Neandertallasest Nobelini

Pääbo ja paljude tema kolleegide aastatepikkuse töö tulemused avardavad määratult meie arusaamist nüüdisinimese ja kogu eluslooduse kujunemisloost.

KRISTIINA TAMBETS

Selle aasta Nobeli auhindade väljakuulutamine põhjustas Eestis märkimisväärse uudistormi. Füsioloogia ja meditsiini valdkonnas pälvis kõrge auhinna nimekas teadlane Svante Pääbo, paleogenoomika koolkonna üks rajajatest ja mitme kunagi ulmevaldkonda kuulunud projekti ellutooja, kelle juured ulatuvad Eestisse, kust saatus tema sõja jalust põgenenud ema kunagi koos paljude kaasteelistega üle mere Rootsi viis. Maailmas seostatakse Pääbot küll tema sünnimaa Rootsiga, kuid igal juhul on erakordselt uhke see, et väärika autasuga on tunnustatud inimest, kelle kirg on arendada valdkonda, kus muu hulgas otsitakse vastuseid inimkonda teadaolevalt juba vähemasti Sokratese aegadest huvitanud alusküsimustele inimese ainukordse olemuse kohta. Ühes aastate eest antud intervjuus on Pääbo öelnud, et teaduskarjääri jooksul saavutatud edu saladuseks peab ta oskust sõnastada eespool toodud üldisi küsimusi nii, et neile oleks võimalik vastata teaduslikku eksperimenti läbi viies ja selle tulemusi analüüsides. See on kätkenud endas tohutut tööd erakordselt keerulise bioloogilise materjaliga, mis pärineb organismidelt, kes on elanud kümneid tuhandeid või enamgi aastaid tagasi, ja liikidelt, mille tekkelugu mõõdetakse sadade tuhandete aastatega.

Paleogenoomika võimaldab minevikku taaselustada

Paleogenoomika on evolutsioonibioloogia osa, mis võimaldab heita pilku kunagiste eluvormide geeniinfole ja paljude katsumuste ja läbikukkumiste kiuste selle kaudu neid tänapäeva tehnoloogiate abil taaselustada. Nende ridade kirjutamise ajal on vanim organism, kelle maistest jäänustest on pärilikkusainet eraldatud, enam kui miljoni aasta vanune Kirde-Siberist leitud mammut. Svante Pääbogi on uurinud nii mammuteid kui koopakarusid, kuid tema põhiline huviobjekt on olnud inimene. Kõrge tunnustuse sai ta „avastuste eest väljasurnud hominiinide genoomide ja inimese evolutsiooni alal“. See sündmus annab hea võimaluse nende avastuste tagamaid ja tähtsust veidi põhjalikumalt selgitada. Hominiinide alla liigituvad peale nüüdisinimese meie lähimad sõsarliigid Elu Puu sellest harust, mis lahknes meie ja šimpansi ühisest eellasest umbes 5–7 miljonit aastat tagasi, evolutsiooni seisukohast seega alles väga hiljuti. Praegu on Maal ainus hominiinide esindaja nüüdisinimene, kelle tekkelugu jääb umbes 300 000 aasta taha, mis jällegi on Maa eluslooduse ajaloos nüüdsest kõigest ühe silmapilgu kaugusel. Kaugelt enam on eluslooduse ajaloos olnud aga neid aegu – nagu me Pääbo ja paljude teiste teadlaste tööde põhjal teame –, kui meie planeedil elas ühtaegu mitu inimliiki. Nüüdisinimese kõrval on küllap neist tuntumad neandertallased, kelle maised jäänused leiti esmalt 1856. aasta suvel Saksamaalt Düsseldorfist 12 kilomeetri kaugusel asuvast Neandertali orust. Alles väga hiljaaegu, 2010. aastal, sai inimkond teada veel ühe meile lähedase ja nüüdisinimesega Euraasias elupaiku jaganud hominiini, nn denissi inimese olemasolust. Nii neandertali kui denissi inimese bioloogilise olemuse mõistmise, viimase puhul isegi tema avastamise loo võtmeisik on Svante Pääbo. Kui neandertali inimese esindajate rohkem või vähem säilinud skeletid olid antropoloogidele juba aastakümneid varem avastamisrõõmu ja peamurdmist pakkunud, siis denissi inimese kohta ei olnud enne seda, kui tema sõrmelüli tükike Siberis asuvast Denissovi koopast Leipzigisse Max Plancki instituuti Pääbo laborisse jõudis ja selle geeniinfot uurima hakati, mitte midagi teada. Erinevalt varasemast, kui geneetika meetodid võimaldasid antropoloogide ja arheoloogide uuritut täiendada, jõudis denissi inimene meie teadvusse esmalt hoopis geenide kaudu.

Svante Pääbo kirg on arendada valdkonda, kus muu hulgas otsitakse vastuseid inimkonda juba Sokratese aegadest huvitanud alusküsimustele inimese ainukordse olemuse kohta.

