Zapis wiedzy naukowej aktualnej na 2020 rok początku XXI wieku na temat neandertalczyków i domieszki genów neandertalskich u współczesnych ludzi z gatunku homo sapiens (człowiek rozumny). Także o innych rasach ludzi z dawnych czasów, w tym o denisowianach. Cechy dziedziczone z genami neandertalskimi, zwyczaje i zachowania ludzi z epoki neandertalczyka. Jak genetyka zmieniła antropologię w XXI wieku...
Homo sapiens - domieszki genów neandertalskich i denisowiańskich
Pierwszy genom ludzki zsekwencjonowano zaledwie w 2001 roku, a otworzyło to drogę do rekonstrukcji dziejów ludzkich populacji. „Dostaliśmy narzędzie, o jakim nie mogliśmy nawet wcześniej marzyć” – pisze Reich. Człowiek współczesny nosi w swoim DNA ślady po dawnych międzygatunkowych „mezaliansach”, jakie homo sapiens popełniał z neandertalczykami, denisowianami i niezidentyfikowanym jeszcze gatunkiem określanym mianem populacji widmo. Wygraliśmy konkurencję z tymi gatunkami – lub skutecznie je wytępiliśmy – ale pozostał w nas ślad po ich istnieniu. Nasze DNA i dostarcza nam odpowiedzi na pytania, których nie mogły udzielić badania archeologiczne, a opublikowanie w 2010 roku opisu pierwszego neandertalskiego genomu rozjaśniło kilka tajemnic. Wiemy już, że geny Homo neanderthalensis mają się świetnie – można je odnaleźć w populacjach nieafrykańskich i afrykańskich. Zakwestionowano popularny przez dziesiątki lat model „wyjścia z Afryki” (mówiący, że stamtąd wywodzi się obecna ludzkość), mapa ludzkich migracji okazała się zaś o wiele bardziej skomplikowana. Przeszłości ludzkość była znacznie bardziej zróżnicowana, a jeszcze 40 tysięcy lat temu na Ziemi żyło wiele grup ludzi archaicznych, którzy różnili się od nas fizycznie, ale nie aż tak bardzo, jak nam się mogło wydawać. Mieszane populacje ludzko-neandertalskie żyły w Europie i całej Eurazji – przez tysiące lat, a wielu współczesnych domieszkę genetyczną uważa za reptiliańską (gadzią, znamię bestii).
Wiele niespodzianek przyniosło również odczytanie – dzięki małej kosteczce z syberyjskiej jaskini – genomu denisowiańskiego. Porównując DNA współczesnych Nowogwinejczyków z DNA innych nieafrykańskich populacji, genetycy oszacowali, że od 3 do 6% swojego DNA odziedziczyli oni po denisowianach. Do tego dochodzi jeszcze u nich około 2% DNA neandertalskiego. To znaczy, że Papuasi mają dziś w swoim genomie domieszkę DNA ludzi archaicznych wynoszącą 5–8% - a cechy takie jak skłonności do ludożerstwa są tymi reptilskimi czy gadzimi, albo prościej prymitywnymi, barbarzyńskimi, bestialskimi. Najwięcej mają domieszki prehistorycznych ras wśród wszystkich współczesnych populacji! Genetycy twierdzą, że mamy obecnie dostęp do całogenomowych danych czterech bardzo różniących się od siebie populacji ludzkich. Te populacje to ludzie współcześni, neandertalczycy, syberyjscy denisowianie i australodenisowianie. „Do tej czwórki trzeba dodać jeszcze hobbitów – pisze David Reich – małych ludzi z indonezyjskiej wyspy Flores, jak wiele wskazuje odległych kuzynów wczesnego Homo erectus, którego potomkowie trafili na Flores ponad siedemset tysięcy lat temu i odizolował ich wzrost poziomu morza. Te pięć grup ludzi – a prawdopodobnie więcej, tyle że jeszcze nieodkrytych – było od siebie odseparowanych setki tysięcy lat”.
