Archeolodzy wyciągają kości z magazynów i dają genetykom. „Przygoda dopiero się zaczyna”

Badania DNA pozwalają określić pokrewieństwo ludzi, ich pochodzenie, linie ewolucyjne, ale też cechy fenotypowe, czyli kolor włosów, skóry i oczu. Dziś, dzięki genetyce, archeolodzy mogą wyciągać kości z magazynów i badać je na nowo, próbując znaleźć odpowiedzi na dawno postawione pytania.

Dr Dariusz Błaszczyk z Katedry Archeologii Średniowiecza i Nowożytności Uniwersytetu Warszawskiego: – Badania DNA w archeologii, czyli tzw. archeogenetyka, ma ogromne znaczenie dla archeologii i bardzo ją zmieniła. Przede wszystkim pozwoliła badać różne wcześniej niedostępne kwestie.

Prof. Andrzej Buko z Instytutu Archeologii i Etnologii PAN: – To zmiany rewolucyjne, ale to nie dotyczy tylko archeologii. Archeologia czerpie z innych dyscyplin, jeśli więc rozwija się medycyna, to się rozwija także archeologia.

Nowe metody do rozwikłania starych spraw

Przykład wykorzystania badań genetycznych do rozwikłania zagadki sprzed lat to projekt, którym kieruje prof. Buko, a dr Błaszczyk jest jednym z naukowców biorących w nim udział. Ta zagadka pozostaje nierozwiązana od blisko 150 lat. Chodzi o średniowieczne cmentarzyska i groby z ułożonymi warstwami kamieni. Takie groby znaleziono na terenie Mazowsza i Podlasia. I początkowo sądzono, że są one charakterystyczne dla ludzi z tego regionu. Podobne groby znaleziono jeszcze na Pomorzu. Sprawę skomplikowały badania, podczas których znaleziono na tych samych terenach cmentarzyska bez obudów kamiennych. Kim więc byli ludzie chowani na charakterystycznych cmentarzach z obudowami z kamieni?

– Jak zwykle pojawiło się wiele koncepcji. Część badaczy uważała, że cmentarzyska były użytkowane przez lokalną ludność słowiańską. W latach 90. ubiegłego wieku popularność zyskała koncepcja, że były tworzone i użytkowane przez przybyszów ze Skandynawii, gdyż tam również konstruowano groby w obudowach kamiennych – tłumaczy dr Dariusz Błaszczyk. Ale te teorie nie są jedyne. W latach 50. snuto domysły, że mogą tam być pochowani przybysze nie ze Skandynawii, a ze wchodu, z terenu Rusi. Jaka jest prawda?

Jak tłumaczy dr Błaszczyk, do niedawna jedyną metodą dostępną archeologom do określania pochodzenia chowanych na cmentarzyskach była tzw. atrybucja etniczna form pochówków i przedmiotów wchodzących w skład wyposażenia grobowego. – W jej ramach zakładano, że przybysze przynoszą ze sobą swoje zwyczaje i kulturę, w tym obrządek pogrzebowy i charakterystyczny dla danej grupy etnicznej strój – mówi archeolog i wyjaśnia, że określając cechy charakterystyczne danego obrządku pogrzebowego np. formy grobów i charakterystyczne, dystynktywne elementy stroju (w przypadku Słowian były to np. kabłączki skroniowe, a w przypadku Skandynawów tzw. zapinki żółwiowate), można określić przynależność etniczną osób chowanych na cmentarzyskach. Ta metoda jednak sprawdza się tylko częściowo. – Ludzie mogli ulegać akulturacji w nowym środowisku i dostosowywać się do nowych zwyczajów. Problem jest w tym, że przedmioty znajdowane w grobach mogły być również przedmiotem wymiany, handlu, czy rabunku i nie muszą świadczyć o przynależności etnicznej ich właściciela – dodaje dr Błaszczyk.

