I februar med. g. Texas retsmedicinsk videnskabsmand Melba Kechum og hendes kolleger offentliggjorde resultaterne af yeti-genomanalysen i det specielt etablerede internetmagasin De Novo. Helt fra starten var det klart, at dette var naiv amatørisme og et forsøg på at afvise ønsketænkning.
En sund dosis folklore og en YouTube-video (se nedenfor), der angiveligt skildrer en sovende Bigfoot, er knyttet til beskrivelsen af standardmetoder til arbejde med genetisk materiale. Konklusionen herfra er følgende: Bigfoot eksisterer, og det er ikke en abe, men en hybrid af en mand med en ukendt hominin.
Redaktørerne af Ars Tehnica-webstedet var ikke for dovne til at analysere artiklen i detaljer og stille fru Kechum nogle ubehagelige spørgsmål - hovedsageligt for at finde ud af, hvorfor dette er alt. Hvordan kan det være, at nogle ser en publikation som en skødesløs undersøgelse, mens andre ser en større videnskabelig opdagelse?
Artiklen beskriver to genomer isoleret fra prøver, der angiveligt er relateret til Yeti. Mitokondrie-DNA er helt klart menneskeligt. Og en lille del af det nukleare genom er en blanding af humane og andre sekvenser, hvoraf nogle er relateret til hinanden, andre ikke.
De biologer, der blev hørt af journalisterne, bekræftede det åbenlyse: dette er resultatet af forurening og nedbrydning af prøver samt skødesløs samling af DNA. Fru Kechum forsvarer sig selv:”Vi gjorde vores bedste for at gøre artiklen helt ærlig og videnskabelig. Jeg ved ikke, hvad du ellers har brug for. Alt, hvad vi ønskede, var at bevise deres eksistens, og det lykkedes os."
Lad os først forstå, hvorfor hun mener, at jobbet blev udført fejlfrit, og hvorfor hun tager fejl.
Først og fremmest understreger vi, at behandling og forberedelse af prøver (og dette er det vigtigste i et sådant tilfælde) blev udført af retsmedicinske eksperter. Der er ingen tvivl om, at disse mennesker kan kaldes forskere, fordi retsmedicinsk undersøgelse er baseret på princippet om reproducerbarhed af eksperimentelle resultater, essensen af hjørnestenen i den videnskabelige metode. Men i modsætning til en genetiker er en retsmedicinsk forsker fokuseret på resultater. Tilsyneladende var dette årsagen til fejlen.
DNA-analyse er blevet brugt i retsmedicin i mange år, der er udviklet standardprocedurer, der har bevist deres værdi. Men disse metoder sigter aldrig mod at dekryptere genomet fuldstændigt - det er nok at få data, der kan præsenteres for retten som bevis. Og forfatterne af "undersøgelsen" ville virkelig bevise over for en imaginær jury, at Yeti eksisterer.
Salgsfremmende video:
Stykker hår i forskellige størrelser blev brugt som prøver. Hår er en hyppig besøgende i retsmedicinske laboratorier, som normalt har brug for at afgøre, om det tilhører en person, nærmere bestemt en bestemt mistænkt osv. I dette tilfælde konkluderede forskerne, at håret ikke er menneske. Okay, lad os gå videre.
Hvis håret bærer follikler, kan DNA ekstraheres fra cellerne. Dette blev gjort - gennem en standard retsmedicinsk undersøgelsesprocedure. Lige standardmæssige foranstaltninger blev truffet for at udrydde alt fremmed DNA.
Ifølge fru Kechum lykkedes det: der blev opnået rent DNA fra hårets ejer, og derfor er konklusionerne fra hendes analyse korrekte, og der findes Bigfoot. Tænk bare - håret er umenneskeligt, og mitokondrie-DNA'et, som kun arves gennem moderlinjen, er menneskeligt!