Niechętnie widzielibyśmy go w rodzinie – krępy, grubokościsty, z szerokim nosem i wystającymi łukami brwiowymi – o nie, o takim krewnym wolelibyśmy jak najszybciej zapomnieć. Mimo to musieliśmy go przyjąć, jeżeli nie do naszej ludzkiej rodziny, to na pewno do świadomości, że Neandertalczyk to nasz krewniak - wymarły przedstawiciel rodzaju Homo sapiens – człowieka rozumnego. Może nie brat, ale na pewno kuzyn. Wiadomo już było, że Neandertalczyk pojawił się około 400 tysięcy lat przed erą chrześcijańską, w środkowym Plejstocenie. „Najmłodsze” znalezione szczątki datowane są na 24.500 lat p.e.ch. Ustalono, że średni wzrost mężczyzn wynosił około 165 cm, waga – 90 kg. (Ale znaleziono też osobnika o wzroście 190 cm). Przeciętny wzrost kobiet to 155 cm. W porównaniu z czaszką ludzką, poza wspomnianymi wysuniętymi wałami oczodołowymi czaszka Neandertalczyka charakteryzowała się brakiem spiczastej brody i masywniejszą żuchwą. Ale najważniejszą różnicę stanowi rozmiar puszki mózgowej, która jest większa u Neandertalczyka o 1/3 – Neandertalczyk 1370–1900 cm3, człowiek współczesny 1490–1500 cm3.
Neandertalskie DNA nie pochodzi od naszej, ludzkiej „mitochondrialnej Ewy” – tak nazywa się kobietę, która dała początek wszystkim wersjom mtDNA. To jakby „matka” wszystkich ludzi żyjących obecnie na Ziemi. Okazuje się natomiast, że istnieje jeszcze jedna Ewa – „Ewa pierwsza” – wspólna mitochondrialna przodkini ludzi i Neandertalczyków, czyli nasza „mitochondrialna babcia”, która żyła jakieś 500 tysięcy lat temu, i to pewnie do tej matki neandertalczyków odnosi się starożytny mit o demonicznej Lilith, która żyła wcześniej niż biblijna Ewa (Chawwa, Chawa)). Już wstępne, oparte na znajomości tylko 60% genomu badanie z lat 2007-2009 wykazało, że domieszka DNA Neandertalczyka stanowi jakieś 2–4% genomu współcześnie żyjących ludzi i to na prawie wszystkich kontynentach. „Prawie”, bo z wyjątkiem jednego – Afryki. Co dziwniejsze, domieszka neandertalskich genów okazała się równie duża w przypadku Europejczyka, Chińczyka, a nawet mieszkańca Nowej Papui! Mało tego: geny neandertalskie odnaleziono na krańcach świata – na Ziemi Ognistej (południowe Chile i Argentyna) czy na Wyspie Wielkanocnej. Wygląda na to, że tylko Murzyni z Afryki są w pełni Homo Sapiens...
W lutym 2009 podczas dorocznego spotkania AAAS (Amerykańskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Naukowego) ogłoszono oficjalnie, że udało się skompletować pierwszy szkic genomu Neandertalczyka. Nie było wątpliwości: geny Neandertalczyka są podobne do ludzkich w 99,7% (co ciekawe, w tym samym roku tygodnik Nature zamieścił informację, o tym, że geny szympansa są podobne do naszych w 99,8%!). Najstarsze szczątki ludzi współczesnych znanych jako Homo Sapiens poza Afryką znaleziono w paśmie górskim w Izraelu, w jaskiniach Skhul i Qafzeh. Kilkanaście kilometrów dalej w jaskiniach Tabun i Kebara odkryto kości Neandertalczyków. To tutaj te dwie grupy zetknęły się ze sobą przed, jak obliczono, przed około 100 tysięcami lat. Sąsiedztwo, jak się wydaje pokojowe, trwało 50 tysięcy lat. Genetyka dowodzi, że to „oni” brali sobie „nasze” kobiety i to od nich, od Neandertalczyków, przepływały geny. Dzieci z mieszanych związków często były również przez nich wychowywane. Uczonym udało się nawet odtworzyć fenotyp dziecka neandertalskiego. Cechować je miały między innymi jasne oczy, szare lub niebieskie i jasne włosy, takie bardziej blond.
