Ślady DNA tajemniczych Denisowiańczyków w chińskiej jaskini

Dla dzisiejszych mnichów buddyjskich jaskinia Baishiya Karst, położona na wysokości 3200 metrów na Płaskowyżu Tybetańskim, jest święta. Dla starożytnych Denisowiańczyków wymarłych homininów znanych tylko z DNA, zębów i kawałków kości znalezionych w innej jaskini oddalonej o 2800 kilometrów na Syberii, był to dom. W zeszłym roku naukowcy zaproponowali, że kość szczęki znaleziona dawno temu w tybetańskiej jaskini była Denisowanem, opartym na starożytnych białkach. Ale archeolog Dongju Zhang z Uniwersytetu Lanzhou i jej zespół chcieli bardziej ostatecznych dowodów, włącznie z DNA, molekularnym standardem złota. W grudniu 2018 r. zaczęli więc kopać, obiecując mnichom, że będą kopać tylko w nocy i w zimie, aby nie przeszkadzać wiernym.

Po pracy od zmierzchu do świtu, gdy temperatura na zewnątrz spadła do -18°C, a następnie zakrywając ślady swoich wykopalisk każdego ranka, wytrwałość naukowców opłaciła się. Dziś w Science zespół Zhanga donosi o pierwszym starożytnym DNA Denisowana znalezionym poza Jaskinią Denisową: DNA mitochondrialne (mtDNA) nie pochodzi ze skamieniałości, ale z samych osadów jaskiniowych. Dokładne daty pokazują, że Denisowianie schronili się w jaskini 100 000 i 60 000 lat temu, a być może nawet 45 000 lat temu, kiedy współcześni ludzie napływali do wschodniej Azji.

Odkrycie pokazuje, że chociaż ich kości są rzadkie, „Denisowianie byli szeroko rozpowszechnieni na tej półkuli” – mówi geochronolog z University of Oxford Tom Higham, który nie brał udziału w badaniu. Kończy również długą wyprawę w poszukiwaniu DNA Denisowana poza Syberią. „Każdego roku mówiłem, że to znajdziemy” – mówi współautor Svante Pääbo z Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology (EVA). „Minęło już dziesięć lat”.

Obecność denisowiańskiego DNA w genomach żyjących ludzi w Azji sugeruje, że starożytni ludzie byli szeroko rozpowszechnieni. Ale częściowa szczęka z jaskini Baishiya Karst była pierwszym dowodem skamieniałości. Zhang i jej koledzy zidentyfikowali szczękę jako Denisowan w oparciu o nową metodę, która opiera się na zmienności białka. Niektórzy badacze kwestionowali jednak to twierdzenie, ponieważ metoda była nowa i nikt nie wiedział, gdzie w jaskini znaleziono szczękę.

Te pytania prawdopodobnie znikną. Podczas wykopalisk, prowadzonych przez Zhanga i Fahu Chen z Instytutu Badań na Płaskowyżu Tybetańskim, pobrano wiele próbek osadów i znaleziono węgiel drzewny z pożarów, 1310 prostych kamiennych narzędzi i 579 kawałków kości zwierząt, w tym nosorożców i hien. Paleogenetyk Qiaomei Fu z Instytutu Paleontologii Kręgowców i Paleoantropologii w Pekinie zdołał wyekstrahować mtDNA homininy z samego osadu. MtDNA, być może wydalane z kupą lub moczem, jest najbardziej zbliżone do tego z Denisowiańczyków.

W międzyczasie geochronolodzy pod kierunkiem Bo Li i Zenobii Jacobsa z Uniwersytetu Wollongong datowali materiał z tych samych próbek osadów. Użyli datowania optycznego, aby ujawnić, kiedy światło ostatnio uderzyło w ziarna mineralne w próbkach, pokazując, kiedy każde ziarno zostało zakopane. Cztery warstwy, które dostarczyły denisosiańskiego mtDNA, zostały położone 100 000, 60 000 i jeszcze 45 000 lat temu, chociaż młodsze osady zostały naruszone.

Daty dla starszych osadów wydają się wysoce wiarygodne, mówi Higham, który datował Jaskinie Denisową. Pokazując, że DNA i daty można zebrać z tych samych próbek osadów, praca otwiera „nową erę jaskini molekularnej” – mówi geochronolog Katerina Douka z Instytutu Historii Człowieka im. Maxa Plancka.

Węgiel drzewny w jaskini pokazuje, że mieszkańcy rozpalili ogniska. Użyli także prostych kamiennych narzędzi, a z wysokiego otworu jaskini musieli szpiegować zwierzęta pasące się na łąkach poniżej. Niektórzy mogli również poszukiwać współczesnych ludzi, którzy byli w tym regionie 40 000 lat temu.

W osobnym badaniu opublikowanym dzisiaj w Science, Pääbo donosi o ekstrakcji współczesnego ludzkiego DNA, najstarszego jak dotąd w Azji, z 34 000- i 40 000-letnich skamieniałości odpowiednio z terenów dzisiejszej Mongolii i okolic Pekinu. Genomy te obejmowały DNA Denisowana, dziedzictwo kojarzenia, które wydarzyło się około 50 000 lat temu. Ale sekwencje denisowiańskie różniły się od tych znalezionych u żyjących mieszkańców Nowej Gwinei i australijskich Aborygenów. Homo sapiens musiał spotkać się i parować z dwoma populacjami denisowian – jedną w Azji kontynentalnej i jedną w Azji Południowo-Wschodniej, mówi paleogenetyk z EVA, Diyendo Massilani – kolejny dowód na to, że kiedyś były liczne i rozległe.

Denisowianie przekazali współczesnym Tybetańczykom szczególny dar genetyczny: „superathlonistyczny” wariant genu, zwany EPAS1, który pomaga krwinkom czerwonym efektywnie wykorzystywać tlen i występuje u Denisowianów z Jaskini Denisowej. Zhang i jej koledzy uważają, że Denisowianie z Płaskowyżu Tybetańskiego mogli być przystosowani do życia na dużych wysokościach i że EPAS1 mógł się wśród nich szeroko rozpowszechnić, zanim przekazali go współczesnym Tybetańczykom.

Jednak datowanie molekularne sugeruje, że EPAS1 rozprzestrzenił się szybko tylko w ciągu ostatnich 5000 lat. A dobór naturalny faworyzowałby ten wariant genu tylko u ludzi, którzy mieszkali na dużych wysokościach przez cały rok, mówi archeolog Mark Aldenderfer, emerytowany profesor Uniwersytetu Kalifornijskiego w Merced. Denisowianie mogli przebywać w jaskini tylko sezonowo. Zespół Zhanga będzie musiał znaleźć jądrowe DNA, aby sprawdzić swoje przeczucia.

Zhang spodziewa się, że dalsze wykopaliska w jaskini wyjaśnią problem z DNA i być może skamieniałościami. „Badanie tej jaskini dopiero się zaczyna” – mówi.

Źródło: Ann Gibbons

Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau

Ancient jaw gives elusive Denisovans a face

Denisovan ancestry and population history of early East Asians

Zdjęcie: Unsplash

 

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x