Arheogeneetik: inimeste arenguloo muudab keerukaks meie käitumise ennustamatus

Luudest eraldatud vana-DNA lükkas inimeste arenguloo viimase 15 aastaga uude voolusängi. Uued arheoloogilised leiud võivad viia aga täiendavate praeguseks väljasurnud inimliikide ja -rühmade avastamiseni, leiab Max Plancki evolutsioonilise antropoloogia instituudi arheogeneetik Kay Prüfer.
Prüferi teadustöö keskendub arvutuslike meetodite väljatöötamisele ja rakendamisele iidsete genoomide evolutsioonilises analüüsis. Muu hulgas juhtis ta konsortsiume, mille eesmärk oli analüüsida šimpansi ja kahe neandertallase kõrge katvusega genoomi ning panustas esimese neandertallase genoomi järjestamisse. Praegu juhib ta koos teistega varaseimate praeguseks järjestatud nüüdisinimeste genoomide uuringut.
Sarnaselt mitme viimasel ajal hüppeliselt arenenud valdkonnaga sai paleoantropoloogia nautida hiljuti mesinädalaid, kus ajalugu sõna otseses mõttes ümber kirjutavaid avastusi tehti kui mitte iga kuu, siis vähemalt igal aastal. Sellest ajast saadik on muutunud teadusharu areng tunnetuslikult taas evolutsioonilisemaks ja rutiinsemaks. Mis on teie enda jaoks suur eesmärk, mille nimel te pärast neid laialdaselt elevust tekitavaid murdepunkte iga päev endiselt rõõmuga laborisse lähete?
Alustaksin meeleldi teisest otsast. Suur osa inimestest, kellega olen aastate vältel kokku puutunud, on mulle rääkinud, kuidas nad üritasid väga pikka aega neandertallaste kohta tulutult midagi rohkemat teada saada. Ma ei saa nendega selles osas samastuda: ma ei tahtnud eales arheoloogias läbi murda ega tundnud huvi isegi geneetika vastu, vaid olin pelgalt arvutiteadlane. Ma nautisin lihtsalt keerukatele probleemidele lahenduse leidmist.
Kui mind omal ajal sellesse puntrasse tiriti, oligi kõige keerukam asi üldse, mida suutsin välja mõelda, neandertallase genoomi järjestamine. See oli ääretult kütkestav ja raske ülesanne, mille puhul nägin, et arvutiteadlase kraadi ning arvutuslike meetoditega on võimalik midagi ära teha.
Lõpptulemus oli sedavõrd motiveeriv, et tegelesin neandertallastega edasi. On ääretult huvitav ja mõistust pöördesse ajav uurida indiviide, kes elasid kümnete ja sadade tuhandete aastate eest, ent veelkord, see polnud kunagi minu eesmärk. Mind algselt lummanud sära pole kuhugi kadunud – ääretult vanadest ja vaevu tänapäevani säilinud luudest mingigi kasuliku informatsiooni välja pigistamine pakub tänaseni intellektuaalset väljakutset.
See pole iseenesestmõistetav. Inimestel õnnestub eraldada luudest üha vanemat pärilikkusainet, kuid keegi ei tea kunagi ette, kas see ütleb meile ka midagi sisulist. Nad võivad tulla sinu juurde, anda sulle ette portsu järjestatud DNA-d ja öelda, et see on kõik, mis neil õnnestus säilmetest kätte saada.
Tihti taandub tulemus seejärel sellele, kas suudame küsida õigeid küsimusi. Teisel juhul peame olema loomingulisemad ja töötama selle mõtestamiseks välja uued meetodid. Mulle meeldib see osa endiselt.
Mida võiksid sellistel kiire arengu perioodidel oma maailmapildi kujundamisel silmas pidama lihtsurelikud, näiteks õpetajad? Kas võime hakata jutustama teistele juba julgelt seda uut, tänu vana-DNA-le sündinud lugu, isegi kui vajame kõigi nende praeguseks kadunud populatsioonide omavaheliste suhete ja nende segunemise selgitamiseks suuremat sorti plokkskeemi?
Ütleksin, et nüüdisinimeste segunemised neandertallastega ja ka teiste inimliikide ristumine on veel selle uue pildi kõige lihtsakoelisem tahk. Neilt saadud pärilikkusaine moodustab meie genoomist kokku 2–3 protsenti ehk võrdlemisi väikese osa.