Około 50 tysięcy lat temu wszystko się zmieniło, prawdopodobnie za sprawą „nowej fali” ludzi, która wyruszyła z Afryki. Ta „fala” zaczęła szybko rozprzestrzeniać się po całym Starym Świecie. Po kilku tysiącach lat, a więc „szybko” w kategoriach antropologii, ludzie z nowej fali dotarli już do Chin. „Nasi” stali się nie tylko ekspansywni geograficznie, ale też agresywni i bojowi. Świadczyły o tym kościane groty strzał i końcówki oszczepów. Neandertalczycy, z niewiadomych przyczyn, wybrali wyłącznie Europę. Pozostali przy tych samych narzędziach, a kiedy dochodziło do spotkania obydwu grup, wycofywali się, unikając konfrontacji. Czyżby zatem, współczesna biała rasa była krzyżówką ludzi i neandertalczyków powstałą w Europie, ze szczególnymi ogniskami skupienia w niemieckim regionie Neandertalu, w pragermanii?
Mamy zawdzięczać w jakimś stopniu neandertalczykowi m.in.: białą skórę, niebieskie oczy, rude włosy, zamiłowanie do diety bogatej w tłuszcz i białko zwierzęce, duże nosy oraz 158 antywirusowych białek, które podobno codziennie ratują nam zdrowie. Według specjalistów, np. Davida Reicha z Harvard Medical School, gdyby złożyć w całość wszystkie neandertalskie kawałki DNA rozsiane po genomach współczesnej ludzkiej populacji, zebrałoby się tego nawet na jakieś 40 procent genomu neandertalczyka. Mamy zatem bogactwo wpływu neandertalskiego na Homo Sapiens, jednk u pojedynczego osobnika łącznie zwykle jest nie więcej niż kilka procent neandertalu.
Neandertalskie dziedzictwo ma subtelny, ale istotny wpływ na współczesną biologię człowieka. Istnieją bowiem powiązania między materiałem genetycznym naszego kuzyna a ludzkim układem odpornościowym, nerwowym, skórą, rozwojem mózgu i rozmnażaniem się naszego gatunku. Okazało się, że określony fragment neandertalskiego DNA znacznie zwiększa ryzyko uzależnienia od nikotyny, zatem współczesnych neandertalczyków poznajemy po skłonnościach do dymków, ale i innych uzależnień. Krzepliwość krwi to kolejna cecha. Nasi przodkowie mogli na niej skorzystać, ponieważ ich organizmy lepiej radziły sobie z nowymi zarazkami. Rany szybciej się uszczelniały, co zapobiegało wnikaniu patogenów do wnętrza ciała. Dziś wariant zwiększający krzepliwość krwi stał się szkodliwy dla współczesnego człowieka – zwiększa ryzyko udaru mózgu, zatorowości płucnej i powikłań ciążowych.
Geny neandertalczyka wpłynęły na kolor naszej skóry, oczu, skłonność do gromadzenia nadmiaru cholesterolu i rozwoju alergii. Kilka wariantów genów pochodzących od neandertalczyka wpływa na depresję: niektóre działają ochronnie, inne wręcz przeciwnie – zwiększają ryzyko jej występowania. Nowe analizy pozwalają sądzić, że niektóre warianty DNA neandertalskiego faktycznie wpływają na biologię naszej skóry, zwłaszcza na ryzyko powstawania na niej chorobowych zmian, do których prowadzi ekspozycja na słońce, a których przyczyną są właśnie nieprawidłowe keratynocyty.
Neandertalskie geny mogą one wpływać na przebieg COVID-19
Naukowcy są zdania, że sześć genów odpowiedzialnych za zwiększone ryzyko ciężkich objawów przeziębienia koronawirusem COVID-19 zostało odziedziczonych po przodkach sprzed 60 tysięcy lat. Najnowsze badania mają wyjaśniać, jak to możliwe. Geny odziedziczone po neandertalczykach mogą przyczyniać się do ryzyka poważnych powikłań po COVID-19. Najnowsze badanie zostało opublikowane na razie na stronie bioRxiv i czeka na publikację w czasopiśmie. W nim badacze starają się wyjaśnić, w jaki sposób konkretna mieszanka genów, odziedziczona około 60 tysięcy lat temu od neandertalczyków, jest odpowiedzialna za cięższy przebieg zakażenia koronawirusem. Około 60 tysięcy lat temu niektórzy przodkowie współczesnych ludzi rozprzestrzenili się z Afryki do Europy, Azji i Australii. Spotkania z neandertalczykami skończyły się krzyżowaniem obu gatunków, co zaowocowało "dołożeniem" ich DNA do naszej puli genetycznej. Te geny rozprzestrzeniały się na kolejne pokolenia, długo po wyginięciu neandertalczyków.
