Prof. Piotr Węgleński: Nasi przodkowie krzyżowali się z neandertalczykami
Wyniki profesora Svante Pääbo i jego zespołu są najważniejsze dla zrozumienia naszej własnej historii. I to dotarło do powszechnej świadomości po niedługim czasie – mówi prof. Piotr Węgleński, biolog i genetyk, rektor UW w latach 1999-2005.
Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za rok 2022 otrzymał szwedzki naukowiec, Svante Pääbo. Jak pan przyjął tę decyzję Komitetu Instytutu Karolińskiego w Sztokholmie?
To była oczekiwana decyzja; Svante Pääbo jest wybitnym genetykiem. Od wielu lat jest liderem tej części genetyki, która nazywa się paleogenetyką, a zajmuje się badaniami genów gatunków wymarłych. Svante Pääbo ma już na swoim koncie kilka spektakularnych sukcesów, jak na przykład uzyskanie sekwencji DNA czyli kolejności nukleotydów w łańcuchu DNA ze szczątków neandertalczyka. Badał neandertalczyków z Hiszpanii i z Niemiec, a także szczątki innego naszego protoplasty, które zostały znalezione Jaskini Denisowa w południowej Syberii.
Kim był człowiek z Denisowej Jaskini?
Ten tak zwany denisowianin jest na podstawie badań DNA bliżej spokrewniony z ludami zamieszkującymi Oceanię, Australię, Nową Zelandię niż z Europejczykami. Reprezentuje on oddzielną gałąź od tej, do której należy większość współczesnych Europejczyków
Wydaje się, że linie neandertalczyków i denisowian rozeszły się dość wcześnie. Nasi przodkowie wyszli z Afryki około 70 tysięcy lat temu, przeszli przez Kaukaz i wówczas nastąpił ów geograficzny rozdział między naszymi przodkami. Jedni poszli na zachód – to są nasi protoplaści Europejczycy. Drudzy udali się na wschód i tam zaludnili Mongolię, Chiny, Patagonię i Australię. Neandertalczycy wymarli kilkadziesiąt tysięcy lat temu, ale w genomach współczesnych ludzi występuje 3 – 4 procent ich genów, co dowodzi że nasi przodkowie się z nimi krzyżowali.
Dlaczego neandertalczycy wyginęli? Stoi za tym człowiek?
Być może istniała konkurencja między neandertalczykami a homo sapiens. Nasi przodkowie sapiens byli zapewne bystrzejsi i lepiej udawało im się zapewnić środki do życia. Czy skuteczniej polowali, czy może żywili się roślinami? Wtedy nie było jeszcze rolnictwa, upraw, ale korzystano z ziaren dziko rosnącej pszenicy, która była oczywiście mniej plenna niż współcześnie otrzymywane gatunki, ale można było otrzymywać z tych ziaren mąkę i robić różne wypieki.
Wracając do noblisty - Svante Pääbo, badacz wymarłych genomów człowieka dokonał czegoś niemożliwego. A przynajmniej tak od poniedziałku piszą wszystkie media. Na czym ta niemożliwość polega?
Główne osiągnięcia profesora Pääbo miały miejsce około 2010 roku; to nie są zamierzchłe, tylko całkiem współczesne nam czasy. Wówczas techniki izolowania, sekwencjonowania DNA były jeszcze w powijakach. Svante Pääbo dokonał rewolucji – opracował metodę, by z bardzo małych ilości DNA można było uzyskać sekwencje nawet całych genomów. Zaczął od sekwencjonowania ludzkiego genomu mitochondrialnego. W naszych mitochondriach mamy stosunkowo niewielki genom – jemu się to udało, po czym pokusił się na sekwencjonowanie pełnego genomu. W tej chwili przez to, że wszelkiego rodzaju techniki dotyczące sekwencjonowania zostały zautomatyzowane, to takie zadanie jak sekwencjonowanie genomu nie jest wielką sztuką. Ale te kilkanaście lat temu była to zupełna nowość i przełamanie barier w sekwencjonowaniu DNA zawdzięczamy właśnie profesorowi Pääbo.
Trzeba mieć świadomość, jakie to niełatwe zadanie! Tak stare DNA ulega chemicznej modyfkacji, po tysiącu latach się rozpada, działają na nie bakterie i inne zanieczyszczenia. W jaki sposób udało mu się to wiarygodnie zbadać?
