202 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 203Uvodnik Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022 in brez nje ni nastalo nič, kar je nastalo.« Čeprav iz- bira obeh jezikov (strokovnega in vsakdanjega) ni nič poljubnega, pa to ne pomeni, da na neki način ne moreta sobivati. To misel je v svoji knjigi Resnica in metoda (v izvirniku je izšla leta 1960, v slovenskem prevodu pa leta 2001) nazorno izrazil nemški filozof Hans-Georg Gadamer (1900-2002): »Sonce tako za nas še vedno zahaja, čeprav je Kopernikova razlaga sveta postala sestavni del našega védenja. Očitno je povsem združljivo med seboj, da se oklepamo videza, obenem pa v svetu razuma vemo za njegovo sprevr- njenost. In ali ni tako, da pri teh slojevitih življenj- skih razmerjih kot dejavnik pomiritve in posredova- nja dejansko sodeluje jezik? Naše govorjenje o sonč- nem zahodu gotovo ni samovoljno, temveč izreka to, kar je dejansko videti. Tako se stvar kaže nekomu, ki se ne premika. Sonce je tisto, ki nas obsije s svojimi žarki in nato zatone. Zato je sončni zahod za naš po- gled resničnost. (Je ‚bivanjsko relativen‘.) Od te razvi- dnosti pogleda pa se lahko misleč osvobodimo s kon- struiranjem nekega drugega modela, in ker to zmore- mo, lahko izrečemo tudi razumski uvid Kopernikove teorije. Toda z ‚očmi‘ tega znanstvenega razuma ne moremo odpraviti ali zavrniti naravnega videza. To je nesmiselno ne le zato, ker je videz za nas pristna realnost, temveč tudi zato, ker je resnica, ki nam jo govori znanost, tudi sama relativna glede na določeno razmerje do sveta in si nikakor ne more lastiti, da je celotna resnica. Pač pa jezik dejansko vključuje celoto našega razmerja do sveta, in v tej celoti jezika najdeta svojo legitimnost tako videz kot znanost.« Po kratki, upam, da tudi dovolj pomembni zastra- nitvi nadaljujem z razmišljanjem o dogodku, ki je pretresel marsikakšno obiskovalko in obiskovalca Ro- žnika, tudi arhitektko Martino Lipnik, predsednico Društva za urbano okolje (DUO). 11. marca letos je Dnevnik objavil njeno tehtno in prizadeto kritiko sečnje na Rožniku z vidika zakonodaje. Navajam jo skoraj v celoti in z njo tudi zaključujem uvodnik – v premislek bralkam in bralcem: »[V]si pristojni [se] izgovarjajo na gozdno gospodar- ske načrte v skladu z zakonom o gozdovih, na pod- lagi katerih se lahko v gozdovih seka. Zakon o goz- dovih določa, kakšne so funkcije gozdov, tudi soci- alne, varovanje naravnih vrednot, varovanje kulturne dediščine, ter estetska funkcija, in druge. V okviru naštetega se nekateri gozdovi določijo kot ‚gozdovi s posebnim pomenom‘, in tak primer je celoten gozdni sestoj na Rožniku. Območje Krajinskega parka Tivoli, Rožnik in Šišen- ski hrib ima več plasti zaščite, ki bi morale biti vse združeno in koordinirano vgrajene v odlok o gozdu s posebnim namenom. Gre za varovanje po zakonu o ohranjanju narave, po zakonu o varovanju kultur- ne dediščine […], po zakonu o gozdovih (odlok o razglasitvi gozdov s posebnim namenom Rožnik in Šišenski hrib – zaradi izjemno poudarjenih socialnih funkcij gozd s posebnim namenom), po zakonu o urejanju prostora […] in drugih. Očitno je bil prav režim varovanja kulturne dediščine premalo izpostavljen na posvetu o upravljanju goz- dov, ki so ga pripravili Zavod za gozdove Slovenije v sodelovanju z Gozdarskim inštitutom Slovenije, Biotehniško fakulteto, Mestno občino Ljubljana in Krajinskim parkom Tivoli, Rožnik in Šišenski hrib, v torek, 14. marca 2023 […]. Pojasnjeno je bilo, kako in kdaj je gozd na Rožniku in Šišenskem hribu do- bil gozdnogospodarski in upravljavski načrt, kakšne smernice nosilcev urejanja prostora so bile ob tem pridobljene ter da krajinska arhitektura pri vsem ni imela besede. Povedano je bilo tudi, da gre za ‚proi- zvodni gozd‘ in ne za ‚parkovni gozd‘, saj takega po- imenovanja slovenska zakonodaja ne pozna. Podrobnejši opis režima varovanja kulturne dediščine na območju Krajinskega parka Tivoli, Rožnik in Ši- šenski hrib je: varuje se Kulturna krajina Rožnika in Šišenskega hriba z med vojnama urejenimi peščenimi potmi, povezana s klasičnim delom parkovne zasnove Tivolija. Kulturna krajina obsega hribovito območje Rožnika in Šišenskega hriba, zahodno od mestnega jedra Ljubljane. V okviru zakona o varstvu kulturne dediščine se omenja možnost obravnave s ‚konser- vatorskim načrtom za prenovo‘ za območje kulturne krajine. Vsekakor bi pričakovali, da se tudi upravljanje gozda s posebnim namenom na območju kulturne dediščine ob tako drastičnih posegih vanj, kot je sedanji ob- sežen in radikalen posek, uskladi s postopkom var- stva kulturne dediščine, kot ga omogoča zakonodaja. Obvezna izhodišča za izdelavo gozdnogospodarskih načrtov so okoljska izhodišča po predpisih, ki urejajo varstvo okolja. Glede na to določilo ne bi bila odveč uvedba postopka (celovite) presoje vplivov na okolje, iz katerega bi bilo razvidno, kakšne posledice okolju naredi tako radikalno sekanje v gozdni površini ob mestu. V primeru Krajinskega parka Tivoli, Rožnik in Šišenski hrib je gozdnogospodarski načrt očitno vključeval naravovarstvene pogoje, zelo slabo pa kul- turno-varstvene pogoje, pa tudi okoljevarstvene, kot jih narekuje Občinski prostorski načrt Mestne obči- ne Ljubljana – izvedbeni del […] (ohranjanje narave, varstvo kulturne dediščine, okolja in naravnih do- brin, varstvo pred naravnimi in drugimi nesrečami ter obramba), glede na rezultat, ki ga gledamo da- nes.« Tomaž Sajovic Izginuli predniki in razvoj človeka Nobelova nagrada za medicino oziroma fiziologijo (nadaljevanje in konec) Radovan Komel Razkritje genomov izumrlih homininov je prineslo nov vpogled v človeško evolucijo. Po ob- javi osnutka zgradbe človeškega genoma leta 2001, ki je bila dokončno, z vsemi podrobnost- mi, ugotovljena in potrjena v preteklem letu, so potekala desetletja skrbnih in natančnih genomskih raziskav nam sorodnih živečih primatov, pa tudi izumrlih prednikov, ki osve- tljujejo potek zgodovine našega razvoja in obstoja. V prejšnji številki Proteusa smo za boljšo predstavo časovnih razsežnosti prikazali kratek pregled zgodovine planeta Zemlja in življenja na njej, nekaj vrstic pa smo posvetili tudi opisu človeškega genoma in metod za njegovo preučevanje. Človeštvo, kot ga poznamo danes, ima krat- ko zgodovino v časovnem razponu življenja na Zemlji. Zanima nas naš izvor, od kod prihajamo in kako smo povezani s tistimi, ki so bili pred nami. Objavljeno zaporedje nukleotidnih gradnikov