Większość tych neandertalskich genów była szkodliwa dla współczesnych ludzi. Mogły one stanowić obciążenie dla zdrowia lub utrudniać posiadanie dzieci. W rezultacie geny neandertalskie stały się rzadsze, a wiele z nich zniknęło z naszej puli genów. Część jednak zapewniła pewną przewagę ewolucyjną, np. zapewniając odporność na infekcję lub pomagając utrzymać ciążę. Ale najnowsze badania sugerują, że to właśnie sześć genów odziedziczonych po neandertalczykach może być odpowiedzialne za słabszą reakcję organizmu na SARS-CoV-2, czego efektem jest bardziej niebezpieczny przebieg COVID-19. Jak wynika z badań, ten konkretny fragment genomu jest obecnie powszechny w Bangladeszu, gdzie ma go około 63 procent ludzi oraz Azji Południowej (około ⅓ ludności). Badacze wskazują, że tylko 8 procent Europejczyków na ten fragment genomu i tylko 4 procent mieszkańców Azji Wschodniej. Wśród ludności afrykańskiej niemal nie obserwuje się go. Ten fragment genomu mógł zwiększać odporność na rodzime patogeny mieszkańców Azji Południowej, chociaż na razie są to spekulacje. Autorzy badania odkryli jednak, że jest to ten sam genom, który znaleziono u neandertalczyka zamieszkującego obecną Chorwację 50 tysiecy lat temu.
Eksperci są zgodni, że ten wariant genów mógł od tysięcy lat pomagać współczesnym ludziom w walce z patogenami. Możliwe jednak, że odpowiedź immunologiczna działająca przeciwko starożytnym wirusom skończyła się nadmierną reakcją na nowy koronawirus. Często przyczyną poważnych objawów COVID-19 jest niekontrolowana odpowiedź układu immunologicznego, znana jako burza cytokinetyczna. Dlatego u osób, które bezobjawowo przeszły zakażenie mogą nie wykształcić się antyciała. Na razie naukowcy przyznają, że potrzebują więcej czasu i dodatkowych badań, by lepiej zrozumieć, w jaki sposób konkretny zestaw genów może wpływać na odporność na przeziębienie koronawirusowe COVID-19. Spróbują również wyjaśnić, czemu genom, który niegdyś chronił ludzi, dziś może zwiększać zagrożenie dla zdrowia i życia, powodować nadmierną śmiertelność Homo Sapiens, z tymi neandertalskimi allelami (wariantami genów).
DNA neandertalczyków obecne u wszystkich żyjących współcześnie ludzi
Nowa metoda analizy DNA pod kątem śladów genów neandertalskich ujawniła, że również współczesne populacje afrykańskie, które uważano w dużej mierze za wolne od neandertalskich genów, mają zaskakująco dużo DNA naszego wymarłego krewniaka Homo Sapiens (HS). Kiedy pierwszej dekady XXI stulecia zsekwencjonowano genom neandertalczyka, wykorzystując DNA znalezione w pradawnych kościach, okazało się, że współcześni ludzie w Azji, Europie i Ameryce odziedziczyli około 2-4 procent DNA po neandertalczykach. Był to ostateczny dowód, że ludzie i neandertalczycy krzyżowali się po opuszczeniu Afryki. Od tamtej pory badania coraz to nowszymi metodami analizy wciąż wskazują na neandertalskie dziedzictwo kryjące się w populacjach nieafrykańskich. Do tej pory uważano, że mieszkańcy Afryki są w dużej mierze pozbawieni neandertalskich genów, ale nowe badania wskazują, że neandertalskie sekwencje DNA mogą być bardziej powszechne u współczesnych Afrykanów, niż wcześniej sądzono, chociaż część zbadanych Murzynów jest wolna od neandertalizmów genetycznych.