Ja, nogle gange (eller rettere sagt næsten altid - enhver biolog vil fortælle dig) kan ingen forholdsregler sikre mod fejl. Men hvilken ret har vi at sige, at forskerne i dette tilfælde virkelig begik en fejl og analyserede de forurenede prøver? Det er meget simpelt: analysen har bragt internt modstridende information frem. Det var nødvendigt at se i den en indikation af en fejl og at dobbelttjekke resultaterne.
Metoden til polymerasekædereaktion (PCR) anvendes til at amplificere humanspecifikke DNA-sekvenser. Ved at bruge korte sekvenser, der kombineres med dele af det humane genom, kan der laves flere kopier af et enkelt DNA-molekyle i en prøve og dermed lettere at detektere. I dette tilfælde blev sådanne PCR'er anvendt, hvilket gør det muligt at identificere DNA-regioner, hvis længder varierer i forskellige menneskelige populationer, hvilket er meget nyttigt til retsmedicinsk videnskab.
Hvis menneskeligt DNA ikke er meget ødelagt, skal reaktionerne utvetydigt vidne om dette. Et lignende resultat opnås ved analyse af prøver indeholdende DNA fra nære menneskelige slægtninge (husk, chimpansens genom falder sammen med vores med mere end 95%). Jo længere et dyr er fra en person, jo mindre ofte udløses reaktionerne, og PCR giver i stigende grad sekvenser med den forkerte længde, fordi sammensætningen af DNA ændres under evolutionen.
Men vent ikke på, at DNA sidder stille og vent på, at du kommer til det. Det nedbrydes let i fragmenter, som bliver mindre over tid, og dette påvirker også resultatet af reaktioner.
Efter at have gjort, hvad de så passende, så fru Kechum og hendes kolleger kaos. Nogle reaktioner gav PCR-produkter af den forventede menneskelige størrelse, andre ikke-humane. Det ville være logisk at fortolke sidstnævnte som et fuldstændigt fravær af reaktioner eller endog genetisk materiale. Billedet gentog sig igen og igen, og det måtte konkluderes, at enten prøven tilhørte et dyr langt væk fra mennesker på det evolutionære træ, eller at DNA blev alvorligt nedbrudt.
Forskere brugte elektronmikroskopi og så korte fragmenter af DNA, hvoraf nogle havde en enkelt (snarere end dobbelt) spiral. Trådene binder sig til nogle af stykkerne og divergerer derefter i enkeltstrengede sektioner, som genbinder sig til individuelle molekyler. Et lignende mønster observeres i nærvær af et pattedyrs genetiske materiale langt fra os - sekvenserne, der koder for proteinerne, falder sammen ganske godt, og de mellemliggende DNA-regioner er meget forskellige.
Med et ord angav alt, at DNA'et var dårligt bevaret og sandsynligvis forurenet. Dette antyder også, at de metoder, der blev brugt til at opnå rent DNA, var utilstrækkelige. Men forfatterne besluttede, at der foran dem bare var en meget usædvanlig prøve.
Men desværre er der ingen”bare meget usædvanlige” prøver. Mennesker kan ikke krydse hinanden med andre primater. Ja, vores forfædre parrede sig med neandertalere og Denisovans, men de kan kun betragtes som halv sapiens, fordi vores DNA er meget ens. Imidlertid gik forskerne i stedet for at komme af den tilsyneladende forkerte vej. Efter at have fundet ud af, at i det mindste en del af DNA'et er menneskeligt, konkluderede de, at de havde fundet en hybrid af et menneske og en anden primat.
Det overses ofte i den ikke-specialiserede litteratur, at humane celler faktisk indeholder to genomer. Man bor i kromosomerne og opbevares i kernen - det er det, man normalt taler om, når det kommer til det menneskelige genom. Den anden findes i mitokondrier, små organeller, der producerer det meste af den cellulære ATP. Disse er efterkommere af engang frie bakterier, der for milliarder af år siden knyttede deres liv fast med celler, men bevarede en relikvie af deres genom.
