Czy istnieje coś takiego jak gen Polaka?

Gdy siadamy z rodzinnym albumem fotograficznym na kolanach, prześledzenie historii naszych przodków jest dość łatwe. Już na pierwszy rzut oka widać, że na zdjęciu podpisanym „Hania i Jerzy, lato 63”, ta roześmiana dziewczyna i umięśniony przystojniak na plaży to babcia i dziadek, którzy, podrzuciwszy dzieciaki rodzicom, wyrwali się na parę dni do Sopotu. Sięgając dalej, możemy natrafić na fotografie upozowanych XIX-wiecznych niemieckich praprawujków z Poznania, którzy dali początek wielkopolskiej gałęzi rodziny. Jeśli przeszukamy archiwa rodzinne i księgi parafialne, jest szansa na znalezienie śladów sięgających nawet kilka stuleci wstecz. A dalej?

Tu z pomocą przychodzi nam nauka. Dzięki niej możemy odczytać historię naszych przodków, którą każdy z nas ma zapisaną w DNA. Genetyczna genealogia – coraz modniejsza w Polsce – pozwala nie tylko ustalić, skąd w pewnym przybliżeniu wywodzi się dana osoba, ale także jakie były losy grup ludzi zamieszkujących dziś nasz kraj. Jednak gdybyśmy zadali naukowcom pytanie o istnienie „genu Polaka”, mogliby się uśmiechnąć.

Najnowsze wyniki badań dowodzą, iż wszyscy mieszkańcy Europy są ze sobą bardzo blisko spokrewnieni. A to oznacza, że współdzielą podobne geny. „Niektórzy genetycy twierdzą, że w Europie nie ma odrębnych populacji, a przynajmniej takich, które pokrywałyby się z granicami etnicznymi” – mówi prof. Tomasz Grzybowski z Zakładu Genetyki Molekularnej i Sądowej Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika.

Jak się badać?
Genealogiczne badania DNA oferuje u nas wiele firm. Trzeba pamiętać, że część z nich to jedynie pośrednicy, którzy wysyłają zebrany materiał genetyczny dalej. Dlatego warto ich omijać i szukać np. laboratoriów działających przy dużych ośrodkach uniwersyteckich. Kobiety mogą zlecić badanie mitochondrialnego DNA (mtDNA), mężczyźni – mtDNA oraz Y-DNA, zawartego w męskim chromosomie Y. Koszt dwóch badań nie powinien przekroczyć tysiąca złotych. Kiedy już zlecimy wykonanie analiz, pocztą przyjdzie specjalny zestaw do pobierania materiału genetycznego. Najważniejszym jego elementem będzie sterylny wacik, którym pociera się policzek od środka i pakuje do specjalnego pojemniczka. Tak przygotowana próbka trafia potem do laboratorium, gdzie naukowcy namnażają DNA i zabierają się do jego dalszych badań. Ich wynik to haplogrupy: genetyczne podpisy, charakterystyczne dla danego regionu, z którego pochodzili nasi przodkowie.

Z drugiej jednak strony są badania pokazujące, że w ludzkim DNA – także polskim – daje się wyróżnić specyficzne haplogrupy: coś w rodzaju genetycznych podpisów, charakterystycznych dla danego regionu. Z nich możemy odczytać nasze prehistoryczne losy, które potrafią być bardzo zaskakujące – zarówno z osobistego, jak i z naukowego punktu widzenia.

Tropem pradawnych genów

Naukowcy posługują się przede wszystkim analizami mitochondrialnego DNA (mtDNA), znajdującego się w mitochondriach. To nasze fabryki energii, które prawdopodobnie kiedyś były samodzielnymi bakteriami, ale setki milionów lat temu wniknęły do prakomórek i tam zostały. Dlatego mają własny niewielki materiał genetyczny, który jest przekazywany po kądzieli – mitochondria każdy z nas dostaje wyłącznie od matki, zawarte są w komórce jajowej. Można też sprawdzać losy linii ojcowskiej, ale tylko u mężczyzn.

W tym celu badacze analizują DNA zawarte w chromosomie Y (Y-DNA). Jest on przekazywany po mieczu – z ojca na syna – i odpowiada za męskie cechy płciowe. Jednak analizy chromosomu Y są znacznie mniej zaawansowane, a daty z nim związane – mniej precyzyjne, co wynika z jego wielkości: Y-DNA składa się z aż 50 mln par zasad (podstawowych „liter” kodu genetycznego), podczas gdy w mtDNA ma ich p zaledwie 16,5 tys. o Warto też podkreślić, że tego typu analizy d bardzo dobrze sprawdzają się jedynie w przypadku starszych wydarzeń, najlepiej sprzed co najmniej kilku tysięcy lat.