Naukowcy doszli do tych odkryć opracowując nową metodę identyfikowania sekwencji neandertalskich w genomach współczesnych ludzi, zwaną IBDmix. W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Cell” zespół naukowców z Princeton University szczegółowo opisał nową metodę. To dzięki niej po raz pierwszy odnaleziono ślady neandertalskich genów zarówno w populacjach afrykańskich, jak i nieafrykańskich. Wyniki badań sugerują również, że afrykańskie genomy zawierają neandertalskie sekwencje po części z powodu migracji wstecznej przodków współczesnych Europejczyków do Afryki.
- Po raz pierwszy możemy wykryć faktyczny ślad pochodzenia neandertalskiego u Afrykanów - powiedziała współautorka badań Lu Chen.
- Nasze badanie jest znaczące, ponieważ zapewnia nowe spojrzenie na ludzką historię i wzorce neandertalskiego pochodzenia w zróżnicowanych globalnie populacjach – wtórował koleżance kierujący badaniami Joshua Akey z Princeton University.
- Nasze wyniki dopracowują katalogi regionów genomowych, w których sekwencja neandertalska była szkodliwa i korzystna. Pokazują również, że pozostałości genomów neandertalskich przetrwały w każdej współczesnej populacji ludzkiej – dodał Akey.
Naukowcy od dawna starają się lepiej zrozumieć historię ludzkości i wpływ neandertalskiego DNA na nasze zdrowie i dotykające nas choroby. Wielu uczonych uważa, że neandertalczycy pojawili się około 430 tysięcy lat temu. Zamieszkiwali tereny Europy i Azji Środkowej, ale nie zawędrowali do Afryki. Uczeni założyli, że neandertalczycy i przodkowie afrykańskich populacji byli geograficznie izolowani od siebie, stąd przekonanie, że mieszkańcy Afryki nie mają lub mają bardzo mało śladów naszych wymarłych krewnych w DNA. Neandertalczycy wymarli około 40 tysięcy lat temu, ale powody ich wyginięcia nie są do końca jasne.
Według autorów badań, Homo sapiens opuścił Afrykę i zawędrował do Azji i Europy. Podczas swojej wędrówki krzyżował się z neandertalczykami. Część z tej populacji, po kilkudziesięciu tysiącach lat powróciła na Czarny Ląd przekazując miejscowym swoje DNA. Dotychczas uczeni uważali, że to niewielka część, znacznie mniejsza niż wspomniane wcześniej 2-4 procent u mieszkańców Europy i Azji Wschodniej. Jednak nowe badania korygują te przekonania. Naukowcy porównali zsekwencjonowany w 2013 roku genom neandertalczyka z 2504 genomami współczesnych ludzi. Współczesne genomy pochodziły z bazy 1000 Genomes Project, która reprezentuje geograficznie zróżnicowane populacje, w tym także z Afryki. Nowa metoda pomogła dokładnie zidentyfikować neandertalskie DNA wśród mieszkańców Czarnego Lądu. Rezultaty badań wskazały znacznie więcej sekwencji neandertalskich w analizowanych próbkach afrykańskich, co odpowiada maksymalnie około 0,3 procent genomu.
Oprócz identyfikacji neandertalskiego pochodzenia w populacjach afrykańskich naukowcy ustalili także, że pochodzenie to nie było spowodowane niezależnym krzyżowaniem się neandertalczyków z populacjami afrykańskimi. Według nich to migracje starożytnych Europejczyków z powrotem do Afryki – około 20 tysięcy lat temu - wprowadziły neandertalskie geny do populacji afrykańskich. - Często wyobrażamy sobie, że miało miejsce jedno rozproszenie poza Afrykę, gdzieś około 60 do 80 tysięcy lat temu, co doprowadziło do zaludnienia świata. Jednak nasze wyniki pokazują, że ta historia była o wiele bardziej interesująca i było wiele fal rozproszenia poza Afrykę, z których niektóre doprowadziły do mieszanki współczesnych ludzi i neandertalczyków. Widzimy to w genomach wszystkich żyjących współcześnie ludzi – wyjaśnił Akey.