Mitokondrie-DNA er et værdifuldt værktøj til at spore populationer af mennesker og andre arter. Da dette genom ikke har et komplet sæt DNA-reparationsværktøjer og ikke er i stand til at gennemgå rekombinationsprocessen, muterer det meget hurtigere end det nukleare. Dette fører til, at selv tæt beslægtede populationer har forskelle i mitokondrie-DNA. Derudover indeholder hver celle hundreder af mitokondrier, og hver har snesevis af kopier af genomet. Derfor er det altid relativt let at få prøver af mitokondrie-DNA, selvom prøven er alvorligt nedbrudt eller forurenet.
Som følge heraf opnåede forfatterne sekvenserne af et menneske og ikke en primat, der kun var fjernt beslægtet med mennesker ved at sekvensere det mitokondrielle genom af deres prøver.
Alt tyder på, at vellykket blanding mellem mennesker og nært beslægtede arter (såsom neandertalere og Denisovans) var relativt sjælden. Det giver mening at forvente, at det væsen, der ligner et vandretæppe, har mindre forhold til en person end de førnævnte, dvs. chancerne for at krydse hinanden reduceres yderligere. Prøverne gav imidlertid forskellige sekvenser af mitokondrie-DNA, hvilket betyder, at krydsningen skete mange gange. Derudover viser det sig, at hybriderne aldrig har krydset med hunnerne fra disse hypotetiske primater. Endelig ser disse primater ud til at være uddød, da der ikke er fundet noget eksempel på deres mitokondrie-DNA.
Hvilken slags kvinder er de, der blev enige om at parre sig med nogle ukendte aber? Hvis du vil følge med moderne videnskabelige ideer, skal du stole på befolkninger, der engang boede i Asien, og hvis separate grene senere trængte ind i Amerika. Ingen andre mennesker boede i Amerika (indtil for nylig). Men desværre var det ikke muligt at finde et asiatisk spor i mitokondrie-DNA. De fleste af sekvenserne er af europæisk oprindelse, og der er også et par afrikanske eksempler.
Fru Kechum beskrev en af prøverne detaljeret. Ifølge hende tilhører det en haplotype, der opstod i Spanien for omkring 13 tusind år siden. Derfor kunne hybridisering ikke have fundet sted før udseendet af denne haplotype.
Ved første øjekast er det umuligt at opbygge en sammenhængende hypotese baseret på dette rod. Naturligvis endte forskerne med humane prøver og stærkt forurenede, hvilket godt forklarer mangfoldigheden og alderen på sekvenserne.
Men lad os ikke glemme, at for fru Kechum er muligheden for en åbenbar fortolkning udelukket. Forfatterne antyder, at grupper af europæere og afrikanere (sic!), Der vandrede over de endeløse gletsjere i Nordatlanten, vandrede ind i Nordamerika i løbet af den sidste istid. Der er faktisk en hypotese om, at jægerne i den solutreaniske kultur krydsede Atlanterhavet på isen og grundlagde flere bosættelser ved de østlige kyster af Nordamerika, hvorefter de enten uddøde eller blev assimileret af indvandrere fra Asien. Men fru Kechum kunne af en eller anden grund ikke lide denne antagelse. Hun udelukker ikke muligheden for, at krydsning kunne have fundet sted i Europa, hvorefter Bigfoot på en eller anden måde endte i Amerika - sandsynligvis over en landbro på stedet for Beringstrædet.”De kunne krydse hele verden til fods,” siger forskeren. "De er så hurtige!"
Under alle omstændigheder er det ifølge fru Kechum ubetydelige detaljer:”Vi ved ikke, hvordan de kom her. Vi ved bare, at de gjorde det."
Så indtil nu har undersøgelsens særheder ikke været relateret til metoden, men til fortolkningen af resultaterne. Men så snart forfatterne begyndte at studere specifikke genom-sekvenser, begyndte de virkelig alvorlige problemer. Nogle prøver bar nok DNA til at blive sekventeret på en af platformene med høj kapacitet. Kvalitetsscoren viste, at der var nok sekvenser til at samle dem i genomet. (Mærkeligt nok har forskere fejlagtigt fortolket dette som et tegn på, at de er foran sekvenserne for det samme individ.)
