गेल्या दोन दशकांमध्ये शास्त्रज्ञांच्या भूतकाळाची पुनर्रचना करण्याच्या क्षमतेत क्रांती झाली आहे. प्राचीन हाडांमधून डीएनए काढण्याच्या आणि त्याचे विश्लेषण करण्याच्या पद्धतीत तांत्रिक प्रगतीमुळे हे शक्य झाले आहे.
या घडामोडींवरून असे दिसून आले की निअँडरथल्स आणि आधुनिक मानव एकत्र आले, असे काहीतरी घडले आहे असे पूर्वी वाटले नव्हते. याने संशोधकांना आधुनिक मानवांना आकार देणाऱ्या विविध स्थलांतरांची रचना करण्याची परवानगी दिली आहे. याने संघांना मॅमथ्स सारख्या विलुप्त प्राण्यांचे जीनोम आणि प्लेगच्या निकामी स्ट्रेन सारख्या विलुप्त रोग घटकांची क्रमवारी लावण्याची परवानगी दिली आहे.
यापैकी बरेच काम मानवी किंवा प्राण्यांच्या शरीराच्या अवशेषांचे विश्लेषण करून केले गेले असले तरी, पर्यावरणातून प्राचीन डीएनए मिळवण्याचा आणखी एक मार्ग आहे.
संशोधक आता हाडांवर अवलंबून न राहता थेट गुहेतील गाळातून डीएनए (रेणूमधील “अक्षरांचा क्रम निश्चित करणे) काढू शकतात आणि अनुक्रम करू शकतात. यामुळे पॅलेओजेनेटिक्स म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या क्षेत्रात बदल होतो.
लेणी हजारो वर्षांच्या अनुवांशिक इतिहासाचे जतन करू शकतात, दीर्घकालीन मानवी-परिसंस्थेतील परस्परसंवादाचा अभ्यास करण्यासाठी एक आदर्श संग्रह प्रदान करतात. आपल्या पायाखालील गाळ जैविक टाइम कॅप्सूल बनतात.
आम्ही येथे जर्मनीतील ट्युबिंगेन (GACT) येथील भूवैज्ञानिक पुरातत्व कॅम्पसमध्ये शोधत आहोत. गुहेतील गाळातील डीएनएचे विश्लेषण आपल्याला हिमयुगातील युरोपमध्ये कोणाचे वास्तव्य होते, परिसंस्था कशी बदलली आणि मानवांनी कोणती भूमिका बजावली याची पुनर्रचना करण्यास अनुमती देते. उदाहरणार्थ, आधुनिक मानव आणि निअँडरथल्स एकाच गुहांमध्ये ओव्हरलॅप होते का?
गुहांमध्ये आढळणाऱ्या विष्ठेपासून अनुवांशिक सामग्री मिळवणे देखील शक्य आहे. आम्ही सध्या सुमारे 40,000 वर्षांपूर्वी युरोपमध्ये राहणाऱ्या गुहेतील हायनाच्या विष्ठेवरून डीएनएचे विश्लेषण करत आहोत.
आतापर्यंत सापडलेला सर्वात जुना गाळ DNA ग्रीनलँडमधून आला आहे आणि तो दोन दशलक्ष वर्षे जुना आहे.
1984 मध्ये आधुनिक झेब्राचा नातेवाईक असलेल्या क्वाग्गा या नामशेष झालेल्या प्राण्याचा पहिला जीनोम तयार झाल्यापासून पॅलिओजेनेटिक्सने बराच पल्ला गाठला आहे.
गेल्या दोन दशकांमध्ये, अनुवांशिक अनुक्रमांक मशीन, प्रयोगशाळा रोबोटिक्स आणि बायोइन्फॉरमॅटिक्सच्या पुढील पिढीने (मोठ्या, जटिल जैविक डेटा संचाचे विश्लेषण करण्याची क्षमता) प्राचीन डीएनएला नाजूक कुतूहलातून अत्यंत उत्पादक वैज्ञानिक साधनात रूपांतरित केले आहे.
