Skany 3D czaszek i zbiór starożytnego DNA będą dostępne w internecie

2019-05-24, 07:53 aktualizacja: 2019-05-24, 07:55
Jak zmieniali się Polacy na przestrzeni dziejów: od wczesnego średniowiecza do XIX wieku? Czy Słowianie przywędrowali na nasze tereny, czy są ich rdzennymi mieszkańcami? W odpowiedziach ma pomóc projekt skanowania 3D i cyfrowego udostępniania czaszek i szkieletów oraz DNA z ludzkich szczątków z centralnej Polski.

Do tej pory ta bardzo cenna kolekcja osteologiczna (zbiór kości - PAP), licząca ok. 3 tys. czaszek i kości szkieletów, była dostępna w zasadzie tylko dla wąskiego grona badaczy z Uniwersytetu Łódzkiego. Obecnie - w ramach projektu - czaszki i szkielety 200 osób zostaną zdigitalizowane. W wersji cyfrowej będzie je można udostępniać do dalszych badań.

"Dzięki zastosowaniu najnowszych technologii, czyli skanowania 3D, jesteśmy w stanie zeskanować zarówno czaszki, jak i pozostałe kości szkieletu, i stworzyć z nich modele cyfrowe, które będą dostępne w zasadzie niemal dla każdego, za pomocą jednego kliknięcia myszką” - podkreślił w rozmowie z PAP kierownik projektu mgr inż. Błażej Marciniak z Pracowni Biobank UŁ.

Projekt polega na digitalizacji i udostępnieniu w internecie genetycznych zasobów zgromadzonych w pracowni Biobank i Katedrze Antropologii UŁ. Realizuje go Pracownia Biobank Katedry Biofizyki Molekularnej we współpracy z Katedrą Antropologii UŁ. Efektem tych działań będzie Platforma informacyjna "e–Czlowiek.pl", na której znajdą się trójwymiarowe skany szkieletów i czaszek oraz cyfrowe zapisy genomów czyli sekwencji aDNA (ancient DNA - starożytnego DNA) 200 osób, żyjących w czasach począwszy od wczesnego średniowiecza do XIX wieku w okolicach Brześcia Kujawskiego.

Przy okazji prac digitalizacyjnych wyizolowane zostaną także pełne genomy tych 200 osób. To umożliwi przeprowadzenie pogłębionych analiz dotyczących historii i przemian ludności zamieszkującej obszary obecnej Polski.

Naukowcy chcą opisać populacje polskie żyjące od wczesnego średniowiecza do XIX wieku. Prof. Wiesław Lorkiewicz z Katedry Antropologii UŁ wskazuje, że do tej pory badania antropologiczne dotyczyły często jedynie cech morfologicznych (dotyczących budowy ciała - PAP). Dzięki projektowi te same zjawiska w dawnej populacji będzie można zbadać na poziomie zróżnicowania genetycznego.

Digitalizowane szkielety pochodzą ze stanowisk głównie wokół Brześcia Kujawskiego z Polski centralnej. Antropolog podkreślił, że Kujawy to bardzo ciekawy obszar, zaludniony bez przerwy praktycznie od początku neolitu, czyli od momentu pojawiania się pierwszych rolników 5,5 tys. lat p.n.e. "Wokół Brześcia Kujawskiego istnieje wiele stanowisk, które częściowo nakładają się na siebie chronologicznie i mamy praktycznie ciągłość, obejmującą kilka tysięcy lat (...). Z drugiej strony jest to Polska centralna, więc możemy uznać, że jest to obszar reprezentatywny właściwie dla populacji polskiej od wczesnego średniowiecza do XIX wieku" - dodał prof. Lorkiewicz.

Dzięki skanom 3D badacze będą mogli dokładniej analizować np. kształt czaszek, ich podobieństwa, a tym samym również pokrewieństwa i przynależność etniczną tych ludzi.

"Chcielibyśmy sprawdzić, jak ludzie zmieniali się w trakcie tego tysiąca lat, czemu się zmieniali, jak zmieniał się kształt czaszki i czym to było spowodowane, bo rzeczywiście kształt czaszki był trochę inny w czasach średniowiecznych, niż współcześnie" - zaznaczył antropolog.

Z badań wynika, że na przestrzeni wieków zmieniał się chociażby kształt części mózgowej czaszki – ludzie we wczesnym średniowieczu mieli bardziej wydłużone głowy. To ciekawe zjawisko, którego dotąd ostatecznie nie wyjaśniano. "Jest wiele teorii na ten temat; dotąd nie wiadomo, czy była to zmiana mikroewolucyjna uwarunkowana genetycznie, czy też być może uwarunkowana środowiskowo i związana z pewną przebudową czaszki w konsekwencji odciążenia aparatu żucia" - dodał.

Naukowcy próbują także ocenić, na ile zróżnicowana była populacja żyjąca w tym czasie na terenach obecnej Polski i czy pojawiali się tu migranci z innych obszarów Europy, np. ze Skandynawii. "Często mówi się o udziale grup pochodzenia skandynawskiego w powstawaniu Państwa Polskiego. I rzeczywiście takie grupy penetrowały Polskę, prawdopodobnie byli to np. wynajęci wojownicy. Ale myślę, że np. hipotezy, że Mieszko I był Skandynawem - to chyba możemy już odłożyć do lamusa" - ocenił badacz.

Wśród cech, których zmienność badają antropolodzy, jest np. wysokość ciała. Wiadomo już, że np. ludzie we wczesnym średniowieczu na terenach Polski byli stosunkowo wysocy, pod względem wysokości - bliscy Polakom z lat 60. XX w. Potem nastąpił wyraźny spadek wysokości ciała, trwający aż do XIX w.

"Niewiele osób zapewne zdaje sobie sprawę z tego, że średnia wysokość ciała mężczyzny w XIX wieku wynosiła ok. 165 cm. Takiego wzrostu byli np. ułani. Od końca XIX wieku nastąpiło jednak wyraźne zwiększenie wysokości ciała i tak jest po dzień dzisiejszy. Interesuje nas, czy te zmiany są uwarunkowane tylko środowiskowo, tzn. warunkami życia. Bo wiadomo, że to, jak się odżywiamy, co i ile jemy, jak często chorujemy w dzieciństwie - to wszystko wpływa na naszą ostateczną wysokość ciała; czy też uwarunkowane było to także genetycznie" - zaznaczył prof. Lorkiewicz.

Powstająca baza obejmująca cyfrowe zapisy sekwencji aDNA 200 osób żyjących na przestrzeni ostatniego tysiąca lat, pomoże w badaniach podłoża genetycznego tych zjawisk.

Zdaniem prof. Lorkiewicza baza genetyczna oraz możliwość dokładnej analizy cech morfologicznych pomoże ustalić, czy Słowianie - w tym populacja polska - są na tych terenach populacją autochtoniczną, czy - jak twierdzą archeolodzy - przywędrowali dopiero w V-VI w. n.e. Ogromna baza genetyczna pozwoli porównać populacje z ostatniego tysiąclecia z populacjami sprzed naszej ery.

Są już pierwsze wnioski z badań zespołu z Pracowni Biobank i Katedry Antropologii. Badacze przypuszczają, że w przypadku populacji żyjącej na Kujawach istniała zaskakująco silna ciągłość genetyczna, sięgająca czasów pierwszych rolników sprzed 7,5 tys. lat.

Kamil Szubański

szu/ zan/