človeškega geno- ma je temeljni vir za razumevanje genetike človeške populacije in raziskovanje naše evo- lucijske preteklosti. Vendar pa odgovor na vprašanje, kako smo povezani z izumrlimi predniki, zahteva mnogo več od sklepanja iz sodobne človeške DNA. Zahteva pridobitev zelo stare DNA iz arheoloških ostankov na- ših prednikov in poglobljene primerjalne štu- dije med različnimi genomi z uporabo orodij sodobne molekularne biologije in genetike. Na sceno stopi Svante Pääbo in vzpostavi povsem novo znanstveno disciplino, paleogenomiko Nad možnostjo uporabe sodobnih genetskih metod za preučevanje DNA iz starodav- nih vzorcev naših prednikov se je že kot študent medicine na Univerzi v Uppsali v preteklih osemdesetih letih navdušil švedski raziskovalec Svante Pääbo, ko mu je uspelo osamiti celotno DNA iz vzorcev staroegip- čanske mumije, jo s kloniranjem namnožiti v knjižnico fragmentov DNA in nato s pre- gledovanjem s pomočjo poznanih zaporedij človeške DNA razkriti v mumijskem vzorcu prisotno DNA človeškega izvora. Razisko- valna pot ga je vodila od švedske Uppsale preko Univerze v Zürichu v Švici, labora- torija Allana Wilsona, pionirja na področju evolucijske biologije na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, in Univerze v Münchnu vse do ustanovitve Inštituta Maxa Plancka za evo- lucijsko antropologijo leta 1997 v Leipzigu v Nemčiji. V Wilsonovem laboratoriju in v desetletjih svoje poklicne poti, ki so sledila, je Svante Pääbo neumorno razvijal protokole za pridobivanje, določanje zaporedja in ana- lizo DNA iz arhaičnih vzorcev. On in drugi so dokazali, da so kosti iz zadnjega obdobja ledene dobe, poznega pleistocena, močno onesnažene z DNA mikrobov in sodobnih ljudi, ki ravnajo z vzorci, medtem ko je no- tranja, endogena DNA, če je sploh prisotna, najdena v sledovih. Treba je bilo ustvariti metode za ugota- vljanje, koliko starodavne DNA je sploh prisotne v danih vzorcih, potrebno pa je bilo tudi boljše razumevanje biokemičnih lastnosti te vrste DNA. Poškodbe DNA, opažene v starih vzorcih, vključujejo raz- pad DNA v majhne fragmente in kemične spremembe njenih gradnikov, nukleotidov, ki jih povzročajo oksidacijski procesi. Pää- bova skupina je več desetletij iskala in tudi 204 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 205Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka našla rešitve za te izzive. Razvili so meto- de za ekstrakcijo (izločitev) DNA iz staro- davnih vzorcev z uporabo metod čiščenja na podlagi vezave molekul DNA na del- ce silicijevega dioksida in dokazali, da za ugotavljanje, ali vzorci vsebujejo endogeno DNA, lahko uporabimo obseg racemizacije določenih aminokislin. V živih organizmih je prisotna L-oblika aminokislin, medtem ko D-aminokisline nastanejo posmrtno s procesom, imenovanim racemizacija. Obseg racemizacije je mogoče izmeriti z razmerjem med koncentracijama D- in L-oblik, odkri- tih v vzorcu fosila: to se imenuje vrednost D/L. Vrednost D/L daje oceno časa, ki je pretekel od smrti organizma: starejši fosili bodo imeli višje vrednosti D/L. Na ta na- čin je bilo mogoče ugotoviti, ali se vrednost D/L v biološkem vzorcu, ki poleg amino- kislinskih ostankov vsebuje DNA, dejansko ujema z radiometrično ugotovljeno starostjo fosilnega ostanka, iz katerega je bil vzorec pridobljen. Čeprav je bil velik del tega dela opravljen na drugih, nečloveških vrstah, kjer je bilo onesnaženje s tujo DNA lažje odkri- ti, je bil končni cilj raziskovanja pridobiti informacije o zaporedju iz DNA, izločene iz kosti neandertalca. Skeletni ostanki neandertalca, najdeni leta 1856 v jami Feldhofer v dolini Neandertal blizu Düsseldorfa, so shranjeni v Rheini- sches Museum v Bonnu v Nemčiji. Ko se je Pääbo lotil svojega ambicioznega priza- devanja za preučevanje neandertalčevega genoma, se je na muzej obrnil s prošnjo za dostop do dragocenih ostankov in bil usli- šan; kot vir materiala za svoje preiskave je s sodelovanjem pridobil kos neandertalče- ve kosti nadlahtnice. Sredi osemdesetih let preteklega stoletja je verižna reakcija s po- limerazo (PCR), ki jo je leta 1983 izumil Kary Mullis, revolucionirala področje in močno olajšala analizo sledov DNA. Gre za eksperimentalno metodo, s katero je mogo- če DNA iz sledov, teoretično iz ene same molekule, namnožiti na poljubno veliko šte- vilo molekul, količino, s katero je mogoče opraviti nadaljnje raziskave njene zgradbe. Vendar pa je tveganje za hkratno obnovitev tudi kontaminirajoče tujerodne DNA ostalo in se celo povečalo. Pääbo, ki se je močno zavedal tehničnih izzivov, povezanih z ana- lizo DNA zelo starih vzorcev kosti, se je problema lotil z oblikovanjem specializira- nih čistih prostorov, zmanjšanjem možnosti kakršne koli kontaminacije in poudarjanjem potrebe po neodvisni reprodukciji svojih re- zultatov v drugih laboratorijih. Iz fosilnih ostankov je bilo mogoče prido- biti samo fragmente v dolgem obdobju in v spreminjajočih se bioloških in podnebnih razmerah razgrajene DNA, ki so jih lahko z metodo PCR namnožili za nadaljnja do- ločanja njihovega nukleotidnega zaporedja. Za sestavo v dejanska zaporedja pradavnega genoma pa je bilo potrebno njihovo prekri- vanje, kar lahko zagotovi samo dovolj veliko število neodvisnih in čim bolje ohranjenih ostankov DNA ter obsežne primerjalne in izključitvene študije z genomskimi zapored- ji sodobnih primatov kot tudi drugih žival- skih vrst. V dolgem raziskovalnem obdobju je Pääbo s sodelavci pridobil zaradi bazičnih kraških razmer razmeroma dobro ohranje- ne fosilne ostanke neandertalčevih kosti z najdišča v Vindiji na Hrvaškem, zaradi hla- dnejših podnebnih razmer tudi dobro ohra- njene ostanke iz jame Mezmajskaja na Se- vernem Kavkazu,   nato še ostanke kosti iz jame El Sidrón  v španski pokrajini Asturiji in ponovno ostanke z najdišča Feldhoferska jama  v dolini Neandertal  v Nemčiji. Izpi- ljene metode izločanja DNA iz starodobnih vzorcev kosti, prefinjene metode čiščenja, uporaba pomnoževanja DNA s polimerazno verižno reakcijo v izjemno čistih razmerah, izkoriščanje učinkovitih naprednih tehnik določanja zaporedij DNA in vključevanje strokovnega znanja o populacijski genetiki so pripeljali do odkritij, ki so ustvarila novo razumevanje naše evolucijske zgodovine. Genetska preiskava je razkrila mitohondrijski genom našega bližnjega sorodnika neandertalca, vendar še ni potrdila navzočnosti njegovih genov v našem genomu V zgodnjih raziskavah pred letom 1987 so Allan Wilson in