NEANDERTHALLERİN OSTEOARKEOLOJİSİ

Günümüzde dünyada bir çok laboratuvar insan ve hayvan başta olmak üzere kemikleri analiz ederek  tarihleme yapabilmektedir. Bu tarihleme yönteminde en başta gelen DNA veya RNA analizine dayalı PCR (the polymerase chain reaction) yöntemi en fazla kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem ile yapılan testlerde örneğin bir küçük laboratuvar tüpü büyüklüğündeki bir kemik tozu için test ücretleri 400 € değerine kadar çıkabilmektedir.

PCR, Türkçeye Polimeraz Zincir Reaksiyonu olarak çevrilir ve canlı organizmasından arda kalan kemik, fosil gibi arkeolojik buluntuların Antik DNA (aDNA) kopyalarının çıkarılması ve amplifikasyonu için kullanılır. (Saikid, 1988). Uzun süre kontamine çevre koşulları altında kalarak aDNA ile yapılan tarihlendirmelerde yanıltıcı sonuçlar elde edliyor olması tehlikesine karşın günümüzde aDNA tarihlendirmelerdde 100.000 yıl geriye kadar gidilebilmektedir. 

İnsan kemiklerinden giderek bir cinayetin aydınlatılması da yine aşağıda anlatacağımız yöntemler ile sağlanabilen bir çalışmadır. Kemik analizinin arkeoloji ile olan ilgisinin dışında geniş bir alan olması dolayısıyla bu alanı ‘bioarkeoloji’ adı altında değil  ‘osteoarkeoloji’ olarak yeni bir bilim dalı olarak tanımlamak daha doğru olacaktır. 

Arkeolojik kazılarda elde edilen buluntular o toplumun kültürel ve sosyal yapısı, iskeletler ise bireylerin fizik, sağlık ve genetik yapıları hakkında bilgi verir.

Osteoarkeolojik DNA analizi, insan yaşam döngüsü içinde çok önemli bulgular sağlar. 

PCR, canlılarda bulunan özgün DNA ve RNA parçacıklarının enzimlerinin çoğaltılması yöntemidir. Bu parçacıkların zincirleme artışı canlıların vücudunda sürekli olan bir olaydır ve laboratuvar (in vitro) imkanları kullanılarak bir tüpün içinde kopyalama yapılır ve DNA veya RNA lar bir zincire tabii tutularak çoğaltım yapılabilir..

Mitokondriyal DNA (mtDNA) erkek sperminin içinde bulunur ancak yumurta ile spermin birleşiminde hiçbir zaman yer almaz ve canlının rahmi (ovum) tarafından ret edilir. (rejection). Arkeolojik değeri olan kemikler üzerinde bulunan antik DNA parçacıklarının tespit ve analizinde mtDNA en büyük rolü oynar.

Kromozomal DNA bir çift bulunabilirken, mitokondriyal DNA daha fazla sayıda olabilir. Mitokondriyal DNA maternal olup sadece anneden gelir.Bunun nedeni sperm hücresinde mitokondrilerin, döllenmede yumurta ile birleşmeyen boyun kısmında bulunmalarındandır.

Almanya’daki Feldhofer Mağarası’ndaki kemiklerin  Avrupa’da modern insanın ortaya çıkışı ile karşılaştırma yapılarak kemikler üzerinde bulunan antik DNA parçacıklarının analizi yapılmıştır.

İlk modern insanların (homo sapien sapiens) günümüzden tam 150.000-100.000 yıl önce Afrika’dan çıktığını ve 100.000 yıl önce de Afrika’dan göç etmeye başladığını bilmekteyiz.Günümüzden 40.000 yıl önce de Avrupa’da bu insanlar Neanderthal insanı ile karşılaşmıştır. Neanderthaller Avrupa’da 200.000 yıl oturmuşlardır bu dönemin 10.000 yılını modern insanlar ile birlikte yaşamışlardır. Ancak Neandertaller birden ortadan kayboldular. Bu ortadan kaybolma için iki neden ileriye sürülmektedir.

Birincisi modern insan ile neanderthaller arasındaki rekabet , ikinci görüş ise bu iki grubun birbirleri ile kaynaşmış olmasıdır. İkinci görüşe dayalı değerlendirme sonucunda neanderthal ve modern insanların bu kaynaşma sonucunda birbirlerinden DNA aktarımı yapmış olmaları bugünkü osteoarkeolojik araştırmaların temelini teşkil eder.

