Pohjois-Espanjan Atapuercan vuoristojen maanalainen luola La Sima de los Huesos on löytänyt vuonna 1990 lähtien yli 6000 fossiilia 28 yksittäiseltä muinaiselta-esiisältä, joten se on Euroopan merkittävin paikka muinaisten tutkimiseen. Vuosien analysoinnista huolimatta tarkka ikä ja jopa lajit, joihin nämä yksilöt kuuluivat, on ollut epävarma.
Nyt kuitenkin kansainvälinen tutkijaryhmä on uuttanut ja sekvensoinut DNA: n ensimmäisen kerran näiden henkilöiden fossiilisesta reisiluusta. Tuloksena olevat tiedot - jotka edustavat vaninta geenimateriaalia, joka on koskaan sekvensoitu homininista tai muinaisesta ihmisen esi-isästä - antaa meille lopulta kuvan näiden salaperäisten yksilöiden iästä ja suvusta, eikä se ole mitä monet tutkijat odottivat.
Testattu fossiilisoitunut luu, reisiluu, on karkeasti 400 000 vuotta vanha. Mutta suuri yllätys on, että vaikka tutkijat olivat aiemmin uskoneet fossiilien kuuluneen neandertalleihin niiden anatomisen ulkonäön vuoksi, DNA-analyysi osoittaa tosiasiassa olevan läheisemmässä yhteydessä Denisovansiin, äskettäin löydettyyn kolmanteen sukusoluun, joka esiintyy vain DNA: sta. eristetty muutamasta fossiilista, joita löydettiin Siperiasta vuonna 2010. Tulokset, jotka julkaistiin tänään Nature-julkaisussa, pakottavat antropologit pohtimaan tarkemmin, kuinka Denisovanit, Neanderthalit ja nyky-ihmisten suorat esi-esi-isät sopivat yhteen monimutkaisessa sukupuussa.
Reisiluu, josta DNA uutettiin analyysiä varten. Kuva Javier Trueba, Madridin tieteelliset elokuvat
Analyysin mahdollisti viimeaikainen edistyminen muinaisten DNA-fragmenttien talteenottomenetelmissä, jotka kehitettiin Max Planckin evoluutioantropologian instituutissa Saksassa ja joita aikaisemmin käytettiin analysoimaan samasta luolasta löytyneen luolakarhun fossiilin DNA: ta. "Tämä ei olisi ollut mahdollista vain kaksi vuotta sitten", sanoo Madridin yliopiston paleontologi Juan Luis Arsuaga, joka johti luolan ensimmäisiä kaivauksia ja teki yhteistyötä uuden tutkimuksen parissa. "Ja jopa ottaen huomioon nämä uudet menetelmät, emme silti odottaneet näiden luiden säilyttävän DNA: ta, koska ne ovat niin vanhoja - kymmenen kertaa vanhempia kuin jotkut vanhimmista neandertalista, joilta olemme ottaneet DNA: n."
Uudelleen kaksi grammaa murskattua luuta reisiluusta, ryhmä tutkijoita Matthias Meyerin johdolla eristi mitokondriaalisen DNA: n (mtDNA), geneettisen materiaalin yhdistelmän, joka eroaa solujemme ytimessä olevien kromosomien DNA: sta. Sen sijaan tämä mtDNA elää solujemme mitokondrioissa - solujen hengityksestä vastaavissa mikroskooppisissa organelleissa - ja on paljon lyhyempi kuin ydin-DNA.
MtDNA: n takia on toinenkin syy, joka tekee siitä erityisen arvokkaan tutkiessaan muinaisten ihmisten evoluutiota: Toisin kuin ydin-DNA, joka on sekoitus molempien vanhempiesi DNA: ta, mtDNA tulee yksinomaan äidiltäsi, koska suurin osa siittiöistä mitokondrioita löytyy sen hännästä, jonka se karjaa hedelmöityksen jälkeen. Seurauksena on, että mtDNA on lähes identtinen sukupolvelta toiselle, ja sekä nykyajan ihmisillä että muinaisilla esi-esi-isillä on havaittu rajoitettu määrä erillisiä mtDNA-sekvenssejä (joita kutsutaan haploryhmiksi). Toisin kuin anatomiset ominaisuudet ja ydin-DNA, jotka voivat vaihdella ryhmän sisällä ja joiden avulla on vaikea erottaa toisistaan varmasti toisistaan, mtDNA on yleensä johdonmukainen, mikä helpottaa tietyn näytteen yhdistämistä sukuun.