sodelavci primerjali mito- hondrijsko DNA (mtDNA) 147 posamezni- kov iz petih različnih človeških zemljepisnih populacij, vključujoč Afriko, Azijo, Avstrali- jo (staroselci), Evropo in Novo Gvinejo (sta- roselci). Avtorji so raziskovali, kako in kdaj je nastal in kam se je preselil človeški genski sklad. Mitohondrijska DNA se deduje le po materini strani, preko jajčne celice (oocita). Vsakih nekaj generacij se v ta družinski pod- pis prikrade naključna mutacija. Naključne redke spremembe zagotavljajo način za oce- njevanje števila generacij nazaj do skupnega prednika. Primerjava dveh vzorcev mtDNA pokaže stopnjo sorodstva in v najboljšem primeru lahko gremo vse do izvora predni- kov. Preiskave človeških mtDNA so razkrile, da so imele vse človeške populacije skupnega prednika v Afriki pred približno 200.000 le- ti. Dokazi DNA so tudi razkrili, da smo vsi ljudje zelo tesno povezani: Škot, Japonec in avstralski Aborigin so veliko tesneje genet- sko povezani kot kateri koli trije šimpanzi iz različnih afriških skupin. Svante Pääbo, rojen 20. aprila leta 1955 v Stocholmu, je švedski genetik in Nobelov na- grajenec, ki je specializiran za področje evolucijske genetike. Kot eden od utemeljiteljev paleogenomike se je veliko ukvarjal z neandertalčevim genomom. Leta 1997 je postal usta- novni direktor Oddelka za genetiko na Inštitutu Maxa Plancka za evolucijsko antropologijo v Leipzigu v Nemčiji. Od leta 1999 je častni profesor Univerze v Leipzigu, kjer trenutno poučuje molekularno evolucijsko biologijo. Je tudi izredni profesor na Inštitutu za znanost in tehnologijo Okinawa na Japonskem. Leta 2022 je prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo oziroma medicino »za svoja odkritja o genomih izumrlih homininov in evoluciji človeka«. 204 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 205Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka našla rešitve za te izzive. Razvili so meto- de za ekstrakcijo (izločitev) DNA iz staro- davnih vzorcev z uporabo metod čiščenja na podlagi vezave molekul DNA na del- ce silicijevega dioksida in dokazali, da za ugotavljanje, ali vzorci vsebujejo endogeno DNA, lahko uporabimo obseg racemizacije določenih aminokislin. V živih organizmih je prisotna L-oblika aminokislin, medtem ko D-aminokisline nastanejo posmrtno s procesom, imenovanim racemizacija. Obseg racemizacije je mogoče izmeriti z razmerjem med koncentracijama D- in L-oblik, odkri- tih v vzorcu fosila: to se imenuje vrednost D/L. Vrednost D/L daje oceno časa, ki je pretekel od smrti organizma: starejši fosili bodo imeli višje vrednosti D/L. Na ta na- čin je bilo mogoče ugotoviti, ali se vrednost D/L v biološkem vzorcu, ki poleg amino- kislinskih ostankov vsebuje DNA, dejansko ujema z radiometrično ugotovljeno starostjo fosilnega ostanka, iz katerega je bil vzorec pridobljen. Čeprav je bil velik del tega dela opravljen na drugih, nečloveških vrstah, kjer je bilo onesnaženje s tujo DNA lažje odkri- ti, je bil končni cilj raziskovanja pridobiti informacije o zaporedju iz DNA, izločene iz kosti neandertalca. Skeletni ostanki neandertalca, najdeni leta 1856 v jami Feldhofer v dolini Neandertal blizu Düsseldorfa, so shranjeni v Rheini- sches Museum v Bonnu v Nemčiji. Ko se je Pääbo lotil svojega ambicioznega priza- devanja za preučevanje neandertalčevega genoma, se je na muzej obrnil s prošnjo za dostop do dragocenih ostankov in bil usli- šan; kot vir materiala za svoje preiskave je s sodelovanjem pridobil kos neandertalče- ve kosti nadlahtnice. Sredi osemdesetih let preteklega stoletja je verižna reakcija s po- limerazo (PCR), ki jo je leta 1983 izumil Kary Mullis, revolucionirala področje in močno olajšala analizo sledov DNA. Gre za eksperimentalno metodo, s katero je mogo- če DNA iz sledov, teoretično iz ene same molekule, namnožiti na poljubno veliko šte- vilo molekul, količino, s katero je mogoče opraviti nadaljnje raziskave njene zgradbe. Vendar pa je tveganje za hkratno obnovitev tudi kontaminirajoče tujerodne DNA ostalo in se celo povečalo. Pääbo, ki se je močno zavedal tehničnih izzivov, povezanih z ana- lizo DNA zelo starih vzorcev kosti, se je problema lotil z oblikovanjem specializira- nih čistih prostorov, zmanjšanjem možnosti kakršne koli kontaminacije in poudarjanjem potrebe po neodvisni reprodukciji svojih re- zultatov v drugih laboratorijih. Iz fosilnih ostankov je bilo mogoče prido- biti samo fragmente v dolgem obdobju in v spreminjajočih se bioloških in podnebnih razmerah razgrajene DNA, ki so jih lahko z metodo PCR namnožili za nadaljnja do- ločanja njihovega nukleotidnega zaporedja. Za sestavo v dejanska zaporedja pradavnega genoma pa je bilo potrebno njihovo prekri- vanje, kar lahko zagotovi samo dovolj veliko število neodvisnih in čim bolje ohranjenih ostankov DNA ter obsežne primerjalne in izključitvene študije z genomskimi zapored- ji sodobnih primatov kot tudi drugih žival- skih vrst. V dolgem raziskovalnem obdobju je Pääbo s sodelavci pridobil zaradi bazičnih kraških razmer razmeroma dobro ohranje- ne fosilne ostanke neandertalčevih kosti z najdišča v Vindiji na Hrvaškem, zaradi hla- dnejših podnebnih razmer tudi dobro ohra- njene ostanke iz jame Mezmajskaja na Se- vernem Kavkazu,   nato še ostanke kosti iz jame El Sidrón  v španski pokrajini Asturiji in ponovno ostanke z najdišča Feldhoferska jama  v dolini Neandertal  v Nemčiji. Izpi- ljene metode izločanja DNA iz starodobnih vzorcev kosti, prefinjene metode čiščenja, uporaba pomnoževanja DNA s polimerazno verižno reakcijo v izjemno čistih razmerah, izkoriščanje učinkovitih naprednih tehnik določanja zaporedij DNA in vključevanje strokovnega znanja o populacijski genetiki so pripeljali do odkritij, ki so ustvarila novo razumevanje naše evolucijske zgodovine. Genetska preiskava je razkrila mitohondrijski genom našega bližnjega sorodnika neandertalca, vendar še ni potrdila navzočnosti njegovih genov v našem genomu V zgodnjih raziskavah pred letom 1987 so Allan Wilson in sodelavci primerjali mito- hondrijsko DNA (mtDNA) 147 posamezni- kov iz petih različnih človeških zemljepisnih populacij, vključujoč Afriko, Azijo, Avstrali- jo (staroselci), Evropo in Novo Gvinejo (sta- roselci). Avtorji so raziskovali, kako in kdaj je nastal in kam se je preselil človeški genski sklad. Mitohondrijska DNA se deduje le po materini strani, preko jajčne celice (oocita). Vsakih nekaj generacij se v ta družinski pod- pis prikrade naključna mutacija. Naključne