Susret lovca i zemljoradnika

Prošle nedelje, u svetskom naučnom časopisu „Nature“ iz Londona publikovana je studija The Genomic History of Southeastern Europe o rezultatima istraživanja drevne DNK (dDNK) jugoistočne Evrope. Do sada, gotovo da nije bilo studije koja se ticala tog regiona. U istraživanju je učestvovalo 117 arheologa, antropologa i genetičara iz 82 institucije iz celog sveta. Učešće srpskih stručnjaka u ovom projektu omogućilo je dobijanje prvih podataka o genetskom sastavu praistorijskih stanovnika sa teritorije Srbije na prelazu sa lovačko-sakupljačkog na zemljoradnički način života, pre više od 8.000 godina.

MALI RATOVI LABORATORIJA: Zašto tek sada dobijamo ove podatke iako su analize dDNK bile moguće još pre nekoliko decenija? Osnovni razlog je što je do usavršavanja metode i pouzdanog izolovanja dDNK došlo tek tokom poslednje decenije sa revolucionarnim napretkom ostvarenim tokom poslednjih nekoliko godina (vidi okvir). S druge strane, postojala je i dilema kojoj laboratoriji i kojim stručnjacima poveriti ovaj posao i tako „žrtvovati“ delove dragocenih skeletnih ostataka koji bi bili korišćeni u analizama u nadi da ćemo dobiti maksimalno pouzdan rezultat. U svetu paleogenetike vode se mali ratovi između različitih laboratorija i timova istraživača koji užurbano pokušavaju da dođu do što većeg broja uzoraka sa arheološkog osteološkog materijala kako bi dobili što ekskluzivnije podatke o prošlosti starih populacija i njihovom odnosu sa današnjim populacijama. Ovo je polje koje privlači pažnju šire javnosti i uvećava naučni prestiž, naročito publikovanjem u najznačajnijim svetskim publikacijama. Monopolisanje dostupnošću uzoraka, svrstavanje u jedan ili drugi istraživački tabor, i nepoverljivost među istraživačima svakodnevne su pojave u ovom polju uprkos proklamovanim principima naučne otvorenosti. Sve ovo se naravno preliva i na polje arheologije i fizičke antropologije s obzirom na to da paleogenetska istraživanja ne bi ni bila moguća bez učešća i ekspertize ovih stručnjaka.

DILEMA: Tokom 2015. godine, intenzivno sam razmišljao kojoj istraživačkoj grupi da poverim analize osteološkog materijala sa skeletnih ostataka 16 individua koje sam sa svojim timom iskopao između 2006. i 2009. godine na nalazištu Vlasac, tri kilometra nizvodno od Lepenskog Vira, koje je deo lepenskovirske kulture datovane u periode mezolita i neolita. Ova kultura dokumentuje prelaz između lovačko-sakupljačko-ribarskog načina života i pojave prve keramike i zemljoradnje u neolitu tokom poslednjih vekova 7. milenijuma stare ere. Vlasac su arheološki istraživali Dragoslav Srejović i Zagorka Letica 1970/71. godine tokom zaštitnih radova na Đerdapu, pre puštanja u rad brane i podizanja nivoa akumulacionog jezera na ovom toku Dunava. U proleće 2006. godine, nizak nivo Dunava omogućio nam je povratak na Vlasac sa izvanrednom mogućnošću da više od 35 godina nakon prvih istraživanja dobijemo nove i pouzdanije podatke primenom modernih arheoloških metodologija (vidi „Vreme“ br. 826).

