Őskori vegyes házasságok – a Harvard és az MTA kutatóinak közös genomikai cikke a Nature-ben

A A Nature-ben megjelent cikk itt érhető el2000-es évek közepe óta szaporodnak a régészeti genetika eredményei az újkőkorban élt emberek mitokondriális DNS-éről. 2015-ben mi is beszámoltunk egy német–magyar újkőkori kutatásról (vezetői Kurt W. Alt és Bánffy Eszter voltak), melynek során a Kárpát-medence újkőkorából (azaz neolitikumából,
Kr. e. 6000–4500) több száz csontvázat vizsgáltak genetikai és kémiai módszerekkel. A mainzi-budapesti kutatócsoport korábbi közleményében a Dunántúl „átjáró” szerepére világítottak rá Szécsényi-Nagy Anna (MTA BTK Régészeti Intézet) és munkatársai. Amint azt a genetikai adatok is igazolták, az első földművesek a Krisztus előtti 6. évezredben Anatólia felől érkeztek a Dunántúlra, és innen terjeszkedtek tovább a könnyen megművelhető északnyugati területek felé, eljutva a Közép-Elba és a Rajna vidékére is. A földművesek vándorlását az elmúlt években nemzetközi kutatócsoportok teljes genomszintű (genomikai) vizsgálatokkal támasztották alá.

Sziklacsont (DNS-minta) kivágása emberi koponyából Forrás: MTA BTK Régészeti Intézet/Mende Balázs

Egy másik 2015-ös hírünkben arról írtunk, hogy jelentős archeogenetikai központ született az MTA BTK Régészeti Intézetében. Az itt elindult „Kulturális átalakulások genomikai kutatása a Kárpát-medence 4000 éves őstörténetéből” című nemzetközi kutatási program első eredményei a mai naptól olvashatóak a Nature folyóiratban.

Világelső genetikai minták Magyarországról

Az új tanulmány célja, hogy modellezze az őskori európai populációk – az őslakos vadászó-gyűjtögetők és a később érkező földművesek – genetikai kapcsolatait, interakcióit. David Reich (Harvard Medical School, Boston) vezetésével a munkacsoport olyan kérdésekre kereste a választ, hogy vajon a földművesek már a vándorlásuk során keveredtek-e az őslakosokkal. Hogyan, milyen ütemben történhetett a keveredés a két populáció között Európa különböző vidékein? A korábbi tanulmányok megállapításai általános érvényűek-e, vagy csupán lokális esettanulmányként értelmezhetőek? Megkülönböztethetők-e genetikai alapon a közös anatóliai eredetű, Európában szétszóródott földműves populációk?

A Lipson M. & Szécsényi-Nagy A. et al. tanulmány 1b ábrája nyomán készült térkép bemutatja az elemzett magyarországi minták származási helyét. A minták régészeti kultúrák-korszakok szerint vannak csoportosítva Forrás: MTA BTK

A korábbi, a mitokondriális DNS vizsgálatából született eredményekre építve a kutatók a sejtmagi DNS nagy felbontású (1,24 millió polimorfizmust érintő) tipizálásával tovább vizsgáltak egy-egy sorozat emberi csontmintát a Kárpát-medencéből, a Közép-Elba-vidékről és az Ibériai-félszigetről. A Mark Lipson matematikus (Harvard Medical School, Boston) és Szécsényi-Nagy Anna archeogenetikus (MTA BTK) elsőszerzőségével most közölt 130 új, genomszinten elemzett humán minta közül 90 Magyarország területéről származik. A hazai mintasort – amely jelenleg a legrészletesebb az egész világ őskori genetikai kutatását tekintve – a magyarországi régész- és antropológusszakma és számos múzeum és gyűjtemény segítségével úgy alakította ki a Régészeti Intézet munkacsoportja, hogy reprezentatív legyen szinte valamennyi újkőkori és rézkori régészeti kultúrára és időszakra, a Dunántúlon és az Alföldön egyaránt. A magyarországi minták elsődleges feldolgozása (a DNS kinyerése és úgynevezett DNS-könyvtár készítése) az MTA BTK Régészeti Intézet Archeogenetikai Laboratóriumában történt.

