Gammelt DNA er et stærkt værktøj til at studere fortiden - når arkæologer og genetikere arbejder sammen

DNA har bevæget sig ud over esoterisk videnskab og ind i centrum af dagligdags samtaler om identitet, kultur og politik. Det omformer også historier om fortiden, da fremskridt gør det muligt for videnskabsmænd at udvinde gammelt DNA (aDNA) fra skeletter fundet på arkæologiske steder.

Med hver gammel genetisk sekvens, forskere lærer ny information om, hvordan mennesker bevægede sig rundt og interagerede i den antikke verden. I nogle tilfælde, dette har hjulpet med at vælte teorier og løse ældgamle debatter.

Men aDNA-"revolutionen" har også forårsaget friktion blandt genetikere, arkæologer og andre over, hvordan denne forskning udføres. Som arkæologer, der samarbejder om aDNA-projekter, vi har set disse spændinger på egen hånd. Hvad ligger i hjertet af denne splid, og hvordan kan disse discipliner arbejde sammen for bedre at forske i menneskehedens fortid?

Hvad ligger bag aDNA-revolutionen?

Gammelt DNA ændrer, hvordan videnskabsmænd forsker, i stedet for at stille spørgsmål. Genetikere arbejder med de samme problemer, som arkæologer, antropologer og lingvister har kæmpet med i årtier, rettet mod at forstå overgange i fortiden og rødderne til den moderne verden.

Men i stedet for at se på ting, folk efterlod, genetikere er interesserede i menneskene selv. Skeletter er den eneste direkte forbindelse til personer, der har oplevet livet i fortiden. Biologiske antropologer har længe studeret knogler og tænder på udkig efter spor om folks oprindelse og liv. Nu, genetikere kan se på deres DNA – hvilket giver et nyt niveau af detaljer og indsigt.

Videnskaben bag aDNA er relativt ny. Det første fuldt sekventerede antikke menneskelige genom - fra en mand, der levede omkring 4, 000 år siden i Grønland – blev først offentliggjort i 2010. Først var denne forskning begrænset til skeletter fra kolde klimaer, hvor DNA-molekyler er mere tilbøjelige til at bevare. Succesraterne er støt forbedret med billigere og mere effektive laboratorieteknikker og metoder, der retter sig mod de mest informative dele af genomet.

Et af de vigtigste gennembrud har været opdagelsen af, at en lille del af kraniet – den knogleformede kappe omkring det indre øre kendt som petrus – er en rig kilde til aDNA, selv i dårligt bevarede skeletter fra varme klimaer. Dette fund har ført til en massiv stigning i tempoet og omfanget af aDNA-undersøgelser, med tusindvis af individer sekventeret alene i 2018 og pludselig udbredt interesse for arkæologiske skeletter på museer over hele verden.

aDNA har skubbet arkæologer og genetikere ind i nye partnerskaber, hvor den ene side giver arkæologiske prøver og spørgsmål, og de andre yderligere spørgsmål, specialiserede laboratorier og finansiering. Disse specialister, med forskellig uddannelse og forskellige arbejdskulturer, ikke altid se øje til øje med studiedesign, forskningstempo eller fortolkning af resultater. Derudover institutioner og lande har muligvis ikke eksplicitte aDNA-politikker på plads, overlader forskerhold og museumskuratorer til at navigere i forsknings- og prøveudtagningsprotokoller fra sag til sag. Dette har vakt bekymring hos arkæologer, nogle af dem kan bekymre sig om, at vognen er så langt ude over hesten, at vi bare bør aflyse turen.

Men ligesom radiocarbondatering i det 20. århundrede, aDNA har allerede fundamentalt ændret arkæologien og vil kun blive mere udbredt. At forstå nuværende betænkeligheder nu er den bedste måde at flytte videnskaben fremad på en måde, der gavner alle.

Kritik af aDNA kan grupperes i tre kategorier:fortolkende, etisk og systemisk.

1) Fortolkning af historierne fortalt af aDNA

Mange bekymringer fokuserer på, hvordan aDNA-resultater bruges til at besvare spørgsmål om fortiden. De fleste aDNA-undersøgelser kommer fra populationsgenetik, et underfelt, der ser på større demografiske ændringer over tid – normalt tilskrevet folk, der flytter eller blander sig med andre grupper, eller begge.