Otóż jego metoda polegała na tym, żeby wysekwencjonować dużo bardzo małych kawałków DNA. Proszę zauważyć, że jeśli znajduje się jakąś bardzo starą kość człowieka, to ludzkie DNA w tej kości stanowi między 1 a 4 procent; reszta to jest DNA jakichś bakterii, grzybów i wszystkiego, co później tę kość zasiedliło. Zasługą profesora Pääbo było to, że znalazł sposób na sekwencjonowanie mnóstwa tych małych kawałków DNA i wybrania z nich tych, które były fragmentami genomu człowieka. Genom człowieka na skutek mutacji ulegał zmianom, ale to antyczne DNA ludzkie ciągle jest podobne do DNA współczesnych ludzi, niż do DNA na przykład szympansów.
Badania profesora Pääbo wskazują też na to, że w jednym i tym samym czasie żyli zarówno neandertalczycy, jak i homo sapiens, i krzyżowanie się między nimi oraz prokreacja były możliwe?
Tak jest. To wiadomo choćby z tego właśnie, że każdy z nas ma między 1 a 4 procent genów neandertalczyka w swoich genomach.
Co daje ludzkości odkrycie profesora Pääbo?
Jego badania dostarczają bardzo istotnych danych o historii ludzkości, o historii człowieka w ogóle. Interesują nas prehistoryczne zwierzęta, jak mamuty, czy nosorożce włochate, które już wymarły, ale jeszcze bardziej interesują nas przodkowie naszego własnego, ludzkiego gatunku. A zatem w sensie finansowym czy gospodarczym odkrycie to niewiele nam daje, natomiast jego badania poszerzają naszą wiedzę o pochodzeniu naszego gatunku. A jest to sprawa rzeczywiście bardzo istotna.
Czy badania wyjaśniają to, dlaczego człowiek współczesny jest taki, jaki jest? Czy wskazują na to, o jakich tajemnicach człowieka jeszcze nie wiemy, jakie mogą zostać odsłonięte?
Oczywiście, coraz więcej wiemy i coraz więcej dowiadujemy się o naszych właściwościach. Nawiasem mówiąc, byłem w tym tygodniu na wykładzie amerykańskiej uczonej polskiego pochodzenia, na Uniwersytecie Warszawskim. Wykład dotyczył pochodzenia rozmaitych chorób, które nas trapią. Albowiem dzięki temu, że potrafimy sekwencjonować ludzkie geny czy całe genomy potrafimy diagnozować choroby dziedziczne, nawet w okresie prenatalnym. Warto dodać, że badania DNA są jedną z głównych metod stosowanych w kryminalistyce, gdzie na podstawie odcisku palca, kropli krwi lub fragmentu innej tkanki można zidentyfikować zarówno ofiarę przestępstwa jak i sprawcę.
Od kiedy w ogóle naukowcy badają DNA praczłowieka?
Zaczęło się, o czym już wspomniałem, właśnie od profesora Pääbo i jego pierwszych prac z 2010 roku. Pierwsze próby badań nad ludzkim DNA i nad zmianami w DNA, które są powodem chorób takich jak na przykład hemofilia miały miejsce w końcu lat 90. Hemofilia to klasyczna choroba genetyczna, która jest dziedziczona – dziedziczy się uszkodzony gen.
Można powiedzieć, że to profesor Pääbo jest twórcą nowej dziedziny nauki – paleogenomiki?
Tak, paleogenomiki, w szczególności w odniesieniu do człowieka, bo w odniesieniu do innych stworzeń mamy plejadę innych uczonych, którzy się tym zajmowali. Natomiast Svante Pääbo rozpoczął na dużą skalę badania genetyczne nad naszymi protoplastami.
A przy okazji - badaniami nad ewolucją i migracją człowieka?
No tak, bo to właśnie na podstawie DNA można to stwierdzić. Porównując DNA nawet ludzi współczesnych między sobą i znając częstość mutacji, możemy dużo wnioskować na temat naszej ewolucji. Dzięki metodom opracowanym przez profesora Pääbo uzyskujemy informacje o cechach osobników dawno wymarłych nawet kilkadziesiąt tysięcy lat temu. Słynne są znaleziska, jak na przykład znaleziony w Tyrolu szkielet „człowieka lodu”, nazwanego Ötzi, świetnie zachowany, bo prócz kości zachowała się skóra na twarzy i całym ciele. Został on odkryty w 1991 roku, a jego wiek szacowany jest pomiędzy 3400-3100 lat przed naszą erą.
Panie Profesorze, czy z badań nad genami naszych przodków, również z odkryć dokonanych przez noblistę prof. Pääbo wynika, że Karol Darwin miał rację?
