Kompletný sprievodca Denisovanmi, novším druhom hominidov

Novoobjavení hominidi na Sibíri

Virtuálna rekonštrukcia dolnej čeľuste Xiahe po digitálnom odstránení priľnutej uhličitanovej kôry. Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Lipsko

Denisovani sú nedávno identifikovaní hominín druhy, príbuzné, ale odlišné od ostatných dvoch hominidov (ľudia raného moderného veku a neandertálci ), ktorí zdieľali našu planétu v období stredného a horného paleolitu. Archeologické dôkazy o existencii denisovanov sú zatiaľ obmedzené, ale genetické dôkazy naznačujú, že boli kedysi rozšírení v celej Eurázii a krížili sa s neandertálcami aj modernými ľuďmi.

Kľúčové poznatky: Denisovans

• Denisovan je meno hominida vzdialene príbuzného neandertálcom a anatomicky moderným ľuďom.
• Objavený genomickým výskumom v roku 2010 na fragmentoch kostí z Denisovej jaskyne na Sibíri
• Dôkazom sú predovšetkým genetické údaje z kostí a moderných ľudí, ktorí sú nositeľmi génov
• Pozitívne spojený s génom, ktorý umožňuje ľuďom žiť vo vysokých nadmorských výškach
• V jaskyni na Tibetskej plošine sa našla pravá čeľusť

Najskoršie pozostatky boli drobné fragmenty nájdené v počiatočných vrstvách horného paleolitu Denisova jaskyňa , v severozápadnom pohorí Altaj asi štyri míle (šesť kilometrov) od dediny Chernyi Anui na Sibíri v Rusku. Fragmenty obsahovali DNA a sekvenovanie tejto genetickej histórie a objavenie zvyškov týchto génov v moderných ľudských populáciách má dôležité dôsledky pre ľudské osídlenie našej planéty.

Denisova jaskyňa

Prvými pozostatkami Denisovanov boli dva zuby a malý úlomok prstovej kosti z úrovne 11 v Denisovej jaskyni, úroveň z obdobia pred 29 200 až 48 650 rokmi. Pozostatky obsahujú variant iniciály vrchný paleolit kultúrne pozostatky nájdené na Sibíri zvanej Altaj. Tieto fragmentárne pozostatky boli objavené v roku 2000 a od roku 2008 sú cieľom molekulárnych výskumov. Objav prišiel po výskumoch vedených Svante Pääbom v Projekt neandertálskeho genómu v Inštitúte Maxa Plancka pre evolučnú antropológiu úspešne dokončili prvú sekvenciu mitochondriálnej DNA (mtDNA) neandertálca, čo dokazuje, že neandertálci a ľudia raného moderného veku nie sú vôbec veľmi príbuzní.

V marci 2010 Pääboov tím informoval o výsledkoch skúmania jedného z malých fragmentov, falangy (prstovej kosti) dieťaťa vo veku 5 až 7 rokov, nájdených na úrovni 11 v Denisovej jaskyni. Podpis mtDNA z falangy z Denisovej jaskyne sa výrazne líšil od oboch neandertálcov resp. ranomoderní ľudia (EMH) . Kompletná analýza mtDNA falangy bola hlásená v decembri 2010 a naďalej podporovala identifikáciu denisovanského jedinca ako oddeleného od neandertálcov aj EMH.

Pääbo a kolegovia veria, že mtDNA z tejto falangy pochádza od potomka ľudí, ktorí opustili Afriku milión rokov po Stojaci muž a pol milióna rokov pred predkami neandertálcov a EMH. Tento malý fragment je v podstate dôkazom ľudskej migrácie z Afriky, o ktorej vedci pred týmto objavom vôbec nevedeli.

Molár

Analýza mtDNA moláru z úrovne 11 v jaskyni a ohlásená v decembri 2010 odhalila, že zub bol pravdepodobne od mladého dospelého toho istého hominida ako prstová kosť a zjavne od iného jedinca, pretože falanga je z dieťaťa.