DNS-könyvtár készítése az MTA BTK Régészeti Intézet Archeogenetikai Laboratóriumában Forrás: MTA BTK

Jégkori vadászok és bevándorló földművelők keveredése

Az adatok elemzéséből kiderült, hogy a vadászó-gyűjtögetők genetikai örökségének aránya Európa mindhárom vizsgált régiójában fokozatosan nőtt az újkőkor (és rézkor) három évezrede során. Folyamatos génáramlást figyeltek meg a kutatók a kevesebb vadászó-gyűjtögető elemmel bíró földműves populációk felé olyan közösségekből, melyek több vadászó-gyűjtögető örökséget hordoztak. Ez a génáramlás a Kárpát-medencében volt a legalacsonyabb mértékű, de itt is megkezdődött már az újkőkor legkorábbi időszakában.

Fontos megjegyezni, hogy az őslakos vadászók-gyűjtögetők is a Homo sapiens fajhoz tartoztak, mert ekkorra a Neander-völgyi ember már kihalt. Az Európa-szerte kis arányban túlélő és beolvadó jégkorszaki vadászó-gyűjtögető közösségeket sikerült genetikailag megkülönböztetni egymástól, és ezeknek a földrajzi régiónként genetikailag eltérő csoportoknak a lenyomatát megtalálták a későbbi földművelők DNS-állományában is. Így kimutathatóvá váltak lokális keveredések, genetikai interakciók a vadászók-gyűjtögetők és a földművesek között.

A kora újkőkori Starčevo-kultúra sírja Bátaszékről (a feltárás vezetője Osztás Anett volt) Forrás: MTA BTK

A Kárpát-medencébe érkezett földművesekről elmondható, hogy bevándorlásuk után nem sokkal kapcsolatot létesítettek a helyi vadászó-gyűjtögető közösségekkel. Az Alföldön élő földművesek gyorsabban keveredtek az őslakosokkal, mint a dunántúliak, ennek a kapcsolatnak a legtöbb genetikai nyoma Magyarország északkeleti területein jelentkezett. Az interakció a két népesség között kölcsönös volt, és valószínűleg mindkét nemet érintette. Tiszaszőlős-Domaháza lelőhelyről előkerült két olyan emberi maradvány, mely a vadászó-gyűjtögető populációhoz köthető, de kisebb mértékben (20%) földművesektől eredő géneket is hordoz. Az újkőkor végére és a rézkorra az Alföld és a Dunántúl népességének genetikai különbségei kiegyenlítődtek, egységesedett a vizsgált terület genetikai képe.

Meghatározó genetikai örökség

A Kárpát-medence területén élt emberek adataiból lehetőség nyílt az első olyan kvantitatív modell felállítására és sikeres tesztelésére, mely a vadászó-gyűjtögető és a földműves népesség keveredésének térbeli és időbeli dinamikáját írja le. Ennek alapja a csontmaradványok radiokarbon-keltezése és a vizsgált emberek DNS-állományában fellelhető vadászó-gyűjtögető és korai földműves-örökség összefüggő blokkjainak vizsgálata volt. Ezek a DNS-szakaszok az ivarsejtek osztódásakor bekövetkező rekombináció során nemzedékről nemzedékre összetöredeztek, lehetőséget adva a populációk keveredése óta eltelt (generációkban mért) idő meghatározására.

Réz fejdísszel (diadém) eltemetett rézkori nő koponyája (badeni kultúra, Kr. e. 3600-2850) Vörsről Forrás: MTA BTK – Kádas Tibor felvételéért köszönet Bondár Máriának

A Kárpát-medence népességére felállított modell alapján egy kezdeti vadászó-gyűjtögető népességtől származó impulzust határoztak meg a kutatók, mely a földművesek génállományának csupán 2-5%-át érintette. Majd az ezt követő időszakokban folyamatos beáramlással a vadászó-gyűjtögető genetikai örökség a rézkori populációkban már elérte a 10-12%-os szintet. „Ez azt jelenti, hogy igen dinamikus volt a vizsgált közel 3000 éves időszak a népességek kapcsolatait tekintve, annak ellenére, hogy komolyabb bevándorlást a rézkor vége előtt nem tapasztaltunk” – mondta az mta.hu-nak Szécsényi-Nagy Anna. A kutató hozzátette: „Ma a Kárpát-medencében Kr. e. 6000–3000 között élt emberek genetikai történetét ismerjük legpontosabban az őskorból.” A tanulmány példaként szolgálhat további, hasonlóan részletes adatsorok felállítására más területeken, hogy részleteiben is megismerhessük Európa őskori embereinek íratlan történetét.