आज, सिक्वेन्सिंग मशीन त्यांच्या पूर्ववर्तींच्या तुलनेत शंभर दशलक्ष पट जास्त डीएनए डीकोड करू शकतात. पहिले मानवी जीनोम पूर्ण होण्यास एक दशकाहून अधिक कालावधी लागला असला तरी, आधुनिक प्रयोगशाळा आता एकाच दिवसात शेकडो पूर्ण मानवी जीनोम तयार करू शकतात.
लेखकाबद्दल
गेर्लिंडे बिगा हे लायबनिझ सायन्स कॅम्पस “ट्युबिंगेन जिओआर्किओलॉजी कॅम्पस”, टुबिंगेन विद्यापीठाचे वैज्ञानिक समन्वयक आहेत.
हा लेख क्रिएटिव्ह कॉमन्स परवान्याअंतर्गत संभाषण मधून पुन्हा प्रकाशित केला आहे. मूळ लेख वाचा.
2022 मध्ये, या क्षेत्रातील अग्रगण्य, Svante Pääbo यांना फिजिओलॉजी किंवा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. त्यांनी या संशोधनाचे जागतिक महत्त्व अधोरेखित केले. प्राचीन डीएनए नियमितपणे मथळे बनवतात, मॅमथ सारख्या हत्तींना पुन्हा तयार करण्याच्या प्रयत्नांपासून ते जगाच्या काही भागांमध्ये शेकडो हजारो वर्षांच्या मानवी उपस्थितीचा माग काढण्यापर्यंत. निर्णायकपणे, रोबोटिक्स आणि संगणकीय प्रगतीमुळे आम्हाला गाळापासून तसेच हाडांमधून डीएनए पुनर्प्राप्त करण्याची परवानगी मिळाली आहे.
GACT हे Tübingen, जर्मनी येथे स्थित एक वाढणारे संशोधन नेटवर्क आहे, जिथे तीन संस्था गाळातील DNA शोधण्याचे नवीन मार्ग तयार करण्यासाठी विविध विषयांमध्ये सहयोग करतात. पुरातत्वशास्त्रज्ञ, भूगर्भशास्त्रज्ञ, जैव माहितीशास्त्रज्ञ, सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ आणि प्राचीन DNA विशेषज्ञ त्यांचे कौशल्य एकत्रित करून अंतर्दृष्टी उघड करतात जे कोणतेही एक क्षेत्र एकट्याने साध्य करू शकत नाही—एक सहयोग ज्यामध्ये संपूर्ण भाग त्याच्या भागांच्या बेरजेपेक्षा खरोखर मोठे होते.
नेटवर्क जर्मनीच्या पलीकडे पसरलेले आहे. आंतरराष्ट्रीय भागीदार जगभरातील पुरातत्व गुंफा साइट्स आणि नैसर्गिक गुहांवर फील्डवर्क सक्षम करतात.
या उन्हाळ्यात, उदाहरणार्थ, टीमने सर्बियामधील गुहा साइट्सचा अभ्यास केला, प्राचीन डीएनए आणि संबंधित पर्यावरणीय विश्लेषणे करण्यासाठी शेकडो गाळाचे नमुने गोळा केले. दक्षिण आफ्रिका आणि पश्चिम युनायटेड स्टेट्समध्ये विविध वातावरण आणि कालखंडातील गाळांमधील प्राचीन डीएनए संरक्षणाच्या मर्यादा तपासण्यासाठी भविष्यातील कार्य नियोजित आहे.
एक गवताच्या गंजी मध्ये सुई
गाळातून डीएनए पुनर्प्राप्त करणे सोपे वाटते: एक स्कूप घ्या, ते काढा आणि ते क्रमबद्ध करा. प्रत्यक्षात, ते अधिक क्लिष्ट आहे.
