Az MTA-ELTE Lendület Evolúciós Genomika Kutatócsoport vezetője, Szöllősi Gergely János és kutatótársai DNS-szekvenciákban tárták fel az evolúció lenyomatait.

Az örökítőanyag fajok közti átadásának emlékei olyan korokról is tudósíthatnak, melyekből nem maradtak fenn ősi élőlények fosszíliái. A földi élet történetéről kézzelfogható bizonyítékokkal egy nevezetes esemény, a körülbelül félmilliárd évvel ezelőtt bekövetkezett „kambriumi robbanás” utáni időszakból rendelkezünk. Ekkor jelentek meg a sokféleségben és mennyiségben széles skálát felölelő mai soksejtű állatcsoportok ősei. Ezt az evolúciós robbanást néhány tízmillió évvel később a szárazföldi növények csoportjai is követték.

Félmilliárd évnél régebbi fosszília nagyon kevés maradt ránk, pedig az élet ekkor már jó hárommilliárd éve jelen volt a Földön. 

Az utóbbi évtizedekben a genetika fejlődése egy teljesen új módszert adott a kutatók kezébe. Az örökítőanyag ugyanis amellett, hogy hordozza az élőlények működésének tervrajzát, egyúttal evolúciós történetük dokumentuma is. Ez főleg akkor árul el sokat az élet történetéről, ha sok élőlény DNS-ét vizsgálják egyszerre. A korábbiaknál nagyságrendekkel gyorsabb, új generációs genomszekvenálási módszerekkel pedig ezek az adatok könnyedén elérhetővé váltak.

A „genetikai régészet” legismertebb módszere, a molekuláris óra alapját az adja, hogy az evolúció során statisztikailag viszonylag állandó ütemben jelennek meg apró változások, mutációk az élőlények DNS-kódjában. Ám különböző élőlények molekuláris órái más és más ütemben járhatnak, és a módszer nagyon hosszú időtávon nem alkalmazható. Ahhoz, hogy a kutatók jó becsléseket kapjanak, sok élőlény DNS-ét kell összevetniük, és az órákat valamilyen módon kalibrálni kell. Erre adnak nagyszerű lehetőséget a fosszíliák, amelyek fizikai létükkel bizonyítják, hogy például két ma ismert élőlény ősei egyidőben, egymás mellett éltek.

Viszont a kalibrációs módszer ott, ahol nincsenek fosszíliák nem működik. 

Szöllősi Gergely János és kutatótársai most megjelent publikációjukban egy teljesen új genetikai módszert ajánlanak, amely fosszíliák híján is pontos kalibrációt tesz lehetővé.

Módszerük alapja egy pár évtizede felfedezett jelenség, a horizontális géntranszfer, amelynek során élőlények egymástól vesznek át DNS-szakaszokat, és építik be saját örökítőanyagukba. Az idők során kiderült, hogy ez a jelenség egyáltalán nem ritka az élővilágban, és nagy szerepe lehet például egyes baktériumok antibiotikum-rezisztenciájának kialakulásában. Szőllősiék ötlete egy egészen egyszerű felismerés: ha egy élőlény egy másiktól átvett egy DNS-szakaszt, akkor egészen biztos, hogy egy időben éltek. A kutatók 40 cianobaktérium-, 60 archaea- és 60 gombafaj teljes genomjában található sok tízezer gén szekvenciája alapján horizontális géntranszfer-események ezreit rekonstruálták. A rekonstrukciós hibák kiszűrésére saját optimalizálási eljárást dolgoztak ki, és így határoztak meg végül egy olyan fajképződési sorrendet, amely legnagyobb számú géntranszferrel összeegyeztethető.

A kutatócsoport szerint ez a fajképződési sorrend jól megfeleltethető a molekuláris órák alapján korábban meghatározott időinformációknak az élet mindhárom nagy csoportjában, azaz a baktériumok, az archaeák és eukarióták esetében is. Így előállt egy olyan módszer, amelynek eredményei összhangban vannak az eddig ismert genetikai régészeti eljárásokéival, ráadásul használható az élet sokkal távolabbi múltjában is.