DNA cổ đại kể về lịch sử di cư của loài người

Hãy xem xét những cuộc di cư bất ngờ của những người vốn sống ở các cùng thảo nguyên Trung Á, phía bắc của biển Đen và biển Caspia. Khoảng 5.300 năm trước, văn hóa săn bắt – hái lượm bản địa đã bị thay thể ở nhiều nơi bởi những người du mục, được gọi là Yamnaya – những người có thể di cư một cách nhanh chóng nhờ thuần hóa ngựa và phát minh ra xe có bánh và để lại những khu an táng lớn với nhiều đồ tùy táng.

Những hiện vật các nhà khảo cổ tìm được từ quần thể cư dân Yamnaya

Các nhà khảo cổ học từ lâu đã biết rằng công nghệ của người Yamnaya đã lan tới châu Âu. Nhưng dấu hiệu đáng kinh ngạc từ DNA cổ đại là con người cũng di chuyển – trên tất cả các tuyến đường đến bờ biển Đại Tây Dương ở phía tây Âu tới phía Bắc Mông Cổ và Nam Ấn. Cuộc di dân rộng lớn này đã giúp giải thích sự lan tỏa của các ngôn ngữ Ấn Âu. Và nó cũng đã thay thế đáng kể gene của những cư dân bản địa chuyên săn bắt – hái lượm ở châu Âu với dấu ấn của DNA thảo nguyên, như đã xảy ra ở Anh bởi cuộc di cư của người thuộc nền văn hóa Bell Beaker.

Reich nói: “Toàn bộ hiện tượng mở rộng thảo nguyên này là một ví dụ ấn tượng về những gì DNA cổ đại có thể chỉ ra.” Và Cunliffe cho biết thêm: “Không ai, kể cả những nhà khảo cổ mơ mộng nhất, có thể dự kiến được rằng tồn tại nguồn gene thảo nguyên cao đến vậy trong quần thể người Bắc Âu vào thiên niên kỷ thứ 3 trước Công nguyên.”

Theo Novembre, việc phát hiện DNA cổ đại này cũng giải thích “kết quả kỳ lạ” của kết nối di truyền được gợi ý giữa hệ gene người châu Âu hiện đại và người Mỹ bản địa. Liên hệ này là bằng chứng từ những người đã sống ở Siberia cách đây 24.000 năm, sở hữu DNA được tìm thấy ở cả người Mỹ bản địa và quần thể cư dân Yamnaya cùng với hậu duệ châu Âu của họ.

Một cái nhìn mới từ Đông Nam Âu

Bài báo thứ hai trên Nature của Reich về lịch sử gene của đông nam Âu, tiết lộ thêm một cuộc di dân thông qua việc mở rộng diện tích trồng trọt ở châu Âu trên cơ sở dữ liệu từ 255 cá thể đã sống vào khoảng 14.000 đến 2.500 năm trước. Nó cũng cho biết thêm một bằng chứng mới rất hấp dẫn – bằng chứng đầu tiên mang tính thuyết phục về sự pha trộn di truyền trong cư dân châu Âu đã bị thiên lệch về một giới tính.

Nhóm của Reich đã tìm thấy rằng sau cuộc di dân của những người làm nông nghiệp, gene của các cư dân săn bắt – hái lượm ở Bắc Âu duy trì số lượng nam nhiều hơn nữ. Reich cho biết: “Các bằng chứng khảo cổ chỉ ra rằng khi những người nông dân lần đầu đến Bắc Âu, họ đã dừng chân tại một vĩ độ nơi cây trồng không thể phát triển tốt. Vì thế, có một biên giới tồn tại lâu dài giữa những người làm nông và người săn bắt – hái lượm trong 2.000 năm.” Khoảng thời gian này đã tạo điều kiện cho hai bên có nhiều thời gian tương tác. Và theo Reich, có thể là trong quá trình tương tác kéo dài này, một động lực xã hội nào đó khiến nữ nông dân có xu hướng hòa nhập vào cộng đồng săn bắt – hái lượm.

Reich nói rằng đây mới chỉ là dự đoán, nhưng thực tế là DNA cổ đại đã cung cấp gợi ý về vai trò và địa vị xã hội khác nhau giữa nam và nữ trong xã hội cổ đại.