हे कण दुर्मिळ, निकृष्ट, खंडित आणि गुहेतील अभ्यागत आणि वन्यजीवांच्या अलीकडील दूषिततेमध्ये मिसळलेले आहेत. अस्सल आइस एज रेणूंचा शोध डीएनएलाच अचूक रासायनिक नुकसान नमुन्यांवर, अल्ट्रा-क्लीन प्रयोगशाळा, स्वयंचलित निष्कर्षण आणि विशेष बायोइन्फॉर्मेटिक्सवर अवलंबून असतो.
प्रत्येक सकारात्मक ओळख हा एक छोटासा विजय आहे, जो पारंपारिक पुरातत्वशास्त्रासाठी अदृश्य नमुने उघड करतो.
GACT चे बरेचसे काम UNESCO च्या जागतिक वारसा स्थळांमधील स्वाबियन जुरा गुहांमध्ये घडते जसे की जगातील सर्वात जुनी वाद्ये आणि अलंकारिक कलांचे घर असलेल्या होले फेल्स. निअँडरथल्स आणि होमो सेपियन्सने दगडांच्या कलाकृती, हाडे, हस्तिदंत आणि गाळ मागे सोडले जे हजारो वर्षांपासून जमा झाले.
लेणी हे डीएनएचे नैसर्गिक संग्रह आहेत, जेथे स्थिर परिस्थिती नाजूक जैव रेणूंचे संरक्षण करते, संशोधकांना हिमयुग युरोपचा अनुवांशिक इतिहास तयार करण्यास सक्षम करते.
गाळाच्या डीएनए संशोधनातील सर्वात रोमांचक बाब म्हणजे हाडे किंवा कलाकृती नसतानाही दीर्घकाळ नामशेष झालेल्या प्रजाती शोधण्याची क्षमता. मानवांवर विशेष जोर देण्यात आला आहे: गुहेत कोण राहत होते आणि कधी? आधुनिक मानव आणि निअँडरथल्स लेण्यांचा वापर कसा करतात आणि आम्ही उल्लेख केल्याप्रमाणे ते त्याच वेळी तेथे होते का? गुहा अस्वल आणि मानव निवारा आणि संसाधने स्पर्धा? आणि त्यांच्या शेजारी राहणारे सूक्ष्मजंतू भूतकाळातील परिसंस्थांवर मानवाच्या प्रभावाबद्दल काय प्रकट करू शकतात?
गाळाचा डीएनए गुहेबाहेरील जीवनाचा मागोवा घेतो. भक्षक शिकारींना संरक्षित कक्षांमध्ये ओढून नेतील आणि मानव कचरा मागे टाकतील. कालांतराने मानव, प्राणी आणि सूक्ष्मजीव डीएनएमधील बदलांचा मागोवा घेऊन, संशोधक सध्याच्या जैवविविधता संकटाशी संबंधित अंतर्दृष्टी प्रदान करून, प्राचीन विलोपन आणि परिसंस्थेतील बदलांचा अभ्यास करू शकतात.
हे काम महत्त्वाकांक्षी आहे: हिमयुगातील परिसंस्थांची पुनर्रचना करण्यासाठी आणि मानवी उपस्थितीचे पर्यावरणीय परिणाम समजून घेण्यासाठी गाळाचा DNA वापरणे. GACT अंमलबजावणीच्या फक्त दोन वर्षानंतर, प्रत्येक डेटा सेट नवीन प्रश्न निर्माण करतो. गुहेचा प्रत्येक थर कथेला आणखी एक स्पर्श जोडतो.
आता शेकडो नमुन्यांची प्रक्रिया केल्यामुळे, प्रमुख शोधांची प्रतीक्षा आहे. संशोधकांना लवकरच पहिल्या गुहेतील अस्वल जीनोम, सर्वात जुने मानवी ट्रेस आणि एकेकाळी अंधारात भरभराट करणारे जटिल सूक्ष्मजीव समुदाय शोधण्याची अपेक्षा आहे. गाळ त्यांचे सर्व रहस्य प्रकट करतात का? वेळ सांगेल, परंतु संभावना उज्ज्वल आहेत.