Nosimy neandertalskie dziedzictwo. Na dobre i na złe.
Od 2010 roku wiadomo, że neandertalczycy nie wymarli około 35-40 tysięcy lat temu tak bez reszty. Zostawili bowiem naszym przodkom, tzw. ludziom współczesnym przybyłym z Afryki do Azji i Europy, niemałe dziedzictwo genetyczne. Od 1 do 5 procent swego DNA każdy z nas odziedziczył właśnie po nich i ma to niebanalne znaczenie dla naszego zdrowia dziś, a aby znaleźć dokładne odpowiedzi, nauka potrzebuje danych. Jak twierdzą epidemiolodzy, pływamy w nich, trzeba tylko po nie sięgać i je analizować. Takim gigantycznym basenem z danymi epidemiologicznymi o niemałej grupie Europejczyków jest brytyjski UK Biobank. Centrum to, afiliowane przy Uniwersytecie Oxfordzkim, od 2012 roku pozwala na równych zasadach darmowego dostępu, wszystkim chętnym naukowcom – tak profesorom gigantycznych instytucji naukowych, jak i doktorantom prowincjonalnych uczelni – przeanalizować dane pół miliona Brytyjczyków. Oni wyrazili na to zgodę udzielając swoich danych medycznych, klinicznych, oraz materiału (krew) pozwalającego analizować ich DNA. Do głębi, w której amerykańskiej grupie badawczej udało się skorelować ponad 120 tysięcy markerów genetycznych z dwóch tysięcy chorób i cech psychicznych.
A co z pytaniami o nasza genetyczną przeszłość i jej następstwa w teraźniejszości i dla przyszłości naszego gatunku? Jedną z autorów odkrycia neandertalskiego DNA w naszym genomie była Janet Kelso z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka w Lipsku. Na rok 2019 i ona, wraz ze współpracownikami, skierowała swe zainteresowanie ku brytyjskiemu biobankowi, by znaleźć odpowiedź na pytanie o dziedzictwo neandertalczyka dla naszego zdrowia. To badanie genomu i danych medycznych współczesnych ludzi, pozwalające pojąć ewolucję naszego gatunku ludzi rozumnych. Specjalne chipy DNA „wychwytujące” neandertalskie wersje sześciu tysięcy genów ludzkich powstały już kilka lat temu dzięki entuzjazmowi Davida Reicha, genetyka populacji i specjalisty od paleogenetyki z Uniwersytetu Harvarda. Dziś przeskanowały one DNA zgromadzone w UK Biobanku na życzenie Janet Kelso.
W ten sposób wytypowano 112.338 osób, których dane kliniczne miały odpowiedzieć na pytanie, co nasze zdrowie zawdzięcza neandertalskim genom. Na tak dużych liczbach przebadanych przypadków da się zauważyć nawet subtelny wpływ jakiegoś czynnika na zdrowie. Bez wątpienia posiadanie w genomie neandertalskich wariantów stosownych genów zwiększa prawdopodobieństwo, że dana osoba pali papierosy lub się narkotyzuje, lubi pokarmy mięsne i tłuste, jest raczej nocnym markiem niż rannym ptaszkiem, ma tendencje do poparzeń słonecznych, łysienia i depresji oraz innych chorób psychicznych (schizofrenia). Cóż, geny optymalne dla aktywnej walki o byt w zimnych jaskiniach północnej półkuli, gdzie noce i zimy były długie, nie muszą być dobre dla siedzących przed monitorami, pozamykanych w czterech ścianach ludzi współczesnych żyjących nie tyle zdrowo, co wygodnie.
Potwierdzają się też wcześniejsze badania, że to neandertalskim matkom zawdzięczamy odporność na wiele wirusów oraz wariant +D kodujący białko zwane mikrocefalią. To gen związany z rozwojem ludzkiego mózgu. Skoro zatem wariant zwany „+D” tego genu dawał jakieś ewolucyjne benefity w przeciwieństwie do „-D”, a pochodzi od neandertalczyka, to może trzeba zrewidować nasze poglądy na jego umysłowe zdolności? UK Biobank staje się dziś źródłem wielu badań z zakresu medycyny ewolucyjnej. Pozwalają one stwierdzić, jak nasza konstrukcja genetyczna warunkuje płodność, atrakcyjność seksualną czy długość życia. Wbrew pozorom, nie uniezależniliśmy się od ewolucji. Ograniczamy jedynie bezpośredni wpływ selekcji na śmiertelność.