Sự hỗ trợ của máy móc tiên tiến

Những bước tiến trong khoa học này của các nhà khảo cổ đã được thúc đẩy bằng ba sự phát triển trọng yếu. Đầu tiên là nhờ máy móc tân tiến từ Illumia và các công ty khác đã giúp giảm đáng kể chi phí (và tăng tốc độ) việc giải trình tự gene. Thứ hai là khám phá được dẫn dắt bởi Ron Pinhasi – nhà khảo cổ học ở trường đại học Dublin. Nhóm của ông đã chỉ ra rằng xương đá (petrous bone) – bao gồm cả xương tai giữa, chứa DNA nhiều gấp 100 lần so với các phần xương khác của người cổ đại nên mang lại một lượng lớn vật liệu di truyền có sẵn cho nghiên cứu. Thứ ba là phương pháp do Reich hoàn thiện cho phép đọc mã di truyền của 1,2 triệu mẫu từ những phần khác của DNA được chọn lựa một cách cẩn thận (được gọi là đa hình đơn nucleotide) thay vì phải giải trình tự toàn bộ hệ gene. Phương pháp này đã góp phần gia tăng tốc độ phân tích và giảm chi phí nghiên cứu.

Lĩnh vực mới này đã tạo ra sự chấn động khi Svante Pääbo của Viện Max Planck về Nhân học tiến hóa trong quá trình làm việc với Reich và nhiều công sự khác đã sử dụng DNA cổ đại để chứng minh người Neanderthals và người hiện đại hòa huyết. Kể từ đó, số lượng  DNA của người cổ đại được Reich phân tích đã tăng đột biến. Phòng nghiên cứu của ông đã lập tới 3/4 dữ liệu về gene người cổ đại, bao gồm cả những dữ liệu chưa công bố, tương đương 3.700 hệ gene. Reich nói: “Mỗi lần chúng ta đạt được bước nhảy vọt về số lượng cá thể người cổ đại đã được giải trình tự gene, chúng ta có thể trả lời được những nghi vấn mà chúng ta chưa nghĩ đến trước đây.”

Hiện nay, với hàng trăm ngàn bộ xương cổ đại (và các xương đá của chúng) vẫn đang được phân tích, lĩnh vực phân tích DNA cổ đại đã sẵn sàng để giải quyết các câu hỏi hiện có và cả những câu hỏi mới. Ví dụ, nhóm của Reich đang làm việc với Cunliffe và những người khác để nghiên cứu hơn 1.000 mẫu vật từ Anh để đo lường chính xác hơn sự thay thế của vốn gene tồn tại trên của quốc gia này đã bị thay thế bởi DNA liên quan đến người Bell Beaker. Cunliffe giải thích: “Bằng chứng mà chúng tôi có trong tay chứa  tới 90% gene đã bị thay thế nên rất có khả năng tìm được ra lời giải nhưng chúng tôi cần kiểm tra nhiều hơn nữa để biết chính xác có bao nhiêu quần thể người trước người Beaker đã thực sự tồn tại.”

Ngoài ra, những DNA cổ đại mang đến những nghiên cứu hứa hẹn không chỉ về sự di chuyển của những tổ tiên xa xôi mà cả các đặc điểm tiến hóa và sự dễ tổn thương với bệnh tật của người cổ đại. Reich giải thích: “Đây là công cụ khoa học mới, giống như khi phát minh ra kính hiển vi vào thế kỷ 17 đã giúp thúc đẩy nghiên cứu các khía cạnh sinh học mà trước đây không thể thực hiện được.”

Ví dụ là, các nhà khoa học tại trường đại học Copenhagen đã tìm thấy DNA của loài vi khuẩn gây bệnh dịch hạch trong quần thể người thảo nguyên. Nếu đúng là nhóm người di cư đến Anh 4.500 năm trước đã mang bệnh dịch theo cùng thì điều đó có thể giải thích vì sao số lượng dân cư đang trên đảo lại sút giảm nhanh chóng.

Những cơ hội khám phá vẫn còn ở phía trước. Cunliffe nhận định, “đây là một thời kỳ thú vị. DNA cổ đại làm khởi sắc ngành khảo cổ học theo cách mà rất ít người trong chúng ta có thể tiên đoán được, ngay cả vào 10 năm trước.”

Minh Thuận lược dịch

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180221131851.htm