Od svojho objavu v roku 1990 poskytla La Sima de los Huesos, podzemná jaskyňa v pohorí Atapuerca v severnom Španielsku, vyše 6 000 fosílnych nálezov od 28 individuálnych prastarých ľudských predkov, čím sa stala najvýznamnejšou európskou lokalitou pre štúdium starovekých ľudí. Ale napriek rokoch analýzy, presný vek a dokonca aj druh, ku ktorému títo jedinci patrili, bol na pochybách.
Teraz však medzinárodná skupina vedcov po prvý raz extrahovala a sekvenovala DNA z skamenelej stehennej kosti jedného z týchto jedincov. Výsledné údaje - ktoré predstavujú najstarší genetický materiál, aký bol kedy získaný z hominínu alebo starodávneho ľudského predka - nám nakoniec podajú predstavu o veku a rodovej línii týchto záhadných jedincov a nie je to to, čo mnohí vedci očakávajú.
Testovaná fosílna kosť, stehenná kosť, má zhruba 400 000 rokov. Veľkým prekvapením je, že hoci vedci predtým verili, že fosílie patrili k neandertálcom z dôvodu ich anatomického vzhľadu, analýza DNA skutočne ukazuje, že sú užšie spojené s Denisovanmi, nedávno objavenou treťou rodovou líniou ľudských predkov, ktorá je známa iba z DNA. izolované z niekoľkých fosílnych nálezov nájdených na Sibíri v roku 2010. Zistenia, ktoré boli dnes zverejnené v publikácii Nature, prinútia antropológov, aby ďalej prehodnotili, ako sa Denisovani, neandertálci a priami predkovia dnešných ľudí zmestia do zložitého rodokmeňa.
Stehno, z ktorého bola extrahovaná DNA na analýzu. Foto: Javier Trueba, Madrid Scientific Films
Analýza bola umožnená nedávnymi pokrokmi v metódach získavania starých fragmentov DNA vyvinutých v Inštitúte Maxa Plancka pre evolučnú antropológiu v Nemecku, ktoré sa predtým používali na analýzu DNA fosílnych jaskýň nachádzajúcich sa v tej istej jaskyni. „To by nebolo možné len pred dvoma rokmi, “ hovorí Juan Luis Arsuaga, paleontológ na madridskej univerzite, ktorý viedol úvodné výskumy jaskyne a spolupracoval na novej štúdii. „Aj keď sme dostali tieto nové metódy, stále sme neočakávali, že tieto kosti zachovajú DNA, pretože sú také staré - desaťkrát staršie ako niektoré z najstarších neandertálcov, od ktorých sme DNA vzali.“
Po extrakcii dvoch gramov drvenej kosti zo stehennej kosti izolovala skupina vedcov vedená Matthiasom Meyerom mitochondriálnu DNA (mtDNA), skupinu genetického materiálu, ktorá sa odlišuje od DNA v chromozómoch nachádzajúcich sa v jadrách našich buniek. Namiesto toho táto mtDNA žije v mitochondriách našich buniek - mikroskopických organelách zodpovedných za bunkové dýchanie - a je oveľa kratšia ako nukleárna DNA.
Je tu ešte ďalší vtip mtDNA, ktorý ho robí obzvlášť cenným ako prostriedok na štúdium vývoja starovekých ľudí: Na rozdiel od vašej jadrovej DNA, ktorá je zmesou DNA od vašich rodičov, vaša mtDNA pochádza výlučne od vašej matky, pretože väčšina spermií je mitochondrie sa nachádzajú v chvoste, ktorý sa po oplodnení zbavuje. Výsledkom je, že mtDNA je takmer z generácie na generáciu takmer identická a pozoroval sa obmedzený počet odlišných sekvencií mtDNA (nazývaných haploskupiny) u moderných ľudí, ako aj u starých ľudských predkov. Na rozdiel od anatomických charakteristík a jadrovej DNA, ktorá sa môže v rámci skupiny líšiť a sťažuje sebavedomé odlíšenie jednej od druhej, mtDNA je vo všeobecnosti konzistentná, čo uľahčuje spojenie konkrétneho preparátu s rodokmeňom.
Preto, keď vedci porovnali mtDNA stehennej kosti s predtým sekvenovanými vzorkami neandertálcov, z dánskej prstovej kosti a zuba nájdeného na Sibíri a od mnohých rôznych moderných ľudí, zistili, že je také prekvapujúce, že sa viac podobali denisovanským. „Bolo to skutočne neočakávané, “ hovorí Arsuaga. „Museli sme naozaj ťažko premýšľať, aby sme prišli s niekoľkými scenármi, ktoré by to mohli potenciálne vysvetliť.“
Antropológovia už vedeli, že všetky tri línie (ľudia, neandertálci a Denisovani) zdieľajú spoločného predka, ale nie je ani zďaleka jasné, ako všetky tri skupiny zapadajú do seba, a obraz je ďalej zahalený skutočnosťou, že medzi nimi sa môže vyskytnúť kríženec potom, čo rozchádzali. Na základe porovnania mtDNA stehennej kosti s neandertálskymi, Denisovanskými a modernými ľudskými vzorkami sa výskumníkom umožnilo odhadnúť ich vek - na základe známych mier mutácie mtDNA, predtým stanovených veku ostatných vzoriek a stupňa rozdielu medzi nimi - čo viedlo k 400 000 rokov.
Na vysvetlenie, ako neandertálsky vyzerajúci jednotlivec mohol prísť k Denisovanovej mtDNA počas tohto časového obdobia, vedci predkladajú niekoľko rôznych hypotetických scenárov. Napríklad je možné, že príslušná fosília patrí do línie, ktorá slúžila ako predkovia neandertálcov a Denisovanov, alebo pravdepodobnejšie taká, ktorá prišla po rozdelení medzi tieto dve skupiny (odhaduje sa na približne 1 milión rokov) a bol úzko spätý s posledne menovaným. Je tiež možné, že stehno patrí do tretej odlišnej skupiny a že jeho podobnosti s Denisovanovou mtDNA sa vysvetľujú krížením s Denisovanmi alebo existenciou ďalšej hominínovej línie, ktorá sa chovala s Denisovanmi aj s La Sima de los Huesos. populácie a zaviedla rovnakú mtDNA do oboch skupín.
Ak vám to znie ako komplikovaný rodokmeň, nie ste sami. Táto analýza, spolu s predchádzajúcimi prácami, pridáva ďalšie tajomstvo k už tak záhadnej situácii. Napríklad pri počiatočnom testovaní denisovskej prstovej kosti nájdenej na Sibíri sa zistilo, že zdieľala mtDNA s modernými ľuďmi žijúcimi v Novej Guinei, ale nikde inde. Medzitým sa predtým myslelo, že neandertálci sa usadili v Európe a Denisovani ďalej na východ, na druhej strane pohoria Ural. Nová analýza túto myšlienku komplikuje.
Vedci sa zatiaľ domnievajú, že najpravdepodobnejším scenárom (ilustrovaným nižšie) je stehenná kosť, ktorá patrí k línii, ktorá sa oddelila od Denisovanov niekedy potom, ako sa odklonila od spoločného predka neandertálcov a moderných ľudí. Možno však najzaujímavejším záverom, ktorý z tejto práce vyplýva, je, že dokazuje, že genetický materiál môže prežiť najmenej 400 000 rokov a možno ho analyzovať aj po tomto množstve degradácie. Vyzbrojení týmito znalosťami a novými technikami sa antropológovia môžu teraz pokúsiť geneticky prehľadať mnoho ďalších starých exemplárov v nádeji, že lepšie pochopia náš rodokmeň.
Obrázok prostredníctvom Nature / Meyer et. al.