Maskiner med høj kapacitet producerer typisk korte sekvenser på kun hundrede baser, mens selv det mindste humane kromosom har mere end 40 millioner baser. Der er programmer, der kan genkende, når en duet af sådanne fragmenter på 100 baser delvist overlapper hinanden, og det bliver muligt at samle et nyt fragment fra dem - allerede fra 150, for eksempel baser. Søgning efter sådanne overlays giver dig mulighed for gradvist at opbygge fragmenter på flere millioner basepar. Denne metode er ufuldkommen (den efterlader "huller" i genomet), men den er praktisk og udbredt.
Af en eller anden uforståelig grund brugte vores helte det ikke. I stedet for tog de et menneskeligt kromosom og forsøgte ved hjælp af computerprogrammer at samle noget lignende fra det materiale, de havde til rådighed.
Men de fleste af de pattedyrs DNA-kodende regioner er konservative, og derfor stiller de sig smukt på det humane kromosom, mens den upassende del af genomet ignoreres. Med andre ord er denne tilgang næsten garanteret at give noget, der ligner det menneskelige genom.
Et andet problem med denne metode er, at softwaren normalt betragter en persons kromosomsekvens som et mål, der skal nås. Hvis programmet ikke finder et perfekt match, vil det se efter den bedste tilgængelige.
Alligevel var det ikke muligt at samle hele kromosomet. Computeren producerede tre sektioner af kromosomet, flere hundrede tusinde basepar hver, og det menneskelige genom, husker, indeholder mere end tre milliarder af dem. I betragtning af at DNA-kvalitetsindikatoren var høj, kan vi tale om to ting: enten blev softwaren valgt dårligt, eller der var lidt menneskeligt DNA.
Lad os stoppe et stykke tid og prøve at forestille os, at forfatternes konklusioner er korrekte, det vil sige, Bigfoot eksisterer og er frugten af kærlighed hos mennesker med en eller anden uidentificeret hominid. Det vides, at vores forfædre blandede sig med neandertalere og denisovaner, og resultatet af disse ægteskaber skulle naturligvis være blevet noget som en mand, fordi neandertalerne og denisovanerne lignede mennesker meget. For at producere Bigfoot måtte mennesker derfor krydse hinanden med en mere fjern slægtning, men ikke så fjern som chimpansen.
Hvordan ville genomet på sådan et hominin se ud? Genomerne hos neandertalere og denisovaner ligner meget mennesker. Genomet af "hominin X" burde være mere forskelligt fra vores, men ikke mere end genomet af chimpanser. Med hensyn til struktur i stort målestok er det humane genom og humane chimpanser næsten identiske med kun seks placeringer med en stor strukturel forskel, det vil sige i alt 11 brudpunkter. Og ingen af disse punkter er på det 11. kromosom, som forfatterne forsøgte at rekonstruere, så det er okay.
Mindre indsættelser og sletninger er mere udbredte, men ikke meget. Hvis vi fokuserer på de regioner i genomet, hvor de ovennævnte store regioner, der opdeler mennesker og chimpanser ikke eksisterer, falder vores genomer sammen med dem med 99%. Det kan antages, at homininets genom, som vores forfader kunne krydse med, skulle falde sammen med vores med 97-98%.
Hybrider af den første generation vil have deres forældres genomer i et forhold på 50 til 50. Naturligvis vil naturlig udvælgelse sige sit, men generelt er omkring 90% af det menneskelige genom ikke under selektivt pres, og størstedelen af den resterende del falder heller ikke under det, simpelthen fordi at det er identisk hos begge forældre. Som et resultat vil 98-99% af generne fra begge arter blive tilfældigt nedarvet.
