Orta ve Geç Pleistosen dönemi insan evrimi: Paleoproteomik araştırmaların katkıları ve sınırları

Ekin Aktaş - @anthroalaska

Son 30 yılda, insanlık tarihine dair bilgilerimiz kökten değişti. Neandertaller, Denisovalılar ve modern insanların karmaşık genetik ilişkileri, antik DNA çalışmalarının sayesinde daha net anlaşıldı. Ancak bu genetik veriler çoğunlukla Geç Pleistosen’e, yani yaklaşık son 125 bin yıla dayanıyor. Peki, ondan önceki milyonlarca yılda yaşayan diğer insan türleri hakkında ne biliyoruz?

İşte burada paleoproteomik araştırmalar devreye giriyor. Antik DNA’nın sıcak iklimlerde ve çok eski dönemlerde korunamaması gibi sınırlamaları nedeniyle, bilim insanları antik proteinlerin izini sürerek insan evrimindeki boşlukları doldurmaya çalışıyorlar.

ANTİK PROTEİNLER NEDEN ÖNEMLİ?

Proteinler, DNA tarafından kodlanır ve vücutta çeşitli işlevleri yerine getirir. Bu nedenle, bir kemiğin ya da dişin içindeki proteinleri inceleyerek, o canlının genetik geçmişi hakkında bilgi edinilebilir. Özellikle diş minesi gibi sert dokularda, bazı protein parçaları milyonlarca yıl boyunca korunabiliyor.

Bu sayede, DNA’sı tamamen yok olmuş örneklerde bile, protein dizileri üzerinden türler arası akrabalık ilişkileri, cinsiyet gibi bilgiler elde edilebiliyor. Örneğin, Homo antecessor adlı tartışmalı insan atası türünün konumunu belirlemek için diş minesinden elde edilen protein dizileri kullanıldı. Sonuçlar, bu türün Neandertaller, Denisovalılar ve modern insanlarla ortak bir ataya sahip olduğunu ortaya koydu.

PALEOPROTEOMİK YÖNTEMLER: ZOOMS VE SPIN

Bugün arkeolojik alanlardan çıkarılan kemiklerin büyük kısmı küçük parçalardan oluşuyor ve bu parçaların hangi hayvana ait olduğu morfolojik olarak anlaşılamıyor. Burada ZooMS (Zooarchaeology by Mass Spectrometry) yöntemi devreye giriyor. Bu teknik, kemiklerdeki kolajen proteininden alınan küçük örneklerle, örneğin bir kemik parçasının geyik mi yoksa keçi mi olduğunu tespit edebiliyor.

Daha ileri düzeyde bir yöntem olan SPIN (Species by Proteome INvestigation) ise, tüm protein profilini analiz ederek daha yüksek taksonomik doğruluk sağlıyor. Ancak, bu yöntem daha fazla maliyet ve veri analizi gerektiriyor.

Her iki yöntem de, özellikle Pleistosen dönemi topluluklarının avcılık stratejilerini, diyet alışkanlıklarını ve çevresel koşullara verdikleri tepkileri anlamamızda kritik rol oynuyor.

Diş minelerinde bulunan amelogenin adlı protein, X ve Y kromozomlarında hafif farklı formlarda bulunuyor. Bu farklılık kullanılarak, bir bireyin erkek mi kadın mı olduğu belirlenebiliyor. Antik DNA’nın bulunmadığı ya da korunamadığı örneklerde, bu yöntem hayvan sürülerinin yapısını ve avcılık stratejilerini anlamada önemli bir araç haline geldi.

Ancak, özellikle Neandertaller gibi gruplarda AMELY (Y kromozomu amelogenini) kaybı gibi genetik varyasyonlar olduğu için, cinsiyet tayininde dikkatli olunması gerekiyor.

ZORLUKLAR VE SINIRLAMALAR

Paleoproteomik araştırmalar umut vaat etse de, ciddi sınırlamalar içeriyor:

Protein Korunumu: Çevresel koşullar ve gömü sonrası süreçler proteinlerin bozulmasına yol açabiliyor.

Veri Analizi: Antik proteinler modern proteinlere göre daha fazla değişim içeriyor. Bu da doğru veri okuma ve analiz süreçlerini zorlaştırıyor.

Etik Sorunlar: Arkeolojik materyaller sınırlı bir kaynak olduğundan, yapılan her örnekleme işlemi geri döndürülemez bir tahribata yol açabiliyor. Bu yüzden numune alma süreci çok dikkatli planlanmalı ve şeffaf işbirlikleri kurulmalı.

GELECEĞE BAKIŞ

Paleoproteomik çalışmalar sayesinde, sadece kimin kimden geldiğini değil, aynı zamanda eski insan topluluklarının nasıl yaşadıklarını, çevreleriyle nasıl ilişki kurduklarını ve kültürel uygulamalarını da daha iyi anlayabileceğiz.

Bunun için: 

Daha az yıkıcı örnekleme yöntemlerinin geliştirilmesi,

Protein çıkartım ve analiz protokollerinin iyileştirilmesi,

Antik protein dizilerinin daha doğru bir şekilde çözülmesini sağlayacak biyoinformatik araçların geliştirilmesi gerekiyor.

Bu ilerlemeler, Pleistosen döneminin insanlık mirasını hem bilimsel hem de etik açıdan daha iyi korumamıza katkı sağlayacak.