 Neanderthallerin yerleşim mağaraları

Yapılan çalışmalar günümüz modern insanının %1.3 oranında neanderthall özelliğini taşıyan yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. (Elizabeth Matisoo-Smith and K.Ann Horsburgh). Bir görüşe göre modern insanın neanderthal insan ile karışması sonucunda şu anda derimizin üst kısmında bulunan (epidermiste) yer alan keratinosit maddesinin neanderthal insanından modern insana genetik aktarım sonucunda geçtiği düşünülüyor. Neanderthal insanından 1997 yılında elde edilen ilk mtDNA, Feldhofer Mağarasındaki kemiklerden 360 baz çifti olarak elde edilmişti. Neanderthall çekirdek DNA ise 1 milyon baz çifti olarak 2006 yılında elde edilebildi. Bunlardan mtDNA sadece anneden aktarılabilirken çekirdek DNA ise hem babadan hem de anneden aktarılabiliyor.

Yapılan araştırmalar bu gen alış verişinin sonucunda oluşan melezleşme sonucunda oluşan insanın kısır olduğu açıklandı. (Bjön Kurten). Bu durum neandertal modern insan melezleşmesinde sperm üretimi verimsizliği olarak ortaya çıktı. (Melezleşme sonucunda üreme verimsizliğine sahip olan katır en iyi örnektir.) Melezleşme sonucunda üreme yeteneğini kaybeden (kısır olan) insanın üreme şansı olmadığı için seçilim yapması da söz konusu olamazdı. Bu melezleşmenin 60.000 yıl önce gerçekleştiği iddia ediliyor.(Reich) Sonuç olarak neanderthal insanı bu melezleşme sonucunda ortadan kayboldu. Bunun yanında beyin yeteneklerinin daha az olmasının sonucunda modern insan ile rekabet ve akla dayalı fiziki üstünlük dezavantaşı neanderthallerin yok olmasının diğer nedenleri olarak ortaya çıkmıştır. Ayrıca neanderthal insanının modern insanda konuşmayı sağlayan FOXP2 genini taşımadığı bunun da gırtlak ve ağız boşluklarından oluşan farklı sesleri akıcı bir biçimde oluşturamadıklarını gösteriyordu.  

Kemiklerden DNA çıkarımı Mezmaiskaya Mağarasında yapılan çalışmalar açısından çok ilginç tespitlerin oluşmasına neden olmuştur. Rusya’nın güneyinde ve Kuzey Kafkasya’da Mezmaiskaya Mağarasında bulunan bir bebek iskeletinin kaburgasından alınan örnekte önce kolojen miktarı ölçümü yapılarak DNA çıkarımı test yapılmak üzere kemikler toplandı. (Neanderthal Mitochondrial DNA, Igor Ovcinnikov and William Goodwin)

Kolojen esas olarak;

‘ Cildin yapıtaşıdır. Vücudumuzun yüzde 25'i kolojen iken, cildimizin yüzde 75'i kolojenden oluşur. Kolojen doğal olarak vücut tarafından üretilir, aynı zamanda parçalanır. Cildimizin sıkılığını, esnekliğini ve dolgunluğunu sağlar, yüze ovalliğini kazandırır. Kolojen aynı zamanda kemikteki kıkırdak uç kısımlarında bolca bulunur, bunun için kemik suyunun kaynatılarak içilmesi de (örneğin paça) sağlık açısından içine bolca kolojen olması nedeniyle önerilen bir husustur’   

Kolojenin insandaki lif yapısını oluşturduğunu da söylememiz gerekir. Bu lif yapısının artırılması için deri üzerine uygulanan lazer foto-termal etki ile lif artırımı sağlanarak gençleştirme  operasyonları cilt üzerinde yapılabilmektedir.

Mağradan toplanan kemiklere aşağıdaki işlemler sırasıyla uygulanmaya başlandı. Her bir işlem aşaması kemiğin analiz edileceği PCR yöntemi için bir hazırlık aşamasıdır. Yapılan çalışmada en son 7. aşama kullanılmadan PCR inhibasyonu sırasında Centricon -30 kullanılmasından sonra neanderthall bulgusuna rastlanmıştır. 

