Ảnh: Jordi Salas/Moment RF/Getty Images

Các nhà khoa học tại Đại học Vienna (Áo) vừa khôi phục thành công dấu vết di truyền của người cổ đại từ một mẫu đất trong hang động El Mirón, Tây Ban Nha, dù lớp trầm tích này không hề có bất kỳ hài cốt nào của con người.

Kết quả nghiên cứu cho thấy ngay cả khi xương và răng không còn tồn tại, dấu vết di truyền của con người vẫn có thể được lưu giữ trong đất hang động qua hàng chục nghìn năm. Phát hiện này góp phần bổ sung những tư liệu quan trọng về lịch sử các cộng đồng người ở châu Âu trong thời kỳ băng hà cuối cùng.

Theo nhóm nghiên cứu, DNA có thể bắt nguồn từ những tế bào da, tóc hoặc máu của người từng trú ẩn trong hang động khoảng 22.000 năm trước. Đây là giai đoạn khí hậu châu Âu đặc biệt lạnh giá, trong khi hài cốt con người thuộc thời kỳ này rất hiếm.

Để thu được dữ liệu di truyền này, các nhà khoa học chỉ sử dụng một lượng trầm tích rất nhỏ, tương đương vài hạt gạo. Nhóm nghiên cứu phải giải trình tự gen tới 100 lần và sàng lọc hơn một tỷ đoạn DNA mới tìm được những dấu vết có thể sử dụng. Việc loại trừ nguy cơ nhiễm tạp chất từ môi trường hiện đại cũng là một thách thức trong quá trình phân tích.

Theo kết quả nghiên cứu công bố trên tạp chí Science Advances, mẫu DNA thu được có khả năng chứa vật liệu di truyền của nhiều cá thể, trong đó số lượng nam giới nhiều hơn nữ giới. Những người này dường như thuộc nhóm cư dân có nguồn gốc tổ tiên ở phía Tây châu Âu, với đặc điểm ngoại hình gồm da, tóc và mắt màu tối.

Dữ liệu thu được cũng giúp các nhà khoa học tìm hiểu quá trình giao lưu giữa các cộng đồng người ở phía Đông và phía Tây châu Âu trong thời kỳ Đồ đá cũ.

Khi đối chiếu với bộ gen của một phụ nữ sống cách đây khoảng 31.000 năm tại Pháp và một cá thể có niên đại khoảng 25.000 năm ở miền Bắc Tây Ban Nha, nhóm nghiên cứu nhận thấy cả hai đều mang dấu vết nguồn gốc tổ tiên từ phía Đông. Điều này cho thấy các cộng đồng người ở hai khu vực từng có sự giao lưu và pha trộn về di truyền trước thời kỳ cực đại băng hà cuối cùng.

Tuy nhiên, mẫu DNA có niên đại khoảng 22.000 năm tại hang El Mirón chỉ ghi nhận dấu hiệu nguồn gốc tổ tiên phía Tây. Theo các nhà khoa học, sự thay đổi này cho thấy quá trình giao lưu giữa các nhóm cư dân có thể đã diễn ra không liên tục. Dù vậy, kết quả phân tích không ủng hộ giả thuyết về một cuộc thay thế hoặc gián đoạn dân số quy mô lớn trong giai đoạn đó.

Thay vào đó, các cộng đồng người ở Tây Nam châu Âu trong khoảng 30.000-20.000 năm trước dường như vẫn duy trì sự ổn định tương đối về mặt di truyền.

Một điểm đáng chú ý của nghiên cứu là các nhà khoa học đã thu được DNA nhân từ trầm tích hang động. Khác với DNA ty thể chỉ được truyền từ mẹ sang con, DNA nhân chứa thông tin di truyền từ cả cha và mẹ, giúp cung cấp dữ liệu đầy đủ hơn về nguồn gốc tổ tiên của con người.

Trước đây, việc nghiên cứu di truyền người cổ đại chủ yếu dựa vào xương, răng và các di tích hữu hình khác. Tuy nhiên, phương pháp phân tích DNA cổ đại trong trầm tích (sedaDNA) đang mở ra hướng tiếp cận mới, cho phép các nhà khoa học tìm kiếm dấu vết con người ngay cả tại những địa điểm không còn hài cốt.

Năm 2021, các nhà nghiên cứu từng phát hiện DNA ty thể của một phụ nữ sống cách đây khoảng 25.000 năm trong lớp bùn tại một hang động ở Georgia. Gần đây, DNA người cổ đại cũng được tìm thấy trên bức tường một hang động có các hình vẽ nghệ thuật đá ở Argentina.

Theo nhóm nghiên cứu, việc kết hợp dữ liệu DNA từ trầm tích với thông tin di truyền thu được từ hài cốt sẽ giúp làm sáng tỏ hơn quá trình di cư, giao lưu và hình thành các cộng đồng người thời tiền sử.