redke spremembe zagotavljajo način za oce- njevanje števila generacij nazaj do skupnega prednika. Primerjava dveh vzorcev mtDNA pokaže stopnjo sorodstva in v najboljšem primeru lahko gremo vse do izvora predni- kov. Preiskave človeških mtDNA so razkrile, da so imele vse človeške populacije skupnega prednika v Afriki pred približno 200.000 le- ti. Dokazi DNA so tudi razkrili, da smo vsi ljudje zelo tesno povezani: Škot, Japonec in avstralski Aborigin so veliko tesneje genet- sko povezani kot kateri koli trije šimpanzi iz različnih afriških skupin. Svante Pääbo, rojen 20. aprila leta 1955 v Stocholmu, je švedski genetik in Nobelov na- grajenec, ki je specializiran za področje evolucijske genetike. Kot eden od utemeljiteljev paleogenomike se je veliko ukvarjal z neandertalčevim genomom. Leta 1997 je postal usta- novni direktor Oddelka za genetiko na Inštitutu Maxa Plancka za evolucijsko antropologijo v Leipzigu v Nemčiji. Od leta 1999 je častni profesor Univerze v Leipzigu, kjer trenutno poučuje molekularno evolucijsko biologijo. Je tudi izredni profesor na Inštitutu za znanost in tehnologijo Okinawa na Japonskem. Leta 2022 je prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo oziroma medicino »za svoja odkritja o genomih izumrlih homininov in evoluciji človeka«. 206 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 207Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022 Ker ima mitohondrijska DNA večjo mo- žnost, da obstane v starih okostjih, kot jedr- na DNA, saj vsaka celica vsebuje na stotine do tisoče kopij mtDNA, jedrna DNA pa le dve kopiji, eno materino in eno očetovo, je tudi Pääbo izbral mtDNA kot prvo tarčo za določanje genomskega zaporedja neander- talca. Za prvo verižno pomnoževanje DNA, izolirane iz 40.000 let starega koščka kosti, je izbral dva označevalca, ki vsak na eni strani omejujeta poznani 105 baznih parov dolgi segment odseka človekove mtDNA, v katerem so značilne zelo velike razlike med posamezniki. Iz neandertalčeve mtDNA je na ta način v dveh neodvisnih poskusih pridobil fragmente, katerih nukleotidna za- poredja so bila različice, ki jih pri sodobnih ljudeh še niso opazili. Poskus so ponovili z mtDNA iz neandertalčevih kosti drugega izvora in prišli do enakih rezultatov. Ugoto- vljeni »neandertalski fragment« so v nadalje- vanju uporabili za iskanje z njim vsaj delno prekrivajočih se fragmentov DNA v knjižni- ci fragmentov, ki so jo ustvarili s pomno- ževanjem in kloniranjem mtDNA, izločene iz ostankov kosti neandertalca z različnih najdišč. Vsak v poskusu ugotovljeni najdaljši fragment so v nadaljnjem poskusu uporabili kot značko za odkritje še daljšega. Z rekon- strukcijo vedno daljših zaporedij DNA so končno leta 1997 prišli do 379 nukleotidov dolgega zaporedja neandertalčeve mtDNA. Tega so primerjali z zbirko 2.051 človeških in 59 šimpanzjih zaporedij mtDNA. Poka- zalo se je, da ugotovljeno zaporedje ne sodi med različice evropskega, afriškega, azijske- ga, indijanskega in avstralskega/oceanskega Homo sapiensa. Leta 2000 je skupina britanskih raziskoval- cev objavila drugo zaporedje mtDNA nean- dertalca, neandertalca iz jame Mezmajskaja na severnem Kavkazu. Pääbova skupina je kmalu zatem objavila še tretje zaporedje mtDNA, in sicer iz vzorca iz Vindije na Hrvaškem, kar je omogočilo ocene genetske raznolikosti med neandertalci. Allan Wil- son je pokazal, da imajo šimpanzi, gorile in orangutani večjo stopnjo genetske spre- menljivosti kot sodobni ljudje, čeprav jih je veliko manj, kar kaže, da se je Homo sapiens razširil iz manjše populacije. Analiza treh zaporedij mtDNA neandertalca je dala po- dobno sliko, ki kaže, da so tudi ti posame- zniki izvirali iz majhne populacije, ki se je pozneje razširila. Leta 2004 je Pääbo pove- čal študijo variacije mtDNA pri neandertal- cih, s tem da je vključil dodatne štiri vzorce neandertalcev, ki izvirajo z zemljepisno raz- ličnih območij po Evropi, ter pet vzorcev iz zgodnjih obdobij Homo sapiensa. Na podlagi te analize mtDNA je skupina ponovno ugo- tovila, da je zelo malo verjetno, da bi obsta- jal večji genetski prispevek neandertalcev k zgodnjemu modernemu človeku, čeprav tudi tokrat možnosti manjšega genetskega pri- spevka niso mogli izključiti. Mednarodni konzorcij uglednih strokovnja- kov je na podlagi podatkov iz objavljenih zaporedij mtDNK in iz novo pridobljenih vzorcev kosti neandertalcev na koncu raz- polagal z 8.341 ugotovljenimi različnimi za- poredji mtDNK, kar so uporabili za rekon- strukcijo in leta 2008 tudi končno objavo celotnega, 16.565 nukleotidov dolgega za- poredja mitohondrijskega genoma neander- talca. Računalniško modeliranje filogenet- skega drevesa je pokazalo, da genski sklad današnje človeške mtDNA izvira iz Afrike, kar se je ujemalo s predhodnimi Wilsono- vimi ugotovitvami, in da je skupni prednik, ki je nosil sodobno mtDNA, živel do pred 120.000 do 150.000 leti. Na podlagi analize mtDNA je bil čas od začetka obstoja sku- pnega prednika neandertalca in anatomsko sodobnega človeka ocenjen na štirikrat dalj- ši čas: 550.000 do 690.000 let. Primerjave s sodobnimi ljudmi so tudi tokrat pokazale, da so bili neandertalci genetsko ločeni; iz- umrli so, ne da bi prispevali elemente svoje mtDNA k današnjemu človeku. Ker pa se mtDNA deduje izključno po ma- terini liniji in jo lahko na naslednjo genera- cijo prenesejo samo osebki ženskega spola, je omenjena analiza lahko podala le omeje- no sliko naše evolucijske zgodovine. V pri- merih, da so nosilke orientacijskih različic mtDNA kot potomce imele samo sinove, so različice ob pomanjkanju rekombinacije mtDNA po naključju lahko tudi izginile. Zato so analize mtDNA manj informativne kot preiskave jedrnega genoma. Zaključek je bil, da z rezultati sekvenciranja in analize neandertalčeve mtDNA nikakor ne moremo izključiti možnosti, da bi neandertalci dana- šnjemu človeku lahko prispevali druge gene. Pääbo je zato sprejel ogromen izziv določa- nja zaporedja jedrnega genoma neandertalca. Razkritje in preiskava genomskih DNA je razkrila, da vendarle imamo tudi nekaj genov neandertalca Kljub izumu PCR je ostalo zelo vprašljivo, ali so se izredno majhne količine preosta- le DNA, najdene v arhaični kosti, lahko več deset tisoč let dovolj upirale kemičnim spremembam in fragmentaciji, da bi zdržale prevladujočo navzočnost konkurenčne DNA iz mikrobne rasti ali onesnaženja s človeško DNA iz današnjega časa. Za oceno biomo- lekularne ohranjenosti je Pääbova