Neanderthal ile ilgili bu bulgular deney yöneticisi tarafından daha sonra modern insanın mtDNA sının bir fonksiyon olarak gösterildiği CRS (Cambridge Reference Sequence) ile karşılaştırıldı.

Modern insanın CRS ile analizinin yapılması durumunda mtDNA sekansı 5.28(+)(-) 2.24 tür. Mezmaiskaya’da bulunan çocuk iskeletinden alınan kaburga örneği mtDNA sının sekansı ile modern bir insanın DNA sından alınan örnek sekansı arasında yapılan deneyden sonra 25.45 (+)(-) 3.27 gibi yüksek bir rakama ulaşıldı. Bu değer modern bir Asyalı kişinin Sahra Altı bir Afrikalı ile yapılan karşılaştırma yapıldığında 23.27(+)(-)4.06 değerinde bir sonuca ulaşmaktaydı.

Bu sonuçlar bizi neanderthal insanın yaşadığı  Mezmaiskaya mağarasındaki çocuk kaburgasından alınan örneğin modern insanın mtDNA sına hiçbir şekilde yaklaşmadığına ulaştırmaktadır. Çünkü mtDNA ları arasında oldukça yüksek farklar bulunmaktadır. 

Peki modern insanlar ile neanderthallerin bu farklılıkları mtDNA açısından yüksek ise yukarıdaki haritada görülen Vindija Mağarası (Hırvatistan), Mezmaiskaya (Rusya) ve Feldhofer Mağaralarında yaşayan Neanderthaller arasında bir fark var mı ? sorusu akla gelmez mi?

Sonuçlarda  Mezmaiskaya mağarası neanderthallerinin Vindija ve Feldhofer Mağarası neanderthallerindeki 16.263 adet mtDNA nın aynı olmasına rağmen 6 adet mtDNA nın farklılık arzettiğini ortaya koymuştur. Daha gelişmiş bilgisayar programları ile yapılabilcek analizler ile örneğin (PAUP programı kullanılarak) filogenetik (Bir türün ya da yüksek taksonomik grupların soy gelişimi ve evrim geçmişi) sonuçlara daha kolay ulaşmak olası olarak görülmektedir.

Bilinenler tam bunlar iken Denisova insanı olarak Sibirya'daki Denisova Mağarası keşfedildi. Herhangi bir fosil buluntusu olmamasına rağmen günümüzde Güney Doğu Asya ve Okyanusya'da yaşayan insanların genetiğinin Denisova insanından geldiği öne sürüldü. Prüfer bir makalesinde Denisova insan türünün bilinmeyen bir insan türü ile gen alış verişi yaptığını ileri sürer ve bunun Homo Erectus olduğunu yazar. Buna neden olarak ta 1.8 milyon yıl önce Afrika'dan çıkan Homo Erectus'un Denisova insanı ile karşılaşarak onlar ile karışmasını gösterir. Denisova Mağarası'nda bulunan bir parmaktan alınan DNA örneklerinin bu insan türünü tam olarak tanımlayamayacağı yeni verilerin  bulunmasına gerek duyulacağı anlaşılmaktadır.  

Sonuç olarak mtDNA yukarıdaki haritada görülen 3 mağaradaki neanderthal insanı için çok yakın özelliklere sahip ancak modern insanın mtDNA sından oldukça farklı bir yapıda olduğu ortaya çıkmaktadır. Neanderthal insanının farklı mtDNA özellikli olduğu ancak bununla birlikte modern insan ile üreme konusunda (çiftleşmiş olsa bile) modern insanın mtDNA havuzuna %1.3 oranında bir aktarım olduğu bilim adamlarınca kabul edilen bir teoridir. Bu aktarımın da bizim derimizdeki keratinosit olarak oluştuğu da özellikle dillendiriliyor.

 Bu konular ile ilgili olarak daha geniş araştırma yapılması gereği bulunmaktadır.

S. Vedat Karaarslan  

KAYNAKLAR:

1. Neanderthal Mitochondrial DNA, Igor Ovcinnikov and William Goodwin,Glasgow University, Columbia University and PAUP version (paup.csit.fsu.edu) 

2. Elizabeth Matisoo-Smith and K.Ann Horsburgh, DNA for Archaeologist, Left Coast Press, 2010

3. Kay Prüfer,The Complete Genome Sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains (www.nature.com)