I tu z pomocą przychodzą nowe metody, które pomagają określić przynależność etniczną, w tym badania DNA. I to właśnie po nie sięgnięto w przypadku projektu badawczego dotyczącego grobów z Mazowsza i Podlasia (projekt Populus Masiviae Medii Aevi). – Chcemy za pomocą nowych metod odpowiedzieć na stare pytanie – mówi Dariusz Błaszczyk. Nie zdradza na razie efektów – Zmierzamy ku końcowi projektu – mówi jedynie.

Jednocześnie przywołuje głośne w świecie naukowym sprawy, gdzie to właśnie badania DNA odegrały kluczową rolę. To np. kwestia relacji gatunku Homo sapiens i Homo neanderthalensis – jak przypomina dr Błaszczyk, okazało się, że neandertalczycy nie są naszymi przodkami, lecz stanowią osobną linię ewolucyjną, jeden z podgatunków człowieka. Dowiedziono jednocześnie, że dochodziło do kontaktów seksualnych między ludźmi i neandertalczykami i część ich genów przetrwała w naszym genomie, np. to po nich odziedziczyliśmy rude włosy i pewne geny wspomagające odporność organizmu.

Ale można spojrzeć też na własne podwórko i projekt realizowany w katedrze we Fromborku, gdzie wykorzystano do badania DNA szkielet przypisywany Mikołajowi Kopernikowi oraz włosy w należącej do niego książce. Obecnie naukowcy z niecierpliwością czekają na efekty badań realizowanych w Instytucie Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu pod kierunkiem prof. Marka Figlarowicza. Badacze mają dać odpowiedź na pytania dotyczące genomu i pochodzenia dynastii Piastów.

aDNA świeże i aDNA magazynowe

Wydobycie DNA z tak starych kości nie jest jednak proste. Wielokrotnie o tym mówił, także w rozmowie z „Wprost”, dr hab. Andrzej Ossowski z Zakładu Genetyki Sądowej PUM w Szczecinie. To zespół Ossowskiego znany m.in. z identyfikacji ofiar zbrodni nazistowskich i komunistycznych próbuje teraz stworzyć profil genetyczny rycerzy poległych w bitwie pod Grunwaldem. To projekt zaplanowany na kilka lat i bardzo skomplikowany, bo mowa tu o aDNA – ancient DNA, czyli inaczej DNA kopalnym. Jeśli się powiedzie, genetycy będą mogli odpowiedzieć na pytania, jaki dana osoba miała kolor oczu, włosów, jakiej była płci i określić jej biopochodzenie.

– Określone społeczności mają swoje charakterystyczne cechy, które są wspólne dla danej grupy ludzi – mówi o biopochodzeniu Ossowski. I przypomina międzynarodowe badania, w których brał udział. – Chodzi o badania szczątków dziesięciu osób znalezionych na terenie obozu zagłady w Sobiborze. Zakładano, że to działacze podziemia antykomunistycznego zamordowani tam potajemnie. Profile genetyczne ofiar należało porównać z materiałami w bazach genetycznych. I okazało się, że jednak – ku zaskoczeniu wszystkich – że nie są to osoby pochodzenia polskiego, bo profile genetyczne takie, jak u ofiar, występują wśród żyjących współcześnie Żydów aszkenazyjskich – mówi.

Genetyk podkreśla, że DNA jest bardzo delikatną materią, W przypadku tak starych kości, jak te z pól bitewnych sprzed 600 lat, najlepiej szukać go w jak najlepiej zachowanych kościach udowych, zębach, niektórych kościach czaszki.

Dr Błaszczyk tłumaczy, że współcześnie próbki do badań DNA pobiera się często bezpośrednio na stanowisku archeologicznym podczas badań wykopaliskowych, lub krótko po nich – w żargonie bywa to określane jako „aDNA świeże". – Jednocześnie jednak badania DNA stały się jedną z metod badawczych, która umożliwiła badanie i powrót do materiałów, które były wykopane w przeszłości i potem przechowywane w magazynach muzealnych, określane niekiedy, jako aDNA magazynowe – mówi i dodaje:

A trzeba tu zaznaczyć, że przygoda w tym zakresie dopiero się zaczyna, badania kopalnego DNA nabierają tempa i czeka nas jeszcze wiele ciekawych i przełomowych odkryć.