Zub je takmer úplný ľavý a pravdepodobne tretí alebo druhý horný molár s vydutými lingválnymi a bukálnymi stenami, čo mu dodáva nafúknutý vzhľad. Veľkosť tohto zuba je značne mimo rozsah pre väčšinu druhov Homo. V skutočnosti je veľkosťou najbližšie k Australopithecus . Absolútne to nie je neandertálsky zub. Najdôležitejšie je, že vedci dokázali extrahovať DNA z dentínu v koreni zuba a predbežné výsledky uviedli, že ide o Denisovan.

Kultúra Denisovanov

O kultúre denisovanov vieme, že sa zjavne príliš nelíšila od ostatných populácií počiatočného horného paleolitu na sibírskom severe. Kamenné nástroje vo vrstvách, v ktorých sa nachádzali denisovanské ľudské pozostatky, sú variantom o moustérijská , s dokumentovaným použitím stratégie paralelnej redukcie jadier a veľkého počtu nástrojov vytvorených na veľkých čepeliach.

Z Denisovej jaskyne sa našli ozdobné predmety z kostí, mamutí kel a skamenené pštrosie panciere, ako aj dva fragmenty kamenného náramku z tmavozeleného chloritu. Denisovanove hladiny obsahujú najskoršie použitie ihly s očnou kosťou, ktorá je doteraz známa na Sibíri.

Sekvenovanie genómu

V roku 2012 tím Pääbo oznámil mapovanie úplného sekvenovania genómu zuba. Denisovci, podobne ako dnešní moderní ľudia, zjavne zdieľajú spoločného predka s neandertálcami, ale mali úplne inú populačnú históriu. Zatiaľ čo neandertálska DNA je prítomná vo všetkých populáciách mimo Afriky, denisovanská DNA sa nachádza iba v moderných populáciách z Číny, ostrovnej juhovýchodnej Ázie a Oceánie.

Podľa analýzy DNA sa rodiny dnešných ľudí a denisovanov rozdelili asi pred 800 000 rokmi a potom sa znovu spojili asi pred 80 000 rokmi. Denisovani zdieľajú najviac alel s populáciami Han na juhu Čína , s Dai v severnej Číne a s Melanézčanmi, austrálskymi domorodcami a ostrovanmi z juhovýchodnej Ázie.

Denisovčania nájdení na Sibíri mali genetické údaje, ktoré sa zhodujú s údajmi moderných ľudí a sú spojené s tmavou pokožkou, hnedými vlasmi a hnedými očami.

Tibeťania, denisovanská DNA a Xiahe

Pohľad cez celé údolie rieky Jiangla na horný úsek údolia. Krasová jaskyňa Biashiya je na konci údolia. Dongju Zhang, Univerzita Lanzhou

Štúdia DNA, ktorú zverejnila populačná genetička Emilia Huerta-Sanchez a jej kolegovia v časopise Príroda zameraná na genetickú štruktúru ľudí, ktorí žijú na Tibetská náhorná plošina vo výške 4 000 metrov nad morom a zistili, že Denisovani mohli prispieť k schopnosti Tibeťanov žiť vo vysokých nadmorských výškach. Gén EPAS1 je mutácia, ktorá znižuje množstvo hemoglobínu v krvi potrebné na to, aby ľudia udržali a prosperovali vo vysokých nadmorských výškach s nízkym obsahom kyslíka. Ľudia, ktorí žijú v nižších nadmorských výškach, sa prispôsobujú nízkym hladinám kyslíka vo vysokých nadmorských výškach zvýšením množstva hemoglobínu vo svojich systémoch, čo následne zvyšuje riziko srdcových príhod. Ale Tibeťania sú schopní žiť vo vyšších nadmorských výškach bez zvýšenej hladiny hemoglobínu. Vedci hľadali populácie darcov pre EPAS1 a našli presnú zhodu v Denisovanovej DNA. Denisova jaskyňa je len asi 2 300 stôp nad morom; Tibetská náhorná plošina má priemer 16 400 stôp nad morom.