To, że Darwin miał rację, to nawet nasz święty Jan Paweł II w imieniu kościoła katolickiego przyznał, uznając, że ewolucja istnieje i pogląd o tym, że Pan Bóg przez 6 dni stwarzał świat, zwierzęta i człowieka, a 7 dnia odpoczywał to piękna alegoria. Ale nie ma ona nic wspólnego z rzeczywistością. Chyba już w tej chwili takich ludzi, zwłaszcza wśród naukowców jest już bardzo niewielu.
Na naszym krajowym podwórku odpowiedź na pytanie skąd pochodzą Polacy stara się uzyskać profesor Marek Figlerowicz, który zajmuje się badaniem DNA Piastów.
Co prawda kościelni hierarchowie nie dopuścili profesora Figlerowicza do badań szczątków naszych królów, którzy są pochowani w Gnieźnie, ale udało mu się zdobyć zgodę na pobranie próbek z kości Piastów śląskich, pochowanych w Legnicy i w Świdnicy. Wystarczy bardzo mały kawałek kości, najlepiej jeśli to jest kość skroniowa, bo jest ona gęsta i lepiej się w niej zachowuje DNA. W każdym razie badania te są w Polsce prowadzone. Ja też otrzymałem grant na badanie genetycznych korzeni Polaków; zajmuję się materiałami z wykopalisk archeologicznych, między innymi ze stanowiska we wsi Masłomęcz, w gminie Hrubieszów. Stanowisko to bada profesor Andrzej Kokowski z UMCS w Lublinie od wielu już lat i od niego mam próbki kości ludzi tam pochowanych. Akurat w Masłomęczu panowały takie warunki glebowe, klimatyczne, dzięki którym świetnie zachowały się nie tylko ludzkie szczątki, ale i stroje, w jakich zostali pochowani. Na przykład znaleziono tam dwóch mężczyzn pochowanych w burnusach arabskich; innego w stroju gruzińskim. Wygląda na to, że ta niewielka wioska Masłomęcz była centrum, skrzyżowaniem szlaków, wędrówek ze wschodu na zachód i z południa na północ i stąd mamy tam tak wielką mieszaninę ludzi o różnym pochodzeniu etnicznym.
Czy tego rodzaju badania jednoznacznie odpowiedzą na pytanie skąd pochodzą Polacy?
Prawdopodobnie. Zresztą już z badań genomów współczesnych ludzi można to wywnioskować, ale badania antycznego DNA mogą bezpośrednio potwierdzić czy zaprzeczyć rozmaitym hipotezom. Jak dotąd, jeśli chodzi o pochodzenie nas, Polaków, mamy dwie teorie. Jedna mówi, że wywodzimy się z bagien nad Prypecią, tam była nasza kolebka. Druga mówi o tym, że kiedy Dżyngis-chan wędrował z Mongołami na zachód i podbijał Europę, to zagarniał ludy, jakie napotykał po drodze i naszych praprzodków zagarnął gdzieś między Donem a Dnieprem, a idąc na zachód, pozostawił na terenach obecnej Polski. Ale to właśnie tego rodzaju badania DNA mogą te hipotezy potwierdzać, bądź nim zaprzeczać.
W ubiegłym roku nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny otrzymali naukowcy za odkrycie receptorów temperatury i dotyku. Mówiono wtedy, że w czasach pandemii, kiedy chorzy tracili węch i smak, nobliści postawili na badania dotyczące zmysłów. Na początku naszej rozmowy powiedział Pan, że tegoroczny werdykt Szwedzkiej Akademii w dziedzinie fizjologii i medycyny był spodziewany. Dlaczego?
Dlatego, że wyniki profesora Pääbo i jego zespołu są najważniejsze dla zrozumienia naszej własnej historii. I to dotarło do powszechnej świadomości po niedługim czasie. Stąd dość oczywistym było to, że profesor Pääbo był kandydatem do Nobla.
Chyba też profesor Pääbo miał w sobie swego rodzaju wewnętrzną motywację i determinację, aby tę nagrodę zdobyć. Dokładnie 40 lat wcześniej Nobla z medycyny otrzymał jego ojciec Karl Sune Detlof Bergström. Myśli Pan, że miało to swoje znaczenie?
Jest Szwedem, ale pracuje głównie w Niemczech; w Lipsku mieści się założony przez niego Instytut Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka. Na pewno Pääbo wyniósł z domu zamiłowania do nauki i do badań.