U januaru 2016. godine, dobio sam poziv od Rona Pinhasija, tada profesora na Univerzitetskom koledžu Dablin u Irskoj a danas na Bečkom univerzitetu, sa kojim me veže poznanstvo tokom doktorskih studija na Univerzitetu u Kembridžu u Velikoj Britaniji. Pinhasi je u to vreme već uradio niz dDNK analiza na skeletnim ostacima sa teritorije jugoistočne Evrope, i 2014. godine je objavio studiju u kojoj je pokazao da analizom petroznih kostiju (deo temporalne lobanjske kosti) dobijamo veoma značajno uvećano prisustvo endogene dDNK – od 50 do 100 puta više nego ono što se do tada dobijalo analizom drugih delova skeleta, poput zuba, za koje se smatralo da pružaju najbolji materijal za ove analize. Pinhasi mi je ponudio saradnju i tražio pomoć za dobijanje uzoraka sa teritorije Srbije, naročito sa teritorije Đerdapa, gde postoji više od 500 iskopanih individua koje se mogu datovati u periode mezolita i neolita, što je najveći uzorak sa bilo koje teritorije u jugoistočnoj Evropi, i jedan od najvećih uzoraka za ove periode uopšte. Objasnio mi je da on intenzivno sarađuje sa Dejvidom Rajhom iz Harvardske škole medicine, a koji je tokom poslednje decenije predvodio neke od najznačajnijih studija dDNK sa spektakularnim rezultatima i ogromnim brojem individua. Činjenica da su oni izuzetni istraživači i da su spremni da ulože resurse i trud kako bi dobili što veći uzorak analiziranih individua sa Đerdapa i drugih lokaliteta u Srbiji, doprinela je mojoj odluci da uđem u ovu saradnju. U isto vreme, nešto kasnije, javio mi se i suparnički tim Eskea Vilersleva (Eske Willerslev), danskog paleogenetičara čija je laboratorija u Kopenhagenu takođe napravila značajne rezultate na ovom polju tokom poslednje decenije, ali za taj poziv je već bilo kasno.

Odmah sam u Beogradu kontaktirao sa svojim kolegama arheolozima kako bi i sa drugih nalazišta dobili što veći broj uzoraka za analize dDNK. Za dobijanje uzoraka sa određenih skeleta bilo je već kasno jer su neke od kolega bile u dogovorima sa drugim istraživačima i drugim laboratorijama. (Činjenica da smo od 2016. godine do sada sa timovima Pinhasija i Rajha već obavili uzorkovanje, dobili i publikovali rezultate u najprestižnijem časopisu dok drugi timovi to još uvek nisu postigli, verovatno govori o tome da je moj izbor partnera u ovom istraživanju bio pravilan.) Mom pozivu odazvale su se kolege Dragana Antonović iz Arheološkog instituta u Beogradu koja je omogućila uzorkovanje materijala sa Padine i Hajdučke Vodenice, takođe mezolitsko-neolitskih nalazišta u Đerdapu, i Andrej Starović iz Narodnog muzeja u Beogradu koji je omogućio uzorkovanje skeletnih ostataka sa lokaliteta Saraorci, Starčevo i Ajmana.

Nakon uzorkovanja skeleta, za pojedine individue dobili smo izuzetno visok postotak sačuvane dDNK što omogućuje detaljne analize, uključujući uvid u određene fenotipske odlike, poput pigmentacije za kožu i oči, postojanje genetskog koda za varenje mleka i slično. Već u maju 2017. godine, naši rezultati sa oko skoro 40 analiziranih individua iz Srbije bili su uključeni u rukopis rada koji je prezentovao sasvim nove rezultate za 225 individua pre svega sa teritorije jugoistočne Evrope, ali i iz okolnih evropskih regija. Ovi rezultati potom su upoređeni sa već postojećom bazom podataka sa podacima o celom genomu nekoliko stotina drugih drevnih individua, ali i sa postojećim genetskim podacima za savremene populacije. Samo na ovaj način, poredeći ogromnu količinu podataka dobijamo uvid u kompleksnost slike populacionih kretanja i mešanja u prošlosti.