Naturligvis begynder rekombinationen af to genomer efter den første generation, hvis enhed er centimorgan. 1 cM svarer til afstanden mellem gener, hvis rekombination finder sted med en frekvens på 1%. Hvis du har 50 millioner basepar DNA, så er der lige chance for rekombination og ingen rekombination med hver generation. Hos mennesker er en generation i gennemsnit ca. 29 år, hos chimpanser - 25. Man kan antage, at Bigfoot er omkring 27 år gammel.
Hvis Yeti opstod for omkring 13 tusind år siden, har omkring 481 generationer ændret sig siden da. Dette betyder 241 rekombinationer. I gennemsnit ser vi et tegn på rekombination for hvert 200.000 basepar eller noget.
Så vi ved, hvordan hybridgenomet skal se ud: sektioner af humant DNA over 100 tusind baser i længden skifter med segmenter af samme størrelse, der ligner humane, men stadig forskellige fra dem. Ligheden mellem den ene og den anden skal være meget stærk, så det ville være svært at fortælle, hvor den menneskelige sekvens slutter, og den ikke-menneskelige begynder. For at håndtere dette skal du bruge udstyr med en opløsning i området på tusind basepar. Og da mitokondrie-DNA antyder flere episoder af interbreeding, ville ingen Yeti dele den samme kombination af menneskelige og ikke-menneskelige regioner.
Det genom, som fru Kechum og hendes kolleger forsøgte at lægge mærke til, er helt anderledes. Menneskelige lapper er kun få hundrede basepar. De er blandet med regioner, der er helt ulige menneskelige. Et sådant genom understøtter ikke hybridhypotesen på nogen måde. Men fru Kechum står på sit standpunkt: når alt kommer til alt kunne hybridisering have fundet sted for meget mere end 13 tusind år siden.
Medarbejdere hos Ars Technica besluttede uafhængigt at finde ud af, hvad dette genom er på ENSEMBL-webstedet. BLAST-softwaren viste, at kromosom 11 svarer bedst til dette sæt sekvenser, hvilket kan forventes. Men som vi husker, var der sammen med mennesker nogle andre områder. Hvis vi virkelig er en hybrid, så skulle de i det mindste ligne menneskelige, men intet af den slags - for nogle blev der ikke fundet nogen matches i databasen, mens andre, som det viste sig, tilhører bjørne, mus og rotter, det vil sige, vi har almindelige menneskelige prøver foran os, meget stærkt forurenet med DNA fra dyr, der er almindelige i Nordamerikas skove.
Genanalyse af en af prøverne i et andet laboratorium førte skeptiske genetikere til en lignende konklusion.
Da computeren blev bedt om at samle det 11. menneskelige kromosom fra denne roddel, fandt den de mest egnede fragmenter og udfyldte hullerne mellem dem med alt - nogle gange med menneskeligt materiale, nogle gange ikke.
Som du kan se, havde forfatterne til undersøgelsen ikke til formål at finde ud af, hvad der lå foran dem. De gik ud fra den faste overbevisning om, at disse var rene yeti-DNA-prøver, og alle underlige ting blev tilskrevet dette. Og årsagen er, at fru Kechum så Bigfoot med sine egne øjne og var ivrig efter at fortælle verden om det. Ifølge hende mødtes hun med entusiaster, der bor et eller andet hemmeligt sted, hvor de kan "kommunikere" med yeti. Sidstnævnte er vant til mennesker og nærmer sig dem i en sådan afstand, hvorfra de kan ses.
Hun hævder, at sådanne "mødesteder" holdes hemmelige, så journalister, jægere og zoologiske ejere ikke er interesserede i snemand. Kort sagt vil de beskytte Bigfoot mod overdreven nysgerrighed, der ikke vil gøre dem godt. Men en dag blev humant mitokondrie-DNA fundet i et hår, der blev identificeret som ikke-menneske, og fru Kechum ville gøre skepsiserne til skamme.
Og hun betragter alle absurditeter i sin forskning som et mysterium, der fortjener yderligere forskning.”Resultaterne er som de er, og jeg vil ikke passe dem ind i konventionelle videnskabelige modeller, hvis de ikke passer,” siger hun.