Od svého objevu v roce 1990 poskytla La Sima de los Huesos, podzemní jeskyně v pohoří Atapuerca v severním Španělsku, více než 6 000 fosilií od 28 jednotlivých starověkých lidských předků, což z ní činí nejvýznamnější místo Evropy pro studium starých lidí. Přes roky analýzy však byl přesný věk a dokonce i druh, ke kterému tito jednotlivci patřili, na pochybách.
Nyní však mezinárodní skupina vědců extrahovala a sekvenovala DNA z zkamenělé stehenní kosti jednoho z těchto jedinců poprvé. Výsledná data - která představují nejstarší genetický materiál, který kdy byl sekvencován od homininu nebo starodávného lidského předka - nám konečně dá představu o věku a počtu řádků těchto záhadných jedinců, a to není to, co mnozí vědci očekávali.
Testovaná zkamenělá kost, stehenní kosti, má zhruba 400 000 let. Velkým překvapením je, že ačkoli vědci dříve věřili, že fosílie patří k neandrtálcům kvůli jejich anatomickému vzhledu, analýza DNA ve skutečnosti ukazuje, že jsou těsněji spjaty s Denisovany, nedávno objevenou třetí řadou lidských předků známou pouze z DNA izolovaný od několika fosilií nalezených na Sibiři v roce 2010. Zjištění zveřejněná dnes v Přírodě přinutí antropology, aby znovu zvážili, jak se Denisovanové, neandrtálci a přímí předci současných lidí hodí do složitého rodokmenu.
Stehno, ze kterého byla DNA extrahována pro analýzu. Foto: Javier Trueba, Madrid Scientific Films
Analýza byla umožněna nedávným pokrokem v metodách získávání starověkých fragmentů DNA vyvinutých v institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Německu, který byl dříve používán k analýze DNA fosilních jeskynních medvědů nalezených ve stejné jeskyni. „To by nebylo možné teprve před dvěma lety, “ říká Juan Luis Arsuaga, paleontolog na madridské univerzitě, který vedl počáteční vykopávky jeskyně a spolupracoval na nové studii. "A dokonce i díky těmto novým metodám jsme stále neočekávali, že tyto kosti budou uchovávat DNA, protože jsou tak staré - desetkrát starší než některé z nejstarších neandrtálců, od nichž jsme DNA odebrali."
Po extrakci dvou gramů drcené kosti ze stehenní kosti izolovala skupina vědců vedená Matthiasem Meyerem mitochondriální DNA (mtDNA), soubor genetického materiálu, který se liší od DNA v chromozomech umístěných v jádrech našich buněk. Místo toho tato mtDNA žije v mitochondriích našich buněk - mikroskopických organelách zodpovědných za buněčné dýchání - a je mnohem kratší než jaderná DNA.
Je tu další výstřednost mtDNA, díky které je obzvláště cenná jako prostředek ke studiu evoluce starých lidí: Na rozdíl od vaší jaderné DNA, která je směsí DNA od obou vašich rodičů, vaše mtDNA pochází výhradně od vaší matky, protože většina spermií je mitochondrie se nacházejí v ocasu, který se po oplození zbavuje. V důsledku toho je mtDNA z generace na generaci téměř identická a u moderních lidí i starých lidských předků bylo pozorováno omezené množství odlišných sekvencí mtDNA (nazývaných haploskupiny). Na rozdíl od anatomických charakteristik a jaderné DNA, která se může ve skupině lišit a ztěžuje se s jistotou odlišit jeden od druhého, je mtDNA obecně konzistentní, což usnadňuje spojení konkrétního vzorku s rodokmenem.
Proto, když vědci porovnali mtDNA stehenní kosti s dříve sekvenovanými vzorky od neandrtálců, z deníku prstu a zubů nalezených na Sibiři a od mnoha různých moderních lidí, zjistili, že je tak překvapivé, že se více podobal Denisovanům. „Bylo to opravdu neočekávané, “ říká Arsuaga. "Museli jsme opravdu přemýšlet, abychom přišli s několika scénáři, které by to mohly potenciálně vysvětlit."
Antropologové již věděli, že všechny tři linie (lidé, neandrtálci a Denisovanové) sdílejí společného předka, ale není ani zdaleka jasné, jak všechny tři skupiny zapadají do sebe, a obraz je dále zakalen skutečností, že mezi nimi mohlo dojít k křížení poté, co rozcházel se. Denisovan a moderní lidské vzorky s výhodou při srovnání mtDNA stehenní kosti s neandertálskými umožnily vědcům odhadnout její věk - na základě známých rychlostí mutace mtDNA, dříve stanovených věku ostatních vzorků a stupně rozdílu mezi nimi - což vedlo k 400 000 let.
Vědci předkládají několik různých hypotetických scénářů, aby vysvětlili, jak by neandertálsky vypadající jedinec mohl mít Denisovan mtDNA během tohoto časového období. Je například možné, že daná fosilie patří do linie, která sloužila jako předci neandrtálců a Denisovanů, nebo spíše do té, která vznikla po rozdělení mezi oběma skupinami (odhaduje se na přibližně 1 milion let) a byl úzce spjat s posledně jmenovanými, ale ne s těmi prvními. Je také možné, že femur patří do třetí, jiné skupiny, a že jeho podobnosti s Denisovanovou mtDNA jsou vysvětleny buď křížením s Denisovany nebo existencí další homininové linie, která byla chována s Denisovany a La Sima de los Huesos populace a zavedla stejnou mtDNA do obou skupin.
Pokud vám to zní jako komplikovaný rodokmen, nejste sami. Tato analýza, spolu s dřívější prací, přidává další tajemství již tak záhadné situaci. Například počáteční testování na Denisovanské prstové kosti nalezené na Sibiři zjistilo, že sdílí mtDNA s moderními lidmi žijícími v Nové Guineji, ale nikde jinde. Mezitím se dříve myslelo, že se neandrtálci usadili v Evropě a Denisovanové dále na východ, na druhé straně pohoří Ural. Nová analýza tuto myšlenku komplikuje.
Prozatím se vědci domnívají, že nejpravděpodobnější scénář (ilustrovaný níže) je femur, který patří k linii, která se oddělila od Denisovanů někdy poté, co se odchylovali od společného předka neandrtálců i moderních lidí. Snad nejzajímavějším závěrem, který z této práce vyplyne, je, že prokazuje, že genetický materiál může přežít nejméně 400 000 let a lze jej analyzovat i po tomto množství degradace. Vyzbrojeni těmito znalostmi a novými technikami se antropologové mohou nyní pokusit geneticky prozkoumat mnoho dalších starověkých exemplářů v naději, že lépe pochopí náš rodokmen.
Obrázek přes Nature / Meyer et. al.