Töötan praegu arheogeneetikaga tegelevas osakonnas. Kui vaatame 10 000–8000 aasta taguseid sündmusi, on genoomides peegelduvad muudatused hoopis ulatuslikumad. Lähis-Idas põldu pidama hakanud inimesed asendasid ühtäkki suure osa Euroopa küttidest-korilastest või vähemalt kadus nende DNA, kuni hakkas see uuesti sisse immitsema, nagu oleks nad vahepeal kuskil peidus olnud jne. Lugu muutub üha metsikumaks, mida kauem see kestab.
Omal kombel on see loogiline, sest muutume üha inimlikumaks ja kultuurilised tegurid tõusevad taoliste protsesside juures esiplaanile. Kliima, võib-olla ka kultuurilised muutused – me ei saa seda kindlalt öelda – võisid anda meile liigina võimaluse Aafrikast välja rändamiseks, mis viis segunemisteni teiste inimliikidega, kuid need oli hajusad ja harvad. Me pole veel nuputanud, mis täpselt nüüdisinimestega seejärel juhtus.

Samuti võisid olla need varasemad segunemised ulatuslikumad, aga me ei saa selleski kindlad olla. Genoomid paistavad meile selle jaoks veel liiga ühetaolisena. Sarnaselt pole veel lõplikult valmis lugu sellest, kuidas me täpselt üle planeedi levisime.
Ehk nagu näed, üritan ma selle lällutamisega küsimusele vastamisest hoiduda. Meie arenguloos on sedavõrd palju keerdkäike, et sest meie käitumine inimestena on ääretult raskesti ennustatav. Kui sa ärkad näiteks ühel hommikul üles ning näed puhtjuhuslikult nägusat neandertallasest meest või naist, siis asjad lihtsalt juhtuvad.
Seega ei peaks ka meie lapsi harivad inimesed olema sedavõrd mures, et see, mis nad praegu oma hoolealustele räägivad, võib osutuda juba paari aasta pärast iganenuks?
Mõned põhipunktid jäävad kindlasti paika. Vaevalt suudab keegi tulevikus näidata, et nüüdisinimesed ei kohtunudki neandertallastega. Peame aga leppima, et lugu muutub küll üha detailsemaks ja nüansseeritumaks, aga uuteks avastusteks jääb alati ruumi. Eeskätt võime just vanemate ajaperioodide puhul sattuda leidude otsa, mille tähtsus on võrreldav denissovlaste avastamisega. Näiteks võime leida veel inimliike, kelle olemasolust pole meil praegu aimugi.
Peame ilmselt ka meeles pidama, et teadlastel on õnnestunud täielikult järjestada vaid üksikuid inimeste genoome, mille vanus ulatub enam kui paarikümne tuhande aasta taga. Samal ajal on inimgenoomides nähtav mitmekesisus vähemalt sama suur kui maastike puhul, mida toonased inimesed asustasid. Kui palju neid valged laike leidub?
Sa küsid seda inimese käest, kes teenib nende valgete laikude täitmisega elatist ehk suhtu minu vastusesse skepsisega.
Avaldasime näiteks 2020. aastal töö, milles kirjeldasime Tšehhi koopast leitud naise koljut. Kuigi koopasüsteem on ulatuslik, on sealt praeguseks päevavalgele tulnud vaid tema säilmed. Me ei saanud määrata tema vanus väga täpselt, kuid Zlatý kůňi naise genoom näitas meile, kuidas juba väga varakult pärast Aafrikast välja rändamist jõudis üks inimrühm Kesk-Euroopasse, et seal hääbuda. Meil polnud eelnevalt aimu, et see populatsioon üleüldse eksisteeris. See ilmestab, kui suur mõju võib olla isegi üksikutel genoomidel.
Meie genoom on täpselt samamoodi tohutult suur, kui hakkame mõtleme, kui paljude esivanemate koondsumma me oleme, alates kahest vanemast, kaheksast vanavanemast jne. Kõik see ajalugu ootab genoomis avastamist. Me ei saa läbi tuumagenoomi põhjal rekonstrueerida seega pelgalt ühte perekonnapuud, vaid teha ka laiemaid pintslitõmbeid meie ajaloo kohta tervikuna. Nagu mu senine karjäär näitab, on võimalik mõnikord ühe genoomiga paljugi saavutada.
