] DNA jako plan życia istoty żywej opiera się na zasadzie translacji i transkrypcji. DNA jako nośnik danych jest odczytywane w jądrze komórkowym i transkrybowane do RNA. RNA transportuje informacje DNA z jądra komórkowego. Rybosomy, coś na kształt maleńkich fabryk białek wewnątrz komórki, odczytują te informacje i na tej podstawie produkują białka. Rozstrzygająca dla produkcji białek jest kolejność zasad azotowych, które są odczytywane przez RNA z DNA w jądrze komórkowym.