Nowe warianty genetyczne pojawiają się i rozprzestrzeniają lub nie w populacji. Tak jak kiedyś rozprzestrzeniły się w niej – czyli dawały jakieś ewolucyjne przewagi – warianty neandertalskie. Ponieważ człowiek współczesny opuściwszy Afrykę Subsaharyjską wymieszał się nie tylko z neandertalczykiem, ale także z tzw. denisowiańczykiem – gatunkiem ludzkim, dla którego odkryto kilka fragmentów szkieletu (paliczki, zęby) na terenie Syberii, dziś marzeniem Janet Kelso jest zbadać i ten genetyczny wpływ. Trzeba zatem, by twórcy biobanków w Azji skonstruowali je tak, by dawało się w nich wyszukiwać archaiczne warianty DNA, np. geny denisowiańczyków, którzy żyli 50 tysięcy lat temu obok neandertalczyków. Mamy ich DNA. Czy mu coś zawdzięczamy? Wielkie bazy danych biomedycznych, zwłaszcza o ile dostęp do nich będzie bezpłatny, mogą udzielić odpowiedzi.
KOBIETY HOMO SAPIENS NIE MOGŁY MIEĆ SYNÓW Z NEANDERTALCZYKAMI
Naukowcom w zasadzie udało się zajrzeć do łóżek naszym przodkom sprzed 50 tysięcy lat. Po latach od zsekwencjonowania genomu neandertalczyka badacze przyjrzeli się bliżej chromosomowi Y – temu, który warunkuje płeć męską, i odkryli coś dziwnego. Mimo że istnieją dowody na to, że ludzie krzyżowali się z neandertalczykami wielokrotnie, to jednak nasz chromosom Y nie ma nic wspólnego z neandertalskim. Innymi słowy neandertalskie DNA z chromosomu Y z jakiegoś powodu nie przeniosło się do naszego DNA. Wcześniejsze badania pokazały, że DNA współczesnych Europejczyków i Azjatów zawiera średnio od 1 do 3 procent domieszki pochodzącej od neandertalczyków (u niektórych osób nawet więcej). To ślad po tym, że oba gatunki, zamieszkując te same ziemie na przestrzeni kilkudziesięciu tysięcy lat, wielokrotnie nawiązywały ze sobą kontakty seksualne. Tymczasem badania liczącego 49 tysięcy lat neandertalskiego DNA z jaskini El Sidrón w Hiszpanii dowodzą, że DNA z chromosomu Y neandertalczyków w najmniejszym nawet stopniu nie zostało przeniesione na ludzi współczesnych. To by sugerowało, że z jakiegoś powodu ludzkie kobiety i neandertalscy mężczyźni nie byli kompatybilni pod względem rozrodczym.
Naukowcy znaleźli na to odpowiedź w DNA z jaskini El Sidrón. Chodzi o mutacje w trzech genach odporności, włączając w to gen odpowiedzialny za wytwarzanie antygenów, które mogą wywołać reakcję immunologiczną w organizmie ciężarnej kobiety prowadzącą do odrzucenia płodu i poronienia. Dotyczyło to wyłącznie męskich płodów zawierających „niekompatybilny” chromosom Y. Żeńskie płody były niezagrożone. Tak więc mimo że do kontaktów seksualnych neandertalskich mężczyzn z ludzkimi kobietami dochodziło zapewne wielokrotnie, to z tych związków niezwykle rzadko mogły narodzić się zdrowe dzieci płci męskiej. To zapewne przyspieszyło wyginięcie neandertalczyków, zaś wkład neandertalskiego DNA u Homo sapiens był przekazywany zasadniczo tylko w linii żeńskiej. Badania te zostały opublikowane w kwietniu 2016 roku. Trzy lata wcześniej odkryto szczątki dziecka będącego hybrydą ludzko-neandertalską, którego matka była neandertalką, zaś ojciec należał do gatunku Homo sapiens. Niemożność spłodzenia syna może być związana z neandertalskimi genami mężczyzny i kobiecym Homo Sapiens...