„Migracji pomiędzy okresem rzymskim a średniowieczem w ogóle nie widać w naszym DNA. Albo dokładność badań jest zbyt mała, albo rzeczywiście nie pozostawiły one większego śladu” – wyjaśnia prof. Grzybowski. Niezwykle trudno jest w naszych genach znaleźć ślady najazdów wikingów czy wędrówek Gotów. Nie sposób ustalić, co działo się z DNA naszych przodków, gdy powstawało państwo polskie. Analizy DNA pokazują za to niezbicie, że ludzkość narodziła się w Afryce, a do Europy dotarła przez Środkowy Wschód.

GENETYCZNY ELEMENTARZ
Nasza informacja genetyczna zapisana jest w DNA – długiej, spiralnie skręconej cząsteczce, zbudowanej z czterech rodzajów zasad azotowych (oznaczanych w skrócie A, G, T, C). Podstawową „literą” w takim zapisie jest para zasad (para, ponieważ DNA składa się z dwóch nici – jedna jest „lustrzanym odbiciem” drugiej).
Niemal cały zapis genetyczny znajduje się w jądrze komórkowym, a konkretnie – w 23 parach chromosomów, czyli ściśle upakowanych nici DNA. Zakodowane są w nich „przepisy” na produkcję niezbędnych organizmowi białek, czyli geny. Mitochondria mają swoje własne niewielkie nici DNA. Cały genom człowieka zawiera ok. 20 tys. genów. W mitochondrialnym DNA jest ich zaledwie 13. Ludzie mają ok. 99,5 proc. wspólnego DNA, czyli zaledwie 0,5 proc. odpowiada za miriady dzielących nas różnic. Ludzki genom składa się z ok. 3,2 mld par zasad. 0,5 proc. z tego to 16 mln „liter”, a ponieważ każda z nich może wystąpić w jednej z czterech odmian, liczba możliwych kombinacji jest gigantyczna – wynosi 4 podniesione do 16-milionowej potęgi! Prawdopodobieństwo, że ktoś ma dokładnie taki sam genom jak my, jest więc zerowe.

Im więcej ludzi poddaje się badaniom genealogiczno-genetycznym i im są one dokładniejsze, tym bardziej skomplikowany staje się obraz naszych dziejów. Naukowcy porównują współczesne dane z tym, co wykazują analizy próbek pobranych z pradawnych pochówków. Widać wówczas, jak tworzyły się i mieszały grupy ludności europejskiej. „Były trzy główne fale migracji. Pierwsza to zasiedlenie Europy 40–45 tys. lat temu. Potem powrót na północne tereny, po zakończeniu ostatniego maksimum glacjalnego ok. 18 tys. lat temu, bo gdy lodowiec pokrywał większość kontynentu, ludzie wycofali się na południe i tam przetrwali w kilku miejscach. I ostatecznie, stosunkowo niedawne neolityczne migracje związane z rozprzestrzenieniem się rolnictwa, ok. 9 tys. lat temu” – mówi prof. Grzybowski.

Łowca czy rolnik?

Badania genetyczne pomagają rozstrzygnąć spory, które historycy toczą od lat. Jednym z nich było chociażby to, od kogo pochodzi większość Europejczyków – od łowców-zbieraczy, który zamieszkiwali nasz kontynent już kilkadziesiąt tysięcy lat temu, czy od rolników, którzy dotarli tu ok. 9 tys. lat temu, idąc niczym wielka fala i wypalając masowo lasy, by w ich miejsce zakładać pola uprawne?

Badania wykazały, że 83 proc. europejskich łowców-zbieraczy miało w mitochondrialnym DNA – tym dziedziczonym po matce – znacznik zwany haplogrupą U. Dziś jednak spotykamy ją zaledwie u 11 proc. mieszkańców Starego Kontynentu. Co ciekawe, odsetek ten jest wyższy np. w Polsce – aż 21,5 proc. z nas to dalecy potomkowie pierwszych paleolitycznych osadników, którzy tysiące lat temu dotarli do Europy i rywalizowali na jej terenie z neandertalczykami! Mamy też wyjątkową odmianę tej haplogrupy – U4a2, typową dla Słowian zachodnich (Polaków, Słowaków i Czechów). U nas występuje ona z częstością 4 proc., a w innych populacjach prawie jej nie ma.

