Ludzkie DNA można wyekstrahować z wydzieliny, którą wszy głowowe przyklejają jaja do nasady włosa. Technika ta została przetestowana na zmumifikowanych szczątkach sprzed 1500-2000 lat i dostarczyła próbki o niespotykanej jakości. Metoda pozwala na pobieranie próbek w sposób mniej inwazyjny niż dotychczasowe techniki.
Naukowcy wyekstrahowali ludzkie DNA z wydzieliny, którą wszy głowowe tysiące lat temu przymocowały jaja, zwane gnidami, do nasady włosa mieszkańca dzisiejszej Argentyny. Okazuje się, że wydzielina ta doskonale zachowuje materiał genetyczny, otaczając komórki skóry głowy i szczelnie zamykając je na całe milenia.
Analiza tego starożytnego DNA, które, jak twierdzą naukowcy, było lepszej jakości niż DNA pozyskane innymi metodami, ujawniła wskazówki dotyczące prekolumbijskich wzorców migracji ludzi w Ameryce Południowej. Wyniki badań ukazały się na łamach pisma „Molecular Biology and Evolution” (DOI:10.1093/molbev/msab351).
DNA zachowane dzięki wszom
– Podobnie jak fikcyjna historia komarów zamkniętych w bursztynie w filmie „Park Jurajski”, niosących DNA dinozaura, wykazaliśmy, że nasza informacja genetyczna może być zachowana przez lepką substancję wytwarzaną przez wszy głowowe na naszych włosach. Oprócz genetyki, biologia wszy może dostarczyć cennych wskazówek na temat tego, jak ludzie żyli i umierali tysiące lat temu. Zapotrzebowanie na próbki DNA ze starożytnych ludzkich szczątków wzrosło w ostatnich latach, ponieważ staramy się zrozumieć migrację i różnorodność starożytnych populacji ludzkich. Wszy głowowe towarzyszyły ludziom przez całe ich istnienie, więc ta nowa metoda może otworzyć drzwi do kopalni informacji na temat naszych przodków, zachowując przy tym unikatowe okazy – powiedziała kierująca badaniami dr Alejandra Perotti z Uniwersytetu w Reading.
Samice wszy głowowych składają około 100 jaj, zwanych gnidami. Mocują je do nasady włosa, blisko głowy, gdzie jest najcieplej. Używają do tego specjalnej lepkiej wydzieliny, która, jak się okazuje, umożliwia zachowanie materiału genetycznego gospodarza, na którym pasożytują wszy. Jak przyznają autorzy badań, to pierwszy raz, kiedy pozyskano DNA w ten sposób.
Do tej pory starożytne DNA najczęściej pozyskiwano z gęstej kości czaszki lub z wnętrza zębów. Próbki z tych miejsc są przeważnie najlepszej jakości. Jednak zdarza się, że kości czaszki czy zęby nie są dostępne. Do tego pobieranie próbek powoduje uszkodzenie cennych okazów, dlatego nowa technika może zapewnić skuteczny sposób analizy tego typu szczątków. Pozyskanie starożytnego DNA ze spoiwa wytworzonego przez wszy głowowe jest rozwiązaniem problemu, zwłaszcza że gnidy są powszechnie spotykane na włosach i ubraniach zmumifikowanych ludzi.
Źródło DNA
Zespół badawczy wykorzystał nową technikę do wyekstrahowania DNA z wielu zmumifikowanych szczątków pochodzących z Argentyny sprzed 1500-2000 lat. Zespół zbadał również gnidy znalezione na pradawnych tkaninach odkrytych w Chile oraz te znalezione na fragmentach czaszki pochodzącej od starożytnego ludu Jiwaro z Ekwadoru.
Naukowcy stwierdzili, że próbki DNA pozyskane ze spoiwa wszy zawierały takie samo stężenie DNA jak próbki pobrane z zęba, dwukrotnie większe niż w przypadku próbek pobranych z pozostałości kości i czterokrotnie większe niż z próbek krwi.
– Wysoka ilość DNA w wydzielinie wszy naprawdę była dla nas niespodzianką. Uderzyło mnie, że tak małe ilości mogą nadal dać nam wszystkie informacje o tym, kim byli ci ludzie i w jaki sposób wszy były powiązane z innymi gatunkami. Dają nam też wskazówki dotyczące możliwych chorób wirusowych. Od dawna uczeni poszukują alternatywnych źródeł starożytnego ludzkiego DNA, a spoiwo wszy może być jedną z tych alternatyw – powiedział dr Mikkel Winther Pedersen z Uniwersytetu w Kopenhadze.
Tajemnice pradawnych ludzi
Oprócz analizy DNA, na podstawie próbek naukowcy są również w stanie wyciągnąć wnioski na temat człowieka i warunków, w jakich żył. Ich zdrowie, a nawet przyczynę śmierci można wskazać na podstawie interpretacji biologii gnid.
Analiza DNA pozyskanego ze spoiwa wszy wykazała i potwierdziła płeć badanych szczątków. Ujawniła też genetyczny związek między trzema mumiami a ludźmi żyjącymi w Amazonii 2000 lat temu. Pokazuje to po raz pierwszy, że pierwotna populacja prowincji San Juan, skąd pochodziły zmumifikowane szczątki przeznaczone do badań, migrowała z terenów lasów deszczowych Amazonii na północy kontynentu na południe. Uczeni znaleźli też najwcześniejsze bezpośrednie dowody na obecność poliomawirusów, co otwiera możliwość, że wszy głowowe mogą rozprzestrzeniać wirusa.
Analiza morfologiczna gnid wykazała, że wszystkie badane mumie były prawdopodobnie narażone na ekstremalnie niskie temperatury, co mogło być przyczyną ich śmierci. Wskazywał na to bardzo mały odstęp między gnidami a skórą głowy. Wszy polegają na cieple głowy gospodarza, aby zapewnić jajom odpowiednie temperatury, dlatego w zimnym otoczeniu kładą je bliżej skóry głowy.
Źródło: University of Reading, fot. Universidad Nacional de San Juan