ekipa te- stirala več kot sedemdeset vzorcev kosti in zob neandertalcev iz različnih zemljepisnih leg oziroma krajev v Evropi in zahodni Azi- ji. Stopnjo kontaminacije s sodobno človeško DNA so ocenili s PCR in sekvenciranjem mtDNA. V zbirkah s PCR in kloniranjem pomnoženih fragmentov DNA so razmer- je med neandertalčevo in mikrobno DNA povečali v korist neandertalčeve z uporabo restrikcijskih encimov, ki prednostno cepijo bakterijska zaporedja. Med vzorci je izstopala kost iz jame Vindi- ja na Hrvaškem, saj je zanjo bila značilna visoka raven aminokislinskih ostankov in nizka stopnja racemizacije aminokislin kot tudi, da je bilo več kot devetdeset odstotkov segmentov mtDNA neandertalskega izvora. To kost so zato izbrali za začetno visoko zmogljivo določanje nukleotidnega zapored- ja. Najnaprednejše visoko zmogljive tehnike sekvenciranja DNA, ki so omogočile več sto tisoč branj na zagon, so ob široki bioinfor- macijskimi podpori pripeljale do 254.933 edinstvenih fragmentov DNA. Ta zaporedja so primerjali z zaporedji iz genoma človeka, šimpanza in miši ter z obstoječimi bazami podatkov GenBank. Posebno pozornost so namenili tistim, ki so se v dolžini vsaj tri- deset baznih parov najbolj ujemala s člove- škim ali šimpanzovim jedrnim genomom. Prirejeno po M. Karlén: © The Nobel Committee for physiology or Medicine; https://www.nobelprize.org/prizes/ medicine/2022/press-release/. 1-2 % neandertalske DNA 1-6 % denisovske DNA 206 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 207Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022 Ker ima mitohondrijska DNA večjo mo- žnost, da obstane v starih okostjih, kot jedr- na DNA, saj vsaka celica vsebuje na stotine do tisoče kopij mtDNA, jedrna DNA pa le dve kopiji, eno materino in eno očetovo, je tudi Pääbo izbral mtDNA kot prvo tarčo za določanje genomskega zaporedja neander- talca. Za prvo verižno pomnoževanje DNA, izolirane iz 40.000 let starega koščka kosti, je izbral dva označevalca, ki vsak na eni strani omejujeta poznani 105 baznih parov dolgi segment odseka človekove mtDNA, v katerem so značilne zelo velike razlike med posamezniki. Iz neandertalčeve mtDNA je na ta način v dveh neodvisnih poskusih pridobil fragmente, katerih nukleotidna za- poredja so bila različice, ki jih pri sodobnih ljudeh še niso opazili. Poskus so ponovili z mtDNA iz neandertalčevih kosti drugega izvora in prišli do enakih rezultatov. Ugoto- vljeni »neandertalski fragment« so v nadalje- vanju uporabili za iskanje z njim vsaj delno prekrivajočih se fragmentov DNA v knjižni- ci fragmentov, ki so jo ustvarili s pomno- ževanjem in kloniranjem mtDNA, izločene iz ostankov kosti neandertalca z različnih najdišč. Vsak v poskusu ugotovljeni najdaljši fragment so v nadaljnjem poskusu uporabili kot značko za odkritje še daljšega. Z rekon- strukcijo vedno daljših zaporedij DNA so končno leta 1997 prišli do 379 nukleotidov dolgega zaporedja neandertalčeve mtDNA. Tega so primerjali z zbirko 2.051 človeških in 59 šimpanzjih zaporedij mtDNA. Poka- zalo se je, da ugotovljeno zaporedje ne sodi med različice evropskega, afriškega, azijske- ga, indijanskega in avstralskega/oceanskega Homo sapiensa. Leta 2000 je skupina britanskih raziskoval- cev objavila drugo zaporedje mtDNA nean- dertalca, neandertalca iz jame Mezmajskaja na severnem Kavkazu. Pääbova skupina je kmalu zatem objavila še tretje zaporedje mtDNA, in sicer iz vzorca iz Vindije na Hrvaškem, kar je omogočilo ocene genetske raznolikosti med neandertalci. Allan Wil- son je pokazal, da imajo šimpanzi, gorile in orangutani večjo stopnjo genetske spre- menljivosti kot sodobni ljudje, čeprav jih je veliko manj, kar kaže, da se je Homo sapiens razširil iz manjše populacije. Analiza treh zaporedij mtDNA neandertalca je dala po- dobno sliko, ki kaže, da so tudi ti posame- zniki izvirali iz majhne populacije, ki se je pozneje razširila. Leta 2004 je Pääbo pove- čal študijo variacije mtDNA pri neandertal- cih, s tem da je vključil dodatne štiri vzorce neandertalcev, ki izvirajo z zemljepisno raz- ličnih območij po Evropi, ter pet vzorcev iz zgodnjih obdobij Homo sapiensa. Na podlagi te analize mtDNA je skupina ponovno ugo- tovila, da je zelo malo verjetno, da bi obsta- jal večji genetski prispevek neandertalcev k zgodnjemu modernemu človeku, čeprav tudi tokrat možnosti manjšega genetskega pri- spevka niso mogli izključiti. Mednarodni konzorcij uglednih strokovnja- kov je na podlagi podatkov iz objavljenih zaporedij mtDNK in iz novo pridobljenih vzorcev kosti neandertalcev na koncu raz- polagal z 8.341 ugotovljenimi različnimi za- poredji mtDNK, kar so uporabili za rekon- strukcijo in leta 2008 tudi končno objavo celotnega, 16.565 nukleotidov dolgega za- poredja mitohondrijskega genoma neander- talca. Računalniško modeliranje filogenet- skega drevesa je pokazalo, da genski sklad današnje človeške mtDNA izvira iz Afrike, kar se je ujemalo s predhodnimi Wilsono- vimi ugotovitvami, in da je skupni prednik, ki je nosil sodobno mtDNA, živel do pred 120.000 do 150.000 leti. Na podlagi analize mtDNA je bil čas od začetka obstoja sku- pnega prednika neandertalca in anatomsko sodobnega človeka ocenjen na štirikrat dalj- ši čas: 550.000 do 690.000 let. Primerjave s sodobnimi ljudmi so tudi tokrat pokazale, da so bili neandertalci genetsko ločeni; iz- umrli so, ne da bi prispevali elemente svoje mtDNA k današnjemu človeku. Ker pa se mtDNA deduje izključno po ma- terini liniji in jo lahko na naslednjo genera- cijo prenesejo samo osebki ženskega spola, je omenjena analiza lahko podala le omeje- no sliko naše evolucijske zgodovine. V pri- merih, da so nosilke orientacijskih različic mtDNA kot potomce imele samo sinove, so različice ob pomanjkanju rekombinacije mtDNA po naključju lahko tudi izginile. Zato so analize mtDNA manj informativne kot preiskave jedrnega genoma. Zaključek je bil, da z rezultati sekvenciranja in analize neandertalčeve mtDNA nikakor ne moremo izključiti možnosti, da bi neandertalci dana- šnjemu človeku lahko prispevali druge gene. Pääbo je zato sprejel ogromen izziv določa- nja zaporedja jedrnega genoma neandertalca. Razkritje in preiskava genomskih DNA je razkrila, da vendarle imamo tudi nekaj genov neandertalca Kljub izumu PCR je ostalo zelo vprašljivo, ali so se izredno majhne količine preosta- le DNA, najdene v arhaični kosti, lahko več deset tisoč let dovolj upirale kemičnim spremembam in fragmentaciji, da bi zdržale prevladujočo