Podobne wnioski płyną z analizy dziedziczonego w linii męskiej Y-DNA. W tym przypadku typowa dla łowców-zbieraczy jest haplogrupa I. Dziś nosi ją w swym genomie przeciętnie jedna piąta europejskich mężczyzn (u Polaków jest to ok. 18 proc.).

Pierwsi rolnicy, którzy dotarli do centralnej Europy – w tym także najprawdopodobniej do Polski – mieli bardziej zróżnicowany mitochondrialny „paszport genetyczny”. Składał się on z haplogrup N1a, T2, K, J, HV, V, W. Dziś 16 proc. naszych rodaków ma geny wywodzące się z tej grupy. Czy oznacza to, że większość z nas to potomkowie łowców? Niekoniecznie. Najpowszechniejsza u nas jest haplogrupa H – ma ją ok. 40 proc. Polaków (podobny odsetek dotyczy całej Europy). Choć wydzieliła się ona ze swej „matczynej” haplogrupy HV dość dawno, bo co najmniej 20 tys. lat temu, to według najnowszych badań upowszechniła się w Europie 9 tys. lat temu, wraz z przybyciem rolników z Bliskiego Wschodu. Także i w tej haplogrupie można wyodrębnić charakterystyczne dla terenów Polski mniejsze gałązki drzewa genetycznego: H5a2, H5e1a, H5a1f, H6a1a9.

Z kolei w przypadku linii męskiej najpowszechniej występującą w Europie haplogrupą Y-DNA jest R. Można ją spotkać u ponad połowy wszystkich mieszkańców naszego kontynentu. Dzieli się ona na dwie gałęzie: R1a i R1b. Ta pierwsza występuje głównie w centralnej i wschodniej Europie oraz Indiach. Wśród jej mniejszych gałązek jest jedna, specyficzna dla Polaków. „Ponad 30 proc. naszych mężczyzn reprezentuje haplogrupę R1a1a7” – mówi prof. Grzybowski. Wiele wskazuje na to, że powstała ona w Europie Środkowej ok. 7 tys. lat temu, a więc już w rolniczych czasach. Z kolei R1b – najpowszechniejsza haplogrupa europejska – jest bardziej typowa dla zachodniej części kontynentu.

Mniejszości w DNA

Migracje ludności w obrębie Europy nie zawsze zostawiały wyraźne ślady na naszych terenach. Takie wydarzenie nastąpiło około 4,8 tys. lat temu. Wówczas na nasze tereny dotarły niespotykane wcześniej haplogrupy mitochondrialne T1 i I. Jednak badania prof. Grzybowskiego dowodzą, że mitochondrialne DNA z takimi „podpisami” posiada zaledwie 4 proc. Polaków.

Inną śladową haplogrupą jest u nas L, wywodząca się z północnej Afryki. „Opisaliśmy specyficzną jej podgrupę, która najprawdopodobniej ma rodowód aszkenazyjski. To ślad kontaktów między Polakami a Żydami. Co ciekawe, spotyka się ją u rdzennych Podhalan. Ale to rzadkość, zaledwie około pół procenta” – mówi prof. Grzybowski.

Częściej można u nas spotkać potomków Afrykańczyków. W ich chromosomach Y znajduje się haplogrupa E, która przywędrowała na nasz kontynent wraz z najstarszymi społecznościami rolniczymi, a wykształciła się najprawdopodobniej we wschodniej Afryce.

Dziś najczęściej spotykana jest w krajach takich jak Kamerun, Etiopia czy Burkina Faso (tu jej częstość występowania sięga aż 99 proc.). W Polsce 4 proc. mężczyzn ma te afrykańskie korzenie.

My, Słowianie

Czy to się jeszcze może zmienić? Nikt tego tak naprawdę nie wie. Dokładność badań genetycznych rośnie, ich cena spada. Im więcej danych gromadzą i analizują naukowcy, tym precyzyjniejsze wnioski mogą wyciągać. Możliwe jest jednak, że trafią kiedyś na niespodzianki, które rzucą nowe światło na nasze pradzieje.