Dzięki analizie DNA archeolodzy mogą uzyskać precyzyjną wiedzę o kierunkach migracji całych grup ludzkich, ale też pojedynczych osobników. To paleogenetyka pokazała, jak powstawał pomost między Europą a Azją. Miedzynarodowe badanie, w którym uczestniczyły m.in. naukowczynie z Polski, którego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Science” dostarczyło danych o całych genomach 727 starożytnych ludzi, pochodzących z regionu tzw. południowego łuku (ang. Southern Arc), rozciągającego się od Kaukazu i Lewantu, poprzez Anatolię i region Morza Egejskiego po Bałkany, stanowiącego pomost łączący Europę i Azję. Ta wiedza pozwoliła na uzupełnienie luk w zapisie paleogenetycznym Indoeuropejczyków. Okazało się, że w południowo-wschodniej Europie zamieszkują ludzie genetycznie tożsami z ludnością stepową.

Kluczowa dla śledzenia migracji ludności okazała się możliwość określenia haplogrupy badanych szczątków. Haplogrupa to, tłumacząc najprościej, grupa podobnych ze względu na wspólne pochodzenie haplotypów, czyli serii alleli genów położonych w specyficznym miejscu na chromosomie. Jeśli zbada się występowanie haplogrup, można śledzić migracje całych populacji. Powstały specjalne mapy, które pokazują na przykład rozmieszczenie haplogrup DNA chromosomu Y (osób o wspólnym biologicznym pochodzeniu, przekazywanym w linii męskiej).

Wyzwanie dla polskiej archeologii

Prof. Andrzej Buko mówiąc o rewolucji i możliwościach, jakie daje genetyka, zwraca jednak uwagę, że archeologia jest dziedziną interdyscyplinarną i sama genetyka nie wystarczy. Tak jest chociażby we wspomnianych badaniach średniowiecznych cmentarzysk.

– Łączymy tu kilka metod, które pozwolą nam możliwie precyzyjnie odpowiedzieć na pytania dotyczące ludzi, których szczątki badamy. To nie tylko samo badanie DNA, ale też określanie wieku każdej z próbek za pomocą datowania C14 czy badania trwałych izotopów tlenu i strontu – mówi archeolog.

Problem, z jakim borykają się naukowcy, to przede wszystkim stan materiału badawczego. To chociażby wciąż nie pozwala jednoznacznie określić etnogenezy i wciąż spornej kwestii pochodzenia Słowian.

– Nawet najlepsze metody nie pozwolą rozwiązać problemu badawczego, jeśli nie dysponuje się odpowiednim materiałem badawczym. Problem polega na tym, że na ziemiach polskich i terenach ościennych od środkowej epoki brązu po wczesne średniowiecze stosowano obrządek ciałopalny. Przepalone kości, z pewnymi wyjątkami, generalnie uniemożliwiają wykonywanie badań genetycznych i izotopowych. Co prawda w tym okresie występują też pochówki szkieletowe, ale są one nieliczne. Inhumacja pojawia się ponownie wraz z wprowadzeniem chrześcijaństwa w X w. Tym niemniej sądzę, że mimo tych ograniczeń można by spróbować przeprowadzić badania biochemiczne na dostępnych materiałach. W mojej opinii jest to bez wątpienia wyzwanie, z którym powinna się zmierzyć polska archeologia – podsumowuje dr Dariusz Błaszczyk.

Nauka to polska specjalność
Wielkie postacie polskiej nauki

Przeczytaj inne artykuły poświęcone polskiej nauce



Projekt współfinansowany ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki w ramach programu „Społeczna Odpowiedzialność Nauki”