Ile genów neandertalczyka odziedziczył człowiek
Niektórzy ze współczesnych ludzi mają więcej genów praczłowieka z jaskini syberyjskiej, inni z niemieckiej doliny. To, że Homo sapiens krzyżował się z dwoma innymi gatunkami ludzi, neandertalczykami i denisowianami, jest już sprawą dobrze udowodnioną dzięki badaniom DNA. Teraz naukowcy ze Szkoły Medycznej Harvarda oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego opracowali mapę, która pokazała, gdzie ludzie mają w sobie więcej którego dziedzictwa genetycznego. To dziedzictwo wpływa na pewne nasze cechy, np. daje odporność na trudne warunki klimatyczne. Wyniki badań opublikowało czasopismo „Current Biology". Z mapy wynika, że potomkami denisowian są przede wszystkim mieszkańcy Oceanii, Indii, Chin, Mongolii, Syberii. Geny tego gatunku praczłowieka mają też mieszkańcy obu Ameryk. Papuasi np. mają ponad jeden procent genów denisowian. Mieszkańcy Malezji jeszcze więcej, około 2–4 procent. Europejczycy są dziedzicami DNA denisowian w stopniu zupełnie minimalnym (0,2 procenta).
Co do dziedzictwa neandertalskiego, to jest ono bardziej równomiernie rozłożone wśród mieszkańców różnych stron świata i wynosi wszędzie około 1–1,5 procenta średnio. Badania dotyczyły niemal wszystkich kontynentów – oprócz Afryki – a to z tego powodu, że zmieszanie się genów Homo sapiens z DNA jego dwóch kuzynów nastąpiło tuż po tym, gdy nasi przodkowie wywędrowali z Czarnego Lądu. Mieszkańcy Afryki Subsaharyjskiej wedle stanu wiedzy na rok 2016 nie mają w sobie genów ani neandertalczyka, ani denisowianina. Naukowcy uważają, że dziedzictwo genetyczne denisowian może być widoczne w pewnych cechach charakterystycznych dla mieszkańców Oceanii i Azji. Podejrzewają, że właśnie od tego praczłowieka wywodzi się wyjątkowo czuły węch Papuasów. Także zdolność Tybetańczyków do przystosowania się do warunków wysokogórskich to dziedzictwo denisowiańskie. Odpowiada za tę cechę specyficzny wariant genu EPAS1.
Co do spadku po neandertalczyku, to mogą to być np. grubsze włosy i skóra, ułatwiające przeżycie w chłodzie. Denisowianie to niedawno odkryty gatunek praczłowieka. Jego pozostałości pochodzące sprzed około 40 tysięcy lat znaleziono w 2010 roku na Syberii w Denisowej Jaskini. Denisowianie byli inteligentni i zręczni, świadczy o tym znaleziona w tej samej jaskini kamienna bransoleta: najstarsza znana ozdoba tego rodzaju. Szczególny podziw znawców budzi otwór w bransolecie, który został wykonany szybko kręcącym się wiertłem. Neandertalczyk zaś to najwcześniej opisany gatunek praczłowieka. Pierwszy szkielet wykopano w Niemczech w dolinie Neanderthal w roku 1856 (były wcześniejsze znaleziska, ale uznano je dopiero później). Neandertalczyk był człowiekiem bardzo mocnej, przysadzistej budowy, miał szeroką twarz i długo uważano go za prymitywniejszego kuzyna Homo sapiens. Jednak dziś wiemy, że neandertalczycy wytwarzali narzędzia i mieli swoją kulturę, i nie ma powodów, by uważać ich za mało inteligentnych, chociaż do wielu prymitywnych wytworów wystarczy IQ na poziomie 90 pkt.
W artykule w piśmie „Current Biology" naukowcy twierdzą, że udało im się ustalić, kiedy doszło do skrzyżowania Homo sapiens z denisowianami i neandertalczykami. Najpierw nastąpiło połączenie genów z człowiekiem neandertalskim. Było to