Men at identificere disse processer fortæller ikke forskerne, hvorfor de skete, eller opdager deres indvirkning på kulturen. Nogle kritikere foreslår, at genetikere konstruerer omfattende regionale fortællinger om migration og befolkningsændringer baseret på et lille antal skeletprøver. Andre påpeger, at denne forskning er afhængig af navngivning og gruppering af gamle folk baseret på kulturelle beviser som keramikstile, som måske eller måske ikke afspejler biologisk slægtskab. Gamle genetiske sekvenser sammenlignes også normalt med moderne fra levende mennesker, som har deres egne komplicerede historier og er grupperet baseret på sprog eller etnicitet eller begge dele på tidspunktet for DNA-prøvetagning, giver potentielt problematiske sammenligninger.

Ultimativt, fortolkning af aDNA-resultater involverer mange af de samme arkæologisk informerede antagelser som andre undersøgelser af knogler, gryder og værktøj. Alligevel betyder den videnskabelige aura af aDNA, at resultater præsenteres for verden gennem medierne som mere objektive, opildne arkæologers frustrationer over tilsyneladende "molekylær chauvinisme".

2) Afbalancering af etiske forpligtelser

Etiske problemer med aDNA påvirker både levende og døde. For at udtrække sekvenser, arkæologiske menneskelige rester skal males op under særlige sterile forhold. Nogle målrettede dele af kroppen - som petrusknogler og -tænder - giver værdifuld information om vores arts udvikling og historie. Da der ikke er et uendeligt udbud af arkæologiske knogler, mange forskere efterlyser regler for at beskytte skeletsamlinger og sikre, at fremtidige forskere kan få adgang til dem.

Nutidens videnskabsmænd må også kæmpe med tidligere koloniale praksisser, der fjernede skeletter og artefakter fra deres oprindelseslande og sendte dem til Europa og Nordamerika, rejser spørgsmål om, hvem der nu skal give tilladelse til deres undersøgelse.

Ud over ødelæggelsen af ​​forfædre, aDNA-fund kan udgøre anden skade for oprindelige folk. Fordi de fleste aDNA-undersøgelser har fokuseret på skeletter udgravet for årtier siden, få nævner eksplicit samråd med efterkommergrupper. Imidlertid, aDNA-undersøgelser kan have negative konsekvenser for disse samfund. They can complicate land claims and repatriation efforts, undermine oral histories and reveal stigmatizing information like genetic susceptibility to disease. Findings about the past have present-day political implications depending on how they are received and mobilized.

3) Designing a new science

Underlying all these concerns are apprehensions about how archaeogenetics is developing as a field. A recent article in the popular press painted a dramatic picture of a high stakes game in which a handful of labs dominate access to samples and groundbreaking discoveries. Archaeologists are portrayed as fearful or helpless, exchanging samples for a minor authorship role without the ability to offer their own interpretations. But this hardly describes all archaeologists, many of whom occupy prominent positions on aDNA projects.

Ja, competition for samples can factor into the fast pace of research and exacerbate some of the issues around aDNA. It is wrong though, to place blame on labs alone. An entire system comprising universities, scientific journals, funding bodies and the media stands ready to reward the next big discovery. Pointing the finger at individuals or labs only fosters division, pushing people away from aDNA research without addressing issues or finding solutions.

Mapping out the future of aDNA

Heldigvis, change is already happening.

Responses to the first wave of aDNA studies called for better integration of archaeological and genetic data and more nuanced questions about smaller-scale cultural and population shifts. Such change may end up occurring organically as the bar for publication shifts away from single sequences to studies of hundreds of individuals.

Strict standards require genomic data to be made public, and aDNA research has become a model for the open science movement. This means more comparative data will become available over time to tackle fine-grained questions about regional histories. As aDNA is brought to bear on increasingly complex questions, archaeologists will need to take on more equitable roles in research design, interpretation and integration of multiple types of evidence.

The field is also making headway on ethical issues. Ethics statements are appearing in journal articles. Museums are establishing their own guidelines. Archaeologists have stepped forward to suggest best practices for sampling and consulting with indigenous stakeholders.

There has also been a push for better communication and outreach. The Summer internship for INdigenous peoples in Genomics (SING) is designed to help dismantle barriers between descendant communities and scientists. aDNA sessions and entire conferences bringing geneticists and archaeologists together are becoming more common. Establishing discipline-wide best practices and support through professional networks will reduce the burden on individuals to ensure research is done the right way.

Communication and cooperation go a long way, but fixing the system ultimately requires a shift in how science is funded and rewarded. And the public has a key role to play as the taxpayers who fund scientific research and consume its findings. A scientifically literate society can demand work that meets ethical guidelines and provides meaningful insights about our past. Sammen, scientists and the public can set the tone for what aDNA research becomes and how we use it to explore our shared human heritage.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.