Tím vedený paleontológom Jeanom-Jacquesom Hublinom (Chen 2019) prehľadal archivované tibetské paleontologické pozostatky a identifikoval čeľusť, ktorá bola objavená v krasovej jaskyni Baishiya, Xiahe, provincia Gansu, Čína v roku 1980. Mandibula Xiahe má 160 000 rokov. predstavuje najstaršiu známu fosíliu hominínov nájdenú na tibetskej plošine – nadmorská výška jaskyne je 10 700 stôp nad morom. Hoci v samotnej čeľusti Xiahe nezostala žiadna DNA, v dentíne zubov sa nachádzal existujúci proteóm – aj keď veľmi degradovaný, stále bol jasne odlíšiteľný od kontaminujúcich moderných proteínov. Proteóm je súbor všetkých exprimovaných proteínov v bunke, tkanive alebo organizme; a pozorovaný stav jednotlivých polymorfizmov jednej aminokyseliny v proteóme Xiahe pomohol určiť identifikáciu Xiahe ako Denisovan. Vedci sa domnievajú, že táto ľudská adaptácia na mimoriadne prostredie mohla byť uľahčená tokom génov od Denisovanov, ktorí sa najskôr prispôsobili klíme.

Teraz, keď výskumníci majú náznak toho, ako vyzerá morfológia čeľuste Denisovan, bude jednoduchšie identifikovať možných kandidátov Denisovan. Chen a kol. tiež navrhol dve ďalšie východoázijské kosti, ktoré zodpovedajú morfológii a časovému rámcu jaskyne Xiahe, Penghu 1 a Xuijiayo.

Rodokmeň

Keď anatomicky moderní ľudia opustili Afriku asi pred 60 000 rokmi, regióny, do ktorých prišli, už boli osídlené: neandertálcami, staršími druhmi homo, denisovanmi a príp. Homo floresiensis . Do určitej miery sa AMH krížili s týmito ďalšími hominidmi. Najnovší výskum naznačuje, že všetky druhy hominidov pochádzajú od rovnakého predka, hominína v Afrike; ale presný pôvod, datovanie a rozšírenie hominidov po celom svete bol zložitý proces, ktorý si vyžaduje oveľa viac výskumu na identifikáciu.

Výskumné štúdie vedené Mondalom a kol. (2019) a Jacobs a kol. (2019) zistili, že moderné populácie obsahujúce prímesi denisovanskej DNA sa nachádzajú v celej Ázii a Oceánii a začína byť jasné, že ku kríženiu medzi anatomicky modernými ľuďmi a denisovanmi a neandertálcami došlo v priebehu našej histórie na planéte Zem niekoľkokrát.

Vybrané zdroje

• Árnason, Wolf. ' Hypotéza mimo Afriky a pôvod nedávnych ľudí: Cherchez La Femme (Et L'homme) .' Gene 585,1 (2016): 9.–12. Tlačiť.
• Bae, Christopher J., Katerina Douka a Michael D. Petraglia. ' O pôvode moderných ľudí: ázijské perspektívy .' Veda 358,6368 (2017). Tlačiť.
• Chen, Fahu a kol. ' Denisovan Mandibula z neskorého stredného pleistocénu z tibetskej náhornej plošiny .' Príroda (2019). Tlačiť.
• Douka, Kateřina a kol. ' Odhady veku pre fosílie hominínov a začiatok vrchného paleolitu v Denisovej jaskyni .' Príroda 565,7741 (2019): 640–44. Tlačiť.
• Garrels, J. I. Proteome .' Encyklopédia genetiky . Eds. Brenner, Sydney a Jefferey H. Miller. New York: Academic Press, 2001. 1575–78. Tlačiť
• Huerta-Sanchez, Emilia a kol. ' Adaptácia na nadmorskú výšku u Tibeťanov spôsobená introgresiou DNA podobnej Denisovanovi .' Príroda 512,7513 (2014): 194–97. Tlačiť.
• Jacobs, Guy S. a kol. ' Viaceré hlboko sa líšiace denisovanské predky u Papuáncov .' Bunka 177,4 (2019): 1010–21.e32. Tlačiť.
• Mondal, Mayukh, Jaume Bertrandpetit a Oscar Lao. ' Približný bayesovský výpočet s hlbokým učením podporuje tretiu archaickú introgresiu v Ázii a Oceánii .' Prírodné komunikácie 10.1 (2019): 246. Tlač.
• Slon, Viviane a kol. ' Genóm potomstva neandertálskej matky a denisovského otca. ' Príroda 561,7721 (2018): 113–16. Tlačiť.
• Slon, Viviane a kol. ' Štvrtý Denisovan jednotlivec .' Vedecké pokroky 3.7 (2017): e1700186. Tlačiť.