Dziś wniosek płynący z tej genetycznej układanki jest prosty – choć jesteśmy genetycznie wymieszani wraz z niemal całą Europą, to pod względem śladów zapisanych w naszym DNA wyraźnie odróżniamy się od reszty mieszkańców naszego kontynentu. Wiele wskazuje, że część naszych przodków mieszkała nad Wisłą już co najmniej 4–7 tys. lat temu. I choć historycy nadal się o to spierają – część z nich twierdzi, że pra-Polacy pojawili się tu dopiero w średniowieczu – można śmiało powiedzieć, że od dawna jesteśmy u siebie. Ale nie „my, Polacy”, tylko raczej „my, Słowianie”.

SKĄD JESTEŚMY?
We współpracy z Zakładem Genetyki Molekularnej i Sądowej Katedry Medycyny Sądowej Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Bydgoszczy przeanalizowaliśmy próbki DNA pobrane od trzech osób z redakcji „Focusa”. Oto wyniki:

JOANNA NIKODEMSKA
haplogrupa H: typowo europejska, występująca u ok. 40 proc. mieszkańców naszego kontynentu, ale pojawia się też w Afryce Północnej, na Bliskim Wschodzie, w Azji centralnej i północnych Indiach. Powstała co najmniej 20 tys. lat temu.

KATARZYNA SROCZYŃSKA,
haplogrupa W: rzadko spotykana, występuje w Europie oraz południowej i zachodniej Azji; najwięcej ludzi z takim „podpisem” genetycznym mieszka w prowincji Sindh w Pakistanie oraz wśród Kurdów i Hindusów ze stanu Gudźarat. Powstała ok. 24 tys. lat temu.

JAN STRADOWSKI
ze strony matki – haplogrupa H (patrz wyżej)
ze strony ojca – haplogrupa R1b: najbardziej powszechna w Europie Zachodniej, ale ma również „wyspy” m.in. na Syberii i w Afryce. Powstała kilkanaście tysięcy lat temu.

TWÓJDNA.PL
Zakład Genetyki Molekularnej i Sądowej Katedry Medycyny Sądowej Collegium Medicum Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Bydgoszczy od lat plasuje się w czołówce wśród polskich ośrodków oferujących badania genetyczno-sądowe. Dzięki doświadczeniu wynikającemu z naukowego profilu jednostki, a przede wszystkim zdobytemu podczas pracy nad kilkoma tysiącami spraw zleconych na przestrzeni lat przez organy wymiaru sprawiedliwości, zakład podejmuje się badań w przypadkach wyjątkowo trudnych i nietypowych, kiedy materiał genetyczny dostępny jest w śladowych ilościach lub wymagane jest podejście interdyscyplinarne.
Zakład uczestniczył m.in. w identyfikacji genetycznej szczątków ludzkich z grobów masowych w byłej Jugosławii (w latach 2000–2004), ofiar wybuchu metanu w kopalni „Halemba” w 2006 r., a także wszystkich ekshumowanych dotychczas ofiar katastrofy smoleńskiej. O jakości wykonywanych analiz świadczą liczne atesty przyznane zakładowi, w tym uzyskiwany co roku w pełnym zakresie najbardziej prestiżowy niemiecki certyfikat Niemieckojęzycznej Grupy ds. Profilowania DNA (GEDNAP). Część oferty zakładu skierowana jest również do osób prywatnych. Praktycznie każdy może zlecić wykonanie badań z zakresu: ustalania spornego ojcostwa, badania pokrewieństwa (w tym w linii ojcowskiej i matczynej), badania pochodzenia ewolucyjnego czy identyfikacji śladów biologicznych, mając gwarancję najwyższej jakości wyników.
Więcej informacji: www.TwojDNA.pl

DLA GŁODNYCH WIEDZY:

Przystępnie wyłożona aktualna wiedza na temat naukowej genealogii genetycznej – „Pożegnanie z Afryką. Jak człowiek zaludnił świat”, Stephen Oppenheimer (Prószyński i S-ka 2013)
Klasyczna pozycja dla miłośników zapisanej w DNA historii naszego kontynentu – „Siedem matek Europy”, Bryan Sykes (Amber 2001)
Słynny brytyjski archeolog tropi korzenie języków indoeuropejskich, starając się ustalić czas oraz przebieg ich rozprzestrzeniania się – „Archeologia i język”, Colin Renfrew (PWN 2006)
Najnowsza praca zespołu prof. Grzybowskiego na temat historii Słowian – „The History of Slavs Inferred from Complete Mitochondrial Genome Sequences”, http://bit.ly/genslav
Praca amerykańskich genetyków poświęcona genetycznemu pokrewieństwu współczesnych Europejczyków – „The Geography of Recent Genetic Ancestry across Europe”, http://bit.ly/geneurope