navzočnost konkurenčne DNA iz mikrobne rasti ali onesnaženja s človeško DNA iz današnjega časa. Za oceno biomo- lekularne ohranjenosti je Pääbova ekipa te- stirala več kot sedemdeset vzorcev kosti in zob neandertalcev iz različnih zemljepisnih leg oziroma krajev v Evropi in zahodni Azi- ji. Stopnjo kontaminacije s sodobno človeško DNA so ocenili s PCR in sekvenciranjem mtDNA. V zbirkah s PCR in kloniranjem pomnoženih fragmentov DNA so razmer- je med neandertalčevo in mikrobno DNA povečali v korist neandertalčeve z uporabo restrikcijskih encimov, ki prednostno cepijo bakterijska zaporedja. Med vzorci je izstopala kost iz jame Vindi- ja na Hrvaškem, saj je zanjo bila značilna visoka raven aminokislinskih ostankov in nizka stopnja racemizacije aminokislin kot tudi, da je bilo več kot devetdeset odstotkov segmentov mtDNA neandertalskega izvora. To kost so zato izbrali za začetno visoko zmogljivo določanje nukleotidnega zapored- ja. Najnaprednejše visoko zmogljive tehnike sekvenciranja DNA, ki so omogočile več sto tisoč branj na zagon, so ob široki bioinfor- macijskimi podpori pripeljale do 254.933 edinstvenih fragmentov DNA. Ta zaporedja so primerjali z zaporedji iz genoma človeka, šimpanza in miši ter z obstoječimi bazami podatkov GenBank. Posebno pozornost so namenili tistim, ki so se v dolžini vsaj tri- deset baznih parov najbolj ujemala s člove- škim ali šimpanzovim jedrnim genomom. Prirejeno po M. Karlén: © The Nobel Committee for physiology or Medicine; https://www.nobelprize.org/prizes/ medicine/2022/press-release/. 1-2 % neandertalske DNA 1-6 % denisovske DNA 208 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 209Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022 Odčitki so zajeli skupaj 0,04 odstotka zapo- redja jedrnega genoma neandertalca. To je bilo izhodišče za nadaljnje delo, ven- dar so za uresničitev naloge potrebovali še več kosti. Med dodatnimi primerki, ki so jih prejeli iz zbirke najdišča Vindija, doline Neandertal, jame Mezmajskaja na Kavkazu in jame El Sidrón v Španiji, so izstopali tri- je, ki so vsebovali več kot en odstotek nean- dertalčeve DNA, in te so izbrali za določa- nje jedrnega genoma. Prvi milijon v verigo genoma povezanih nukleotidov, razbranih z visoko zmogljivim sekvenciranjem, je bil ob- javljen leta 2006. Leta 2008 so z najnovejši- mi načini sekvenciranjaja že lahko ustvarili zbirko, ki je vsebovala milijardo od tride- set do sedemdeset nukleotidov velikih fra- gmentov DNA. Ta nukleotidna zaporedja so z obsežnimi bioinformacijskimi analizami podatkov primerjali z referenčnimi genomi človeka in šimpanza kot tudi z domnevnim računalniško ustvarjenim genomom njunega skupnega prednika. In prišlo je prelomno leto 2010, ko je Pääbo dosegel nedoseglji- vo in poročal o osnutku zaporedja jedrnega genoma neandertalca. Za oceno kontami- nacije z današnjo človeško DNA je upora- bil pet današnjih genomov Homo sapiensa iz različnih delov sveta; primerjal je položaje, za katere je znano, da se med neandertal- čevo in današnjo človeško mtDNA najbolj razlikujejo, kot tudi položaje v jedrnem ge- nomu, kjer se današnji ljudje razlikujemo od neandertalcev in šimpanzov. Že v samem izhodišču raziskave pa je prisotnost sodobne človeške DNA izključeval z ugotavljanjem prisotnosti edinstvenih fragmentov iz delov moškega kromosoma Y v kosteh, pridoblje- nih iz ženskih neandertalcev. Pääbo in njegovi sodelavci so sedaj lahko raziskovali odnos med neandertalci in so- dobnimi ljudmi iz različnih delov sveta. Primerjalne analize so pokazale, da so za- poredja DNA neandertalcev bolj podobna zaporedjem sodobnih ljudi iz Evrope ali Azije kot sodobnim ljudem iz Afrike. To pomeni, da so se neandertalci in Homo sa- piens v tisočletjih sobivanja križali. Začetne ugotovitve so kazale, da pri sodobnih ljudeh evropskega ali azijskega izvora približno od enega do štirih odstotkov genoma izvira iz neandertalcev. Senzacionalno odkritje: denisovci Da se DNA obdrži dolgo časa, odkar so naši najbližji evolucijski sorodniki izumrli, so potrebne izjemne razmere. Problem je v tem, da večina kosti zgodnjih homininov prihaja iz ekvatorialnih in tropskih regij v Afriki in Evraziji, kjer so razmere za ohra- njanje celovitosti DNA, kot sta višja tempe- ratura in kislost tal, izredno slabe. Vendar pa so arheološki dokazi pokazali, da so pra- davni hominini živeli tudi na višjih zemlje- pisnih širinah, kjer je možnost za ohranitev DNA večja. Ena takih regij je gorovje Altaj v južni Sibiriji, kjer se je hominin morda pojavil pred več kot 125.000 leti. Leta 2008 so tam, v jami Denisova, odkrili 40.000 let star delček prstne kosti. Kost je vsebovala izjemno dobro ohranjeno DNA, ki jo je Pääbova ekipa sekvencirala. Rezul- tati so povzročili senzacijo: zaporedje DNA je bilo edinstveno v primerjavi z vsemi zna- nimi zaporedji neandertalcev in današnjega človeka. Pääbo je odkril prej neznanega ho- minina, ki je dobil ime denisovec. Primer- jave z zaporedji sodobnih ljudi iz različnih delov sveta so pokazale, da je do pretoka genov prišlo tudi med denisovci in Homo sa- piensom. Ta odnos je bil prvič viden pri po- pulacijah v delih jugovzhodne Azije, v Ma- leziji, kjer posamezniki nosijo celo do šest odstotkov denisovske DNA. To kaže, da je bil zemljepisni razpon denisovcev ogromen in je zajemal vzhodni in južni del Evrazije. Na podlagi rezultatov je Pääbo s sodelavci predlagal, da so denisovci sestrska skupina neandertalcev, od katerih so se ločili nekje ob polovici časa do skupnega prednika ljudi in neandertalcev. Po ločitvi denisovcev od neandertalcev je prišlo do pretoka genov iz neandertalcev v prednike današnjih Neafri- čanov, predniki Malezijcev in denisovcev pa so se pomešali kasneje, kar pa ni vplivalo na druge neafriške populacije. Pääbova odkritja so ustvarila novo razume- vanje naše evolucijske zgodovine. V času, ko se je Homo sapiens selil iz Afrike, sta vsaj dve izumrli populaciji homininov na- seljevali Evrazijo. Neandertalci so živeli v zahodni Evraziji, denisovci pa v vzhodnih delih celine. Med širjenjem Homo sapiensa zunaj Afrike pred približno 70.000 leti in preseljevanjem na vzhod se naši predniki ni- so srečevali in križali samo z neandertalci, temveč tudi z denisovci. Ko so v altajskih gorah našli še eno kost hominina, tokrat neandertalčevo, kar je po- trdilo, da je območje neandertalcev segalo vse do Sibirije, so s primerjavo genomskih zaporedij lahko ocenili, da je bil populacij- ski razhod med