Geenifoorumil pidasite ettekande oma töörühma värsketest leidudest Saksamaal. Mida uut need Aafrikast välja rännanud inimeste leviku ja tegemiste kohta räägivad?
Saksamaal Ranis-Ilsenhöhle's tehti esimesi väljakaevamisi juba 1930. aastatel. Hiljuti vaadati, kas sealt võib veel midagi leida ning mul õnnestus nende raames sattuda esimest korda kogu oma karjääri vältel välitöödele. Kaevatud sügav šaht oli peaaegu sama muljetavaldav kui märkmete üksikasjalikkus, mida arheoloogid väljakaevamistel tegid.
Varem on leitud sealtsamast muu hulgas kivist tööriistu, mille puhul on kahtlustatud, et neid võisid valmistada nii neandertallased kui ka nüüdisinimesed. Päevavalgele tulnud säilmetest eraldatud mitokondriaalne-DNA on varem näidanud, et seal elasid nüüdisinimesed. Paraku hakkaks teadusajakirjad minuga kurjustama, kui ma enne uute ja põnevamate tulemuste seal avaldamist ülejäänud loo laiemale avalikkusele ise ära räägiksin.
[Konverentsil peetud ettekande põhjal polnud võimalik enamikest laborisse jõudnud proovidest DNA-d kätte saada. Järjestatud DNA andis aga parema aimduse nüüdisinimeste jagunemisest ida- ja lääne-euraaslasteks ning neandertallastega segunemisest.]
Vanad genoomid on täiendanud arheoloogilisi leide ka teises võtmes, andes vähemalt mõningase aimduse, kas toona elanud inimesi vaevasid näiteks meiega sarnased tervisehädad ja lisada neil piltlikult liha luudele. Kuidas on see mõjutanud enda teie tunnetust inimkonna ja inimlikkuse järjepidevusest, isegi kui teie arvutiekraanilt käib seeläbi eeskätt geenikoodi kujul?
Jah, kui nad minuni jõuavad, on nad tavaliselt juba A-T-G-C-de kujul. Ent ikka ja jälle meenutab mulle miski, et tegu oli iidsel ajal ringi jooksnud päris inimestega. Näiteks Zlatý kůňi naise kolju oli säilinud piisavalt hästi, et meil õnnestus rekonstrueerida tema nägu. Isegi mu kodus ripub ühe andeka kunstniku maal, kes temast ainest ammutas, ja ta hüääninahkadesse riietatuna üles maalis.
See kõik loob 40 000 aasta eest elanud nüüdisinimestega vahetu sideme. Sellest ajast möödunud kümned tuhanded aastad võivad tunduda meile argielus tohutu pika ajaperioodina, kuid loodusliku valiku toimekiirusega arvestades ei saanud olla toona elanud inimesed meist kuigi erinevad. Nii nemad kui ka neandertallased hoolitsesid oma laste eest täpselt samamoodi nagu meie praegu jne. Selles mõeldes tekitab teatav liigutav tunne, kui saame hakata lõpuks üksikasjalikumalt nende ajalugu kirjeldama.
Ma olen oma kolleegide üle lõputult uhke, kes on nendele pingutustele kaasa aidanud. See algab laboris töötavatest inimestest, kelle meetodid võimaldavad meil vanadest luudest üleüldse DNA-d eraldada. Ilma nendeta poleks taoliselt sügavuti ajalukku minemine üleüldse võimalik, mainimata inspireerivaid kolleege nagu Svante Pääbot, kes suudab enda ümber koondada andekaid ja innustunud doktorante, või mu kunagist juhendajat Janet Kelsot, kes tegutseb biostatistika vallas sedasi.
Mul on õnnestunud olla puhta juhuse läbi paari olulise teadustöö esimene autor, kuid nende taga on olnud palju ulatuslikum taustatöö. Loodan, et seda teinud inimesi osatakse piisavalt märgata ja tunnustada.
Kay Prüfer pidas kolmapäeval ettekande Tartus toimunud geenifoorumil.