Frank Vinken / Max-Planck-Institut

Kadunud maailma mõistmise ihalus

Pääbo kirg vanu asju uurida on tema sõnul alguse saanud juba lapsepõlvest, kui ta kogus kodu lähistelt potikilde ja unistas Egiptuse muumiate saladuste lahtimuukimisest. Rootsis Uppsala ülikoolis rakubioloogia laboris töötades uuris ta esmalt hoopis viiruseid. Kadunud maailma mõistmise ihalusega tegeles ta hobi korras ning tema muumiauuringud ei leidnud tollal kolleegide toetust. Sellesse aega jäi aga põneval kombel ühe teise teadusgrupi läbimurdeline töö vanast materjalist eraldatud biomolekulidega. Californias Berkeleys õnnestus Allan Wilsoni uurimisgrupil 1984. aastal eraldada väheses koguses pärilikkusainet XIX sajandi lõpu poole välja surnud hobuslase Equus quagga muuseumieksponaadilt. Nii oli Pääbo leidnud endale mõttekaaslased hoopis väljastpoolt Rootsit. Pärilikkusaine eraldamine igiammu surnud organismidelt tõi endaga kaasa hulganisti tööd, frustratsiooni ja eelkõige võitlust tänapäeva organismidelt pärineva saastusega, mis hapra iidse materjaliga eksperimentaalse töö kõikidel etappidel konkureeris. Saastuse üks allikas oli ja on välitöödel või laboris töötav nüüdisinimesest teadlane ise. Nii lipsas paleogenoomika väljakujunemise algusaastatel saastuse ja tol ajal kasutatud metoodika iseärasuste tõttu uurimistöödesse vigu, mis sundisid teadlasi, kelle hulka kuulus teiste seas ka vastne Nobeli auhinna laureaat, uudiskünnist ületanud teadustulemustes mööndusi tegema ning tõdema, et kümnete ja sadade miljonite aastate vanuste või siis ka palju nooremate, kuid kuumas kliimas elanud organismide, sh mumifitseerunud inimeste, pärilikkusaine eraldamine ja uurimine jäi uue teadusharu algusaastate kasvuraskuste ajal veel kättesaamatuks. Peale saastuse tingis seda pärilikkusaine ajas toimunud lagunemine, mis keskkonnatingimustest sõltuvalt võis teha biomolekulidesse talletunud teabe geneetikutele kättesaamatuks. Sellest hoolimata viisid paleogenoomika areng ja eelkõige genoomide järjendamise alased tehnoloogilised läbimurded lõpuks nii kaugele, et 2009. aastal kuulutas Svante Pääbo, et plaanib aasta pärast avalikkuse ette tuua neandertallase genoomijärjestuse. Ettevõtmine oli kahtlemata väga ambitsioonikas, kuid selle tulemuste erakordsusele osutab nüüdne kõrge tunnustus.

Neandertallaste ja denissi inimeste geenid elavad edasi

Mis on Pääbo Nobeli auhinna vääriliseks kuulutatud avastuste põhiline tähtsus inimkonnale? Pääbo ja paljude tema kolleegide aastatepikkuse töö tulemused avardavad määratult meie arusaamist nüüdisinimese ja kogu eluslooduse kujunemisloost ja võimalustest sellele pilku heita nii elavate kui ka ammu välja surnud organismide geeniinfo kaudu. Nii mõistame juba detailselt meie liigi rändeteid algkodust Aafrikast muudele mandritele, nagu ka seda, et teel kohatud sõsarliikide esindajate, neandertallaste ja denissi inimestega ei vahetatud üksnes tervitusi, vaid ka geene ja saadi järglasi. Sellest annab tunnistust paari protsendi jagu geenipärandit, mida saatuslikest kohtumistest paljusid aastatuhandeid hiljemgi Aafrikast väljaspool elavad nüüdisinimesed endas kannavad – kauged sõsarliigid pole seega jäljetult kadunud ja nende pärand mõjutab ka meie elu. Ammuste organismide geeniinfo kõrvutamisel tänapäeva organismide omaga saab ajas kogunenud erinevusi ja nende mõju liikide erilaadseks kujunemisele täpsemalt uurida. Millised muutused geeniinfos on olnud aluseks sellele, et erinevalt kõikidest varasematest hominiinidest on nüüdisinimene olnud tänapäeva seisukohalt edukaim ja jäänud mitte üksnes ellu, vaid vallutanud kogu planeedi ning kellel on auahnust enamakski, näiteks lennuks Marsile? Millised omadused on võimaldanud meie liigil rajada koostööle ülesehitatud ühiskonna, millesarnast ei ole Maal varem nähtud ja mille liikmed on võimelised looma nii vaimustavaid sümfooniaid kui kogu tsivilisatsioonile kadu kuulutavaid tuumalõhkepäid? Kui jätta filosoofilised küsimused kõrvale, leiab paleogenoomikast ja evolutsioonibioloogiast uurimisainest ka väga praktilistele küsimustele vastamiseks. Need aga ei puuduta kaugeltki ainult minevikku. Nii on näidatud, et nüüdisinimese genoomi talletatud neandertallase geenipärand võib mõjutada selliseid tunnuseid nagu meie kalduvust tüsedusele, depressioonile, vaimuhaigusele või vastupanu haigusetekitajatele, sealhulgas koroonaviirusele. Nende mõjude põhjuste avastamine võib kunagi viia juba uute Nobeli auhindadeni.

Kristiina Tambets on Tartu ülikooli genoomika instituudi arheogenoomika professor.