Siksi, kun tutkijat vertasivat reisiluun mtDNA: ta aikaisemmin sekvensoituihin näytteisiin Neanderthalista, Siperiasta löydetystä Denisovan-sormen luusta ja hammasta sekä monista muista nykyajan ihmisistä, he pitivät sitä niin yllättävänä, että se muistutti paremmin Denisovania. "Tämä oli todella odottamatonta", Arsuaga sanoo. "Meidän piti miettiä todella vaikeaa saada aikaan muutama skenaario, jotka voisivat selittää tämän."
Antropologit olivat jo tienneet, että kaikilla kolmella suvulla (ihmisillä, neandertalaisilla ja Denisovansilla) oli yhteinen esi-isä, mutta ei ole kaukana siitä, kuinka kaikki kolme ryhmää sopivat yhteen, ja kuvaa tummentaa edelleen se, että niiden välillä on mahdollisesti ollut risteytyksiä poikkesivat toisistaan. On hyödyllistä, että reisiluun mtDNA: n vertaaminen neanderthaalaiseen, Denisovaniin ja nykyaikaisiin ihmisen näytteisiin antoi tutkijoille mahdollisuuden arvioida sen ikä - mtDNA-mutaation tunnettujen nopeuksien, muiden näytteiden aikaisemmin vahvistettujen ikien ja niiden välisen eron asteen perusteella - johtaen 400 000 vuoden luku.
Selittääkseen kuinka neandertallasen näköinen henkilö voi saada Denisovanin mtDNA: n tänä ajanjaksona, tutkijat esittävät useita erilaisia hypoteettisia skenaarioita. On esimerkiksi mahdollista, että kyseinen fossiili kuuluu sukuun, joka toimi sekä Neanderthalien että Denisovanien esi-isinä, tai todennäköisemmin sellainen, joka syntyi kahden ryhmän jakautumisen jälkeen (arviolta noin miljoona vuotta sitten) ja oli läheisessä yhteydessä jälkimmäiseen, mutta ei entiseen. On myös mahdollista, että reisiluu kuuluu kolmanteen, erilaiseen ryhmään ja että sen samankaltaisuudet Denisovanin mtDNA: n kanssa selitetään joko risteytymisellä Denisovanien kanssa tai vielä yhden hominin-suvun olemassaololla, joka kasvaa sekä Denisovanien että La Sima de los Huesoksen kanssa populaatiota ja lisäsi saman mtDNA: n molemmille ryhmille.
Jos tämä kuulostaa monimutkaiselta sukupuulta, et ole yksin. Tämä analyysi yhdessä aikaisemman työn kanssa lisää salaisuutta jo hämmentävään tilanteeseen. Alkuperäisissä kokeissa esimerkiksi Siberiasta löydetyltä Denisovan-sormen luulla havaittiin, että se jakoi mtDNA: ta nykyaikaisten ihmisten kanssa, jotka asuvat Uudessa Guineassa, mutta ei missään muualla. Sillä välin, aiemmin ajateltiin, että neandertalalaiset olivat asettuneet Eurooppaan ja Denisovansit kauempana itään, Ural-vuorten toiselle puolelle. Uusi analyysi vaikeuttaa tätä ajatusta.
Toistaiseksi tutkijoiden mielestä uskottavin skenaario (kuvassa alla) on, että reisiluu kuuluu sukuun, joka irtautui Denisovansista joskus sen jälkeen kun he erosivat sekä neandertallasten että nykyaikaisten ihmisten yhteisestä esiisästä. Mutta ehkä mielenkiintoisin päätelmä tästä työstä on se, että se osoittaa, että geneettinen materiaali voi säilyä vähintään 400 000 vuotta ja että sitä voidaan analysoida myös tämän määrän hajoamisen jälkeen. Tämän tiedon ja uusien tekniikoiden avulla asetetut antropologit voivat nyt yrittää tutkia geneettisesti monia muita muinaisia yksilöitä toivoessaan parempaa ymmärrystä sukupuustamme.
Kuva Nature / Meyer et. ai.