neandertalci in denisovci pred 380.000 do 470.000 leti in da je bil čas razhoda med sodobnimi ljudmi in nean- dertalci/denisovci pred 550.000 do 760.000 leti. Svojo oceno neandertalskega izvora v današnjih evrazijskih genomih so popravili na 1,5 do 2,1 odstotka in pokazali dokaze za bolj zapleteno zgodovino mešanja med neandertalci in Homo sapiensom. Skupina je našla tudi dokaze o pretoku genov iz nean- dertalcev v regiji Altaj v denisovce. Pomen paleogenomskih in filogenomskih odkritij S svojimi prelomnimi raziskavami je Svan- te Pääbo ustvaril povsem novo znanstveno disciplino, paleogenomiko. Po začetnih od- kritjih je njegova skupina zaključila analize več dodatnih zaporedij genomov izumrlih homininov. Njihova odkritja so vzpostavila edinstveni vir, ki ga znanstvena skupnost v veliki meri uporablja za boljše razumeva- nje človeške evolucije in migracij. Za Homo sapiensa je značilna edinstvena sposobnost ustvarjanja kompleksnih kultur, naprednih novosti in umetnosti, pa tudi sposobnost prečkanja odprtih voda in širjenja na vse dele našega planeta. Tudi neandertalci so živeli v skupinah in imeli velike možgane. Sicer so tudi uporabljali orodja, vendar so se v sto tisočih letih ta zelo malo razvila. Po- kazalo se je, da je genetska raznolikost ne- andertalcev manjša in drugačna od tiste pri današnjih ljudeh, kar kaže, da so bile njiho- ve populacije majhne in izolirane druga od Prirejeno po M. Karlén: © The Nobel Committee for physiology or Medicine; https://www.nobelprize.org/prizes/ medicine/2022/press-release/. 208 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 209Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka Izginuli predniki in razvoj človeka • Nobelove nagrade za leto 2022 Odčitki so zajeli skupaj 0,04 odstotka zapo- redja jedrnega genoma neandertalca. To je bilo izhodišče za nadaljnje delo, ven- dar so za uresničitev naloge potrebovali še več kosti. Med dodatnimi primerki, ki so jih prejeli iz zbirke najdišča Vindija, doline Neandertal, jame Mezmajskaja na Kavkazu in jame El Sidrón v Španiji, so izstopali tri- je, ki so vsebovali več kot en odstotek nean- dertalčeve DNA, in te so izbrali za določa- nje jedrnega genoma. Prvi milijon v verigo genoma povezanih nukleotidov, razbranih z visoko zmogljivim sekvenciranjem, je bil ob- javljen leta 2006. Leta 2008 so z najnovejši- mi načini sekvenciranjaja že lahko ustvarili zbirko, ki je vsebovala milijardo od tride- set do sedemdeset nukleotidov velikih fra- gmentov DNA. Ta nukleotidna zaporedja so z obsežnimi bioinformacijskimi analizami podatkov primerjali z referenčnimi genomi človeka in šimpanza kot tudi z domnevnim računalniško ustvarjenim genomom njunega skupnega prednika. In prišlo je prelomno leto 2010, ko je Pääbo dosegel nedoseglji- vo in poročal o osnutku zaporedja jedrnega genoma neandertalca. Za oceno kontami- nacije z današnjo človeško DNA je upora- bil pet današnjih genomov Homo sapiensa iz različnih delov sveta; primerjal je položaje, za katere je znano, da se med neandertal- čevo in današnjo človeško mtDNA najbolj razlikujejo, kot tudi položaje v jedrnem ge- nomu, kjer se današnji ljudje razlikujemo od neandertalcev in šimpanzov. Že v samem izhodišču raziskave pa je prisotnost sodobne človeške DNA izključeval z ugotavljanjem prisotnosti edinstvenih fragmentov iz delov moškega kromosoma Y v kosteh, pridoblje- nih iz ženskih neandertalcev. Pääbo in njegovi sodelavci so sedaj lahko raziskovali odnos med neandertalci in so- dobnimi ljudmi iz različnih delov sveta. Primerjalne analize so pokazale, da so za- poredja DNA neandertalcev bolj podobna zaporedjem sodobnih ljudi iz Evrope ali Azije kot sodobnim ljudem iz Afrike. To pomeni, da so se neandertalci in Homo sa- piens v tisočletjih sobivanja križali. Začetne ugotovitve so kazale, da pri sodobnih ljudeh evropskega ali azijskega izvora približno od enega do štirih odstotkov genoma izvira iz neandertalcev. Senzacionalno odkritje: denisovci Da se DNA obdrži dolgo časa, odkar so naši najbližji evolucijski sorodniki izumrli, so potrebne izjemne razmere. Problem je v tem, da večina kosti zgodnjih homininov prihaja iz ekvatorialnih in tropskih regij v Afriki in Evraziji, kjer so razmere za ohra- njanje celovitosti DNA, kot sta višja tempe- ratura in kislost tal, izredno slabe. Vendar pa so arheološki dokazi pokazali, da so pra- davni hominini živeli tudi na višjih zemlje- pisnih širinah, kjer je možnost za ohranitev DNA večja. Ena takih regij je gorovje Altaj v južni Sibiriji, kjer se je hominin morda pojavil pred več kot 125.000 leti. Leta 2008 so tam, v jami Denisova, odkrili 40.000 let star delček prstne kosti. Kost je vsebovala izjemno dobro ohranjeno DNA, ki jo je Pääbova ekipa sekvencirala. Rezul- tati so povzročili senzacijo: zaporedje DNA je bilo edinstveno v primerjavi z vsemi zna- nimi zaporedji neandertalcev in današnjega človeka. Pääbo je odkril prej neznanega ho- minina, ki je dobil ime denisovec. Primer- jave z zaporedji sodobnih ljudi iz različnih delov sveta so pokazale, da je do pretoka genov prišlo tudi med denisovci in Homo sa- piensom. Ta odnos je bil prvič viden pri po- pulacijah v delih jugovzhodne Azije, v Ma- leziji, kjer posamezniki nosijo celo do šest odstotkov denisovske DNA. To kaže, da je bil zemljepisni razpon denisovcev ogromen in je zajemal vzhodni in južni del Evrazije. Na podlagi rezultatov je Pääbo s sodelavci predlagal, da so denisovci sestrska skupina neandertalcev, od katerih so se ločili nekje ob polovici časa do skupnega prednika ljudi in neandertalcev. Po ločitvi denisovcev od neandertalcev je prišlo do pretoka genov iz neandertalcev v prednike današnjih Neafri- čanov, predniki Malezijcev in denisovcev pa so se pomešali kasneje, kar pa ni vplivalo na druge neafriške populacije. Pääbova odkritja so ustvarila novo razume- vanje naše evolucijske zgodovine. V času, ko se je Homo sapiens selil iz Afrike, sta vsaj dve izumrli populaciji homininov na- seljevali Evrazijo. Neandertalci so živeli v zahodni Evraziji, denisovci pa v vzhodnih delih celine. Med širjenjem Homo sapiensa zunaj Afrike pred približno 70.000 leti in preseljevanjem na vzhod se naši predniki ni- so srečevali in križali samo z neandertalci, temveč tudi z denisovci. Ko so v altajskih gorah našli še eno kost hominina, tokrat neandertalčevo, kar je po- trdilo, da je območje neandertalcev segalo vse do Sibirije, so s primerjavo genomskih zaporedij lahko ocenili, da je bil populacij- ski