Jeszcze 15 000 lat temu ludzie dzielili swoje jaskinie z inną grupą pionowych małp o nazwie Denisovans. Oba homininy były genetycznie różne, rozdzielając się od najbliższego wspólnego przodka ponad 500 000 lat wcześniej, ale były fizycznie blisko. Ludzie i Denisovans łączyli się - prawdopodobnie dużo - w zasięgu od Syberii do Azji Południowo-Wschodniej, pozostawiając niewielką linię genetyczną, która wciąż jest wykrywalna w niektórych populacjach ludzkich.
Oprócz tych skrawków genetycznych pozostało tylko kilka przypomnień o naszych starożytnych chowańcach - kości szczęki, zęby i różowa kość dziewczyny z kupką DNA na czubku, wyrwaną z jaskini na Syberii w 2010 roku. Nigdy nie było kompletnych szkieletów ani czaszek znaleziono, pozostawiając naukowców do zastanowienia: Jak w ogóle wyglądali ci proto-ludzie?
Nowe badanie opublikowane dzisiaj (18 września) w czasopiśmie Cell ma na celu odpowiedzieć na to pytanie za pomocą bezprecedensowej analizy genetycznej. Wykonując mapę metylową genomu Denisovana - czyli mapę pokazującą, w jaki sposób zmiany chemiczne w ekspresji genów mogą wpływać na cechy fizyczne - międzynarodowy zespół naukowców zrekonstruował pierwszy wiarygodny portret 40 000-letniej dziewczyny z Denisovana, której pinky pomogła uruchom nową gałąź ludzkiego drzewa genealogicznego.
Wyniki pokazują postać z niskim czołem, wystającą szczęką i prawie nieistniejącą brodą - ogólna anatomia nie różni się tak bardzo od innej grupy wymarłych ludzi, neandertalczyków, którzy w tym samym czasie okupowali Ziemię.
„Spodziewałem się, że cechy Denisovana będą podobne do neandertalczyków, tylko dlatego, że neandertalczycy są ich najbliższymi krewnymi” - powiedział Live Science autor prowadzący badania David Gokhman, genetyk z Uniwersytetu Stanforda. „Ale w kilku cechach, w których się różnią, różnice są ekstremalne”.
Na przykład, Gokhman i jego koledzy stwierdzili, że Denisovans miał znacznie dłuższe łuki zębowe (to znaczy ich górne i dolne rzędy zębów wystawały dalej) niż neandertalczycy i współcześni ludzie; a czubki ich czaszek były wyraźnie szersze. Odkrycia te dają Gokhmanowi nadzieję, że dwie częściowo odkryte w Chinach czaszki mogą faktycznie należeć do szerokogłowych Denisovanów, potencjalnie poszerzając skąpy zapis kopalny naszych nieuchwytnych, martwych krewnych.
Pinky Obietnica
Jak więc zrekonstruować twarz wymarłej osoby, gdy wszystko, z czym musisz pracować, to DNA na koniuszkach palców? W tym badaniu Gokhman i jego koledzy szukali nieprawidłowości w ekspresji genów - lub tego, jak na pewne cechy fizyczne mogą wpływać inhibitory chemiczne w kodzie genetycznym danej osoby.
„Istnieją różne warstwy, które składają się na nasz genom” - powiedział Gokhman. „Mamy samą sekwencję DNA, w której kodowane są nasze geny. Ponadto istnieją warstwy regulacyjne, które kontrolują, które geny są aktywowane lub dezaktywowane oraz w jakiej tkance”.
Jedną z tych warstw jest proces zwany metylacją DNA. Metylacja występuje, gdy chemikalia zawierające jeden atom węgla i trzy atomy wodoru - znane również jako grupy metylowe - wiążą się z niektórymi cząsteczkami DNA. Chociaż to wiązanie nie zmienia podstawowej sekwencji DNA, może zakłócać sposób ekspresji określonych genów. Niektóre wzorce metylacji mogą na przykład wskazywać, czy komórka ma raka, i mogą prowadzić do deformacji anatomicznych.
Tak więc naukowcy przyjrzeli się dostępnemu DNA Denisovana, aby porównać wzorce metylacji grupy z wzorami występującymi u ludzi i neandertalczyków, aby zobaczyć, gdzie ich ekspresja genów pokrywa się i gdzie się różni. Po zmapowaniu unikalnego profilu metylacji Denisovana badacze próbowali dowiedzieć się, które cechy fizyczne zmieniają poszczególne metylowane geny, w oparciu o znane zaburzenia ludzkie, które powstają, gdy te same geny są hamowane.
Zespół odkrył w Denisovans 56 cech, które według nich będą różnić się od współczesnych ludzi i neandertalczyków, z których 32 skutkowały wyraźnymi różnicami anatomicznymi. Oprócz szerokich czaszek i wystających szczęk Denisovans miał szersze miednice i klatki piersiowe niż współcześni ludzie oraz cieńsze, bardziej płaskie twarze niż neandertalczycy.
Aby przetestować dokładność swoich prognoz anatomicznych, naukowcy stworzyli również podobne mapy metylowe dla neandertalczyków i szympansów - dwóch gatunków o znanej anatomii - których mogliby użyć do natychmiastowego sprawdzenia swoich prognoz. Odkryli, że około 85% ich przewidywań, które cechy różnią się i w jakim kierunku (powiedzmy, czy czaszka neandertalczyka była szersza czy cieńsza niż ludzka), była martwa.
To dało badaczom nadzieję, że zrekonstruowany Denisovan nie był daleko od starożytnej rzeczywistości. Ostatni test ich przewidywań miał miejsce w maju 2019 r., Kiedy podobna grupa naukowców po raz pierwszy zidentyfikowała szczękę Denisovana. Kiedy Gokhman i jego koledzy porównali swoje prognozy z rzeczywistą anatomią kości szczęki, odkryli, że siedem z ośmiu ich prognoz było zgodnych.
„Jedynym prawdziwym testem naszych prognoz jest znalezienie większej liczby kości Denisovana i dopasowanie ich” - powiedział Gokhman. Dodał, że jego skamielina marzeń będzie zawierać część twarzy Denisovana - „tylko twarze są tak rozbieżne między różnymi ludźmi” - powiedział.