ZAKLJUČCI: Šta smo novo naučili na osnovu ove studije? Po prvi put nedvosmisleno je pokazano da su rane populacije neolitskih zemljoradnika pre oko 8500 godina počele da migriraju pre svega iz oblasti severozapadne Anadolije i verovatno preko Bosfora, a potom kopnenim putem preko Balkana i/ili uz obalu Crnog mora i potom uz dunavski tok. Ove nove populacije sa zemljoradničkim načinom života, koji je između ostalog uključivao uzgoj domaćih životinja i korišćenje grnčarije, ubrzano su se proširile po čitavoj jugoistočnoj Evropi. U mnogim oblastima ove populacije nisu su se mešale sa lokalnim lovcima-sakupljačima. Međutim, u Đerdapu, gde imamo značajno prisustvo lovačko-sakupljačko-ribarskih naselja uz obale Dunava, kao i na nekim drugim nalazištima uz dunavski tok u Bugarskoj, došlo je do značajnog mešanja dve genetski različite populacije. Lepenski Vir jedno je od najznačajnijih mesta gde je došlo i do kulturne hibridizacije ova dva različita sveta, što je po svemu sudeći značajno doprinelo izuzetnosti ovog mesta, koje je čuvalo autohtonu tradiciju nasleđenu iz perioda mezolita ali gde je u isto vreme došlo i do transfera novih običaja i znanja koja su, po svemu sudeći, donele žene iz neolitskih zajednica a od kojih su neke tu kasnije i sahranjene. Tako, imamo primer nekoliko individua koje su genetski poreklom iz Anadolije, ali su bile sahranjene u trapezoidnim kućama Lepenskog Vira u tipičnom ispruženom položaju na leđima koji je u Đerdapu deo mezolitske lokalne tradicije i koji se razlikuje od neolitskog, zemljoradničkog sahranjivanja u položaju zgrčenca ili fetusa na boku. Sa lokaliteta Padina u Đerdapu, jedna individua imala je oko 50 odsto anadolskog i 50 odsto lokalnog đerdapskog lovačko-sakupljačkog genetskog materijala, što ukazuje na to da se ova osoba rodila iz veze pripadnika ove dve genetski različite populacije. Dobili smo i podatak o tome da su dva zajedno sahranjena novorođenčeta iskopana na lokalitetu Vlasac 2006. godine bili muški blizanci a da se među sahranjenima na lokalitetu Padina nalaze otac i ćerka.

Ako je moguće izvući jedan od važnih zaključaka paleogenetskih studija uopšte, to je činjenica da je tokom prošlosti ljudske vrste dolazilo do veoma intenzivnog kretanja, mešanja genetski različitih grupa i nestanka, tj. zamene pojedinih populacija na teritorijama koje su ranije nastanjivali. Gotovo da ne postoji nijedan primer populacije koja danas obitava na teritoriji koju je nastanjivala u dubokoj prošlosti. Ovakav zaključak je u suprotnosti sa svakom vrstom romantičnog nacionalizma o iskonskoj vezi određene etničke grupe ili nacije i teritorije na kojoj ta grupa obitava.

Napredak u polju paleogenetike

TRAGANJE ZA dDNK: Uzorkovanje petrozne kosti sa arheološkog materijala sa Đerdapa

Iako od sredine 1980-ih paleogenetičari pokušavaju da usavrše metode za dobijanje dDNK iz kostiju pronađenih na arheološkim nalazištima i na taj način rekonstruišu genetsku prošlost i dinamiku kretanja i mešanja genetski različitih populacija, tek u poslednjoj deceniji došlo je do osetnog napretka u ovoj oblasti. U ranim danima paleogenetskih studija, razlozi za poteškoće u dobijanju pouzdanih podataka bili su pre svega vezani za fragmentovanje ostataka drevne DNK u kostima nakon smrti individue i degradiranja tokom stotina i hiljada godina provedenih u zemlji. Takođe, u fragmentovanoj dDNK bilo je teško izolovati nekontaminiranu endogenu dDNK. Iako u teoriji svaka kost može da pruži sačuvane delove dDNK, dugo se verovalo da su pre svega zubi ili kratke kosti, poput falangi, zbog svoje kompaktnosti, najbolji materijal u kojem se može sačuvati genetski kod ljudi iz prošlosti. Tek, 2014. godine objavljeno je otkriće da se iz petrozne kosti, koja je deo temporalne lobanjske kosti, može ekstrakovati preko 50 do 80 posto endogene dDNK, što je ogromna razlika u odnosu na druge delove skeleta. Ovo je doprinelo razvoju nove generacije paleogenetskih istraživanja i analize čitavog genoma (celokupan genetički materijal koji sadrži gene i nekodirajuće sekvence koji su prisutni u svakoj ćeliji organizma). Ovu revoluciju u paleogenomskim istraživanjima omogućila je primena automatizovanog sistema genotipovanja. Usavršene metode dubinskog sekvenciranja dDNK danas pružaju obilje podataka ne samo o kretanjima i mešanjima ranijih populacija već i o fenotipskim odlikama pojedinaca, poput prisustva pojedinih alela (varijantni oblik gena) za laktoznu tolerantnost ili boju kože i očiju, ali i mutacija i prisustva genetski naslednih bolesti.