razhod med neandertalci in denisovci pred 380.000 do 470.000 leti in da je bil čas razhoda med sodobnimi ljudmi in nean- dertalci/denisovci pred 550.000 do 760.000 leti. Svojo oceno neandertalskega izvora v današnjih evrazijskih genomih so popravili na 1,5 do 2,1 odstotka in pokazali dokaze za bolj zapleteno zgodovino mešanja med neandertalci in Homo sapiensom. Skupina je našla tudi dokaze o pretoku genov iz nean- dertalcev v regiji Altaj v denisovce. Pomen paleogenomskih in filogenomskih odkritij S svojimi prelomnimi raziskavami je Svan- te Pääbo ustvaril povsem novo znanstveno disciplino, paleogenomiko. Po začetnih od- kritjih je njegova skupina zaključila analize več dodatnih zaporedij genomov izumrlih homininov. Njihova odkritja so vzpostavila edinstveni vir, ki ga znanstvena skupnost v veliki meri uporablja za boljše razumeva- nje človeške evolucije in migracij. Za Homo sapiensa je značilna edinstvena sposobnost ustvarjanja kompleksnih kultur, naprednih novosti in umetnosti, pa tudi sposobnost prečkanja odprtih voda in širjenja na vse dele našega planeta. Tudi neandertalci so živeli v skupinah in imeli velike možgane. Sicer so tudi uporabljali orodja, vendar so se v sto tisočih letih ta zelo malo razvila. Po- kazalo se je, da je genetska raznolikost ne- andertalcev manjša in drugačna od tiste pri današnjih ljudeh, kar kaže, da so bile njiho- ve populacije majhne in izolirane druga od Prirejeno po M. Karlén: © The Nobel Committee for physiology or Medicine; https://www.nobelprize.org/prizes/ medicine/2022/press-release/. 210 ■ Proteus 85/5 • Januar 2023 211Nobelove nagrade za leto 2022 • Izginuli predniki in razvoj človeka Ploščasti apnenec, značilni element kraške kulturne krajine • Petrologija druge. Nasprotno pa se zdi, da so kasnejši neandertalec iz Evrope, denisovec iz gorovja Altaj in stari moderni ljudje živeli v nekoli- ko večjih populacijah, se srečevali in se tudi med seboj križali. Ena od največjih skrivnosti je, zakaj so bili sodobni ljudje tako uspešni pri svoji eks- panziji in zakaj so neandertalci in denisovci izumrli, potem ko so se več sto tisoč let pri- lagajali evrazijskemu okolju. Opazovanje, da so bile te populacije majhne in da so imele razmeroma visoko stopnjo parjenja v sorod- stvu, nam daje namig, da morda niso bile sposobne tekmovati s sodobnimi ljudmi, ka- terih populacija se je hitro povečevala. Homo sapiens med živalskimi vrstami izstopa po kompleksnosti kultur, družbenih zgradb in sposobnosti sporazumevanja. Lahko do- mnevamo, da je ta edinstvena »človečnost« posledica sprememb v genomu sodobnega človeškega rodu. Dostop do arhaičnih ge- nomov ponuja vznemirljive nove možnosti za prepoznavanje kritičnih genetskih zna- čilnosti, ki nas razlikujejo od arhaičnih homininov. Ker so naši najbližji evolucijski sorodniki, njihovi genomi zagotavljajo iz- hodišča za primerjave, ki lahko pojasnijo posebne človeške značilnosti, pomembne za fiziologijo in medicino. V genomu je pribli- žno 31.000 enonukleotidnih položajev, kjer današnji ljudje iz vseh delov sveta nosijo novodošlo nukleotidno različico, medtem ko genoma neandertalca in denisovca no- sita nukleotid prednikov, ohranjen od loči- tve od šimpanza. Ugotovili so, da so se na evolucijski liniji neandertalca geni, vključe- ni v morfologijo skeleta, spremenili bolj od pričakovanega, medtem ko so se pri sodob- nem človeku bolj spremenili geni, vključeni v pigmentacijo in delovanje možganov. Ker so bili arhaični ljudje že genetsko prilago- jeni življenju v nekaterih okoljih Evrazije, kamor so se selili sodobni ljudje, bi lahko vnos in obstoj njihovih genskih različic v genomu prišlekov pozitivno vplivala na spo- sobnost preživetja prišlekov v novih okoljih po njihovi širitvi iz Afrike. Arhaične gen- ske različice, ki so bile podvržene pozitivni selekciji, lahko tudi v današnjih raziskavah potencialno zagotovijo funkcionalne infor- macije o delih našega genoma, ki so splo- šnega pomena za vse živeče ljudi. Dober primer, da arhaične genske sekvence naših izumrlih sorodnikov vplivajo na fiziologijo današnjega človeka, je denisovska različica gena EPAS1, ki daje prednost pri prežive- tju na visoki nadmorski višini in je pogosta med današnjimi Tibetanci. Drugi primeri so neandertalski geni, ki vplivajo na naš imun- ski odziv na različne vrste okužb, kot tudi neandertalske genske različice, povezane s fenotipi, kot so pigmentacija in vzorci spa- nja pri današnjih Evropejcih. Viri: MLA style: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022 - Press Release; https://www.nobelprize.org/ prizes/medicine/2022/press-release/. Hedestam, G. K., Wedell, A., 2022: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2022 – Advanced Information; https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/ advanced-information/. Dartnell, L., 2020: Izvori – kako je naš planet oblikoval človeško zgodovino. 1. natis. Ljubljana: UMco. Geological history of Earth. Wikipedia – The Free Encyclopedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Geological_ history_of_Earth. Timeline of the evolutionary history of life. Wikipedia – The Free Encyclopedia: https://en.wikipedia.org/wiki/ Timeline_of_the_evolutionary_history_of_life. Timeline of human evolution. Wikipedia – The Free Encyclopedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_ human_evolution. Ploščasti apnenec, značilni element kraške kulturne krajine Matevž Novak Apnenec se uporablja kot gradbeni material na območjih s kraškim površjem Jadransko-di- narske regije že stoletja dolgo. Predvsem ena od vrst apnenca, ploščasti apnenec, je eden od najbolj prepoznavnih povezovalnih elementov, ki dajejo skupno identiteto kulturni krajini vzdolž kraške vzhodne obale Jadranskega morja in njenega zaledja (slika 1). Ker tvori lepe, ravne plošče (škrle ali skrle), so ga uporabljali za strešnike, tlakovce, za gradnjo suhih zidov, pastirskih hišk in drugih objektov, podobno kot skrilavec na območjih s pretežno meta- morfno kamninsko podlago. Od rimskih časov, ponekod pa celo od pozne prazgodovine, so ploščasti apnenec izkopavali na dvoriščih ali v manjših površinskih kopih v neposredni bližini naselbin (slika 2). Zaradi varnostnih standardov in drugih predpisov, povezanih s pridobivanjem na- ravnega kamna ter varstvom in ohranja- njem narave, takšno izkoriščanje danes ni Slika 1: Značilni arhitekturni elementi kulturne krajine vzhodne Jadranske obale. Foto: arhiv projekta RoofOfRock.