Największa jak dotąd skamielina Denisowian uchyla rąbka tajemnicy starożytnego człowieka

Naukowcy odkryli najbardziej kompletne szczątki tajemniczej grupy starożytnych homininów znanych jako Denisovanie. Kość szczękowa, odkryta wysoko na Płaskowyżu Tybetańskim i datowana na ponad 160 000 lat temu, jest również pierwszym okazem Denisovana znalezionym poza syberyjską jaskinią, w której hominin został odkryty dekadę temu – potwierdzając podejrzenia, że Denisovans byli bardziej rozpowszechnieni niż sugeruje to obecnie zapis kopalny.

Badania te oznaczają pierwszy przypadek zidentyfikowania starożytnego człowieka wyłącznie poprzez analizę białek. Nie mając DNA, naukowcy zbadali białka w zębach okazu, podnosząc nadzieję, że więcej skamieniałości może zostać zidentyfikowanych nawet wtedy, gdy DNA nie jest zachowane.

„To fantastyczna praca”, mówi Katerina Douka, archeolog z Max Planck Institute for the Science of Human History w Jenie, Niemcy, która prowadzi oddzielny projekt mający na celu odkrycie skamieniałości Denisowian w Azji. „To mówi nam, że patrzymy na właściwy obszar.”

Polowanie na Denisowian

Do tej pory wszystko, czego naukowcy dowiedzieli się o Denisowianach, pochodziło z garści zębów i fragmentów kości z Jaskini Denisowej w rosyjskich górach Ałtaj. DNA z tych szczątków ujawniło, że Denisowianie byli grupą siostrzaną do Neandertalczyków, obaj wywodzili się z populacji, która oddzieliła się od współczesnych ludzi około 550.00-765.000 lat temu. A w Denisova Cave te dwie grupy, jak się wydaje, spotkały się i krzyżowały: fragment kości opisany w zeszłym roku należał do starożytnej ludzkiej hybrydy, która miała ojca Denisovana i matkę Neandertalkę.

Ale wielu spodziewało się, że to tylko kwestia czasu, zanim naukowcy znajdą dowody na istnienie Denisovanów gdzie indziej. Niektórzy współcześni ludzie w Azji i Oceanii noszą ślady DNA Denisovana, podnosząc możliwość, że ten hominin żył daleko od Syberii. A niektórzy badacze uważają, że niesklasyfikowane skamieliny homininów z Chin mogą być Denisowianami.

Najnowszy okaz, opisany w Nature1, składa się z połowy dolnej szczęki, z dwoma kompletnymi zębami. Mnich znalazł go w jaskini Baishiya Karst w Chinach w 1980 roku, a następnie przekazał Uniwersytetowi w Lanzhou. Jednak dopiero w 2010 roku archeolog Dongju Zhang i jej koledzy zaczęli badać kość.

Zespół stanął przed problemem. Wszystkie szczątki z Denisova Cave zostały zidentyfikowane, ponieważ wciąż zawierały DNA, które można było porównać z sekwencjami genetycznymi innych starożytnych ludzi. Ale w kościach szczęki nie było już DNA.

Zamiast tego naukowcy szukali starożytnych białek, które mają tendencję do utrzymywania się dłużej niż DNA. W zębinie z zębów znaleźli białka kolagenowe nadające się do analizy. Zespół porównał je z odpowiednimi białkami w grupach, w tym Denisowian i Neandertalczyków, i stwierdził, że są one najbliżej sekwencji Denisowian.

Zespół był również w stanie poskładać inne strzępki informacji o osobniku. Na przykład jeden z zębów wciąż się wyrzynał, co doprowadziło autorów do spekulacji, że kość szczękowa należała do młodocianego osobnika.

Poprzednie badania2 zidentyfikowały szczątki neandertalczyków przy użyciu zarówno białek, jak i DNA – ale sukces najnowszego badania może doprowadzić do położenia większego nacisku na wydobycie starożytnych białek ze skamielin, które nie dały DNA, mówi Chris Stringer, paleoantropolog z Natural History Museum w Londynie. Metoda może okazać się szczególnie przydatna dla starszych próbek lub tych z południowo-wschodniej Azji i innych ciepłych klimatów, gdzie DNA ulega degradacji najszybciej.

Ale pole jest wciąż w początkowej fazie, dodaje Stringer, a analiza starożytnych białek ma obecnie mniejszą próbkę wczesnych homininów do porównania niż analiza DNA. „Chociaż jest to z pewnością bardzo sugestywne w odniesieniu do związku z Denisowianami, myślę, że chciałbym zobaczyć większe próbki, aby naprawdę przypiąć to bardziej,” mówi.

Douka zgadza się: na razie analiza starożytnego DNA pozostaje „złotym standardem” dla tego rodzaju pracy, mówi. Chociaż nie ma materiału genetycznego w kości szczękowej, Douka zastanawia się, czy badacze mogliby jeszcze znaleźć DNA w tybetańskiej jaskini – być może w osadach.

Dach świata

Wysokość nowego domu Denisowian – 3280 metrów nad poziomem morza – zaskoczyła badaczy i pomaga rozwiązać zagadkę dotyczącą genetycznego wkładu Denisowian do współczesnych Tybetańczyków (patrz „Denisowskie hang-outs”). „To zdumiewające, że jakikolwiek starożytny człowiek był na tej wysokości” – mówi Stringer.

Niektórzy Tybetańczycy mają wariant genu zwanego EPAS1, który zmniejsza ilość białka przenoszącego tlen – hemoglobiny we krwi, umożliwiając im życie na dużych wysokościach z niskim poziomem tlenu. Naukowcy3 sądzili, że ta adaptacja pochodzi od Denisowian, ale trudno było to pogodzić ze stosunkowo niską wysokością 700 metrów, na jakiej znajduje się Denisova Cave. Najnowsze badania sugerują, że Denisowianie wyewoluowali tę adaptację na Płaskowyżu Tybetańskim i przekazali ją Homo sapiens, gdy ten gatunek przybył około 30 000-40 000 lat temu, mówi współautor Frido Welker, antropolog molekularny z Uniwersytetu w Kopenhadze. Jeśli Denisowianie w Azji byli przystosowani do pracy na dużych wysokościach, podobne miejsca mogą kryć więcej ich szczątków.

Wskazuje on na jaskinię Sel’Ungur w Kirgistanie, około 2000 metrów nad poziomem morza, gdzie znaleziono kość ramienia dziecka hominina, ale nie przyniosła ona żadnego DNA. „Teraz zadaję sobie pytanie – może ten okaz jest również Denisowianinem, a nie Neandertalczykiem, jak zwykle zakładamy” – mówi Bence Viola, paleoantropolog z Uniwersytetu w Toronto w Kanadzie.

Powtórna ocena skamielin

A skamielina prawdopodobnie skłoni naukowców do ponownego rozważenia klasyfikacji innych szczątków. „Możemy pracować poprzez zapis kopalny i łączyć coraz więcej okazów z Denisowianami,” mówi Viola.

Jednym z kandydatów jest kość szczękowa znana jako Penghu 1, która została złapana w sieć rybacką w pobliżu Tajwanu i ma wiele podobieństw do ostatniej żuchwy. Welker i jego koledzy stawiają hipotezę, że ta szczęka może być Denisowcem – ale ostateczny dowód będzie pochodził z analizy DNA lub białek, mówi Welker.

Pobieranie próbek szczątków dla białek lub DNA jest z natury niszczące, więc musi być dobre uzasadnienie, aby to zrobić, dodaje. „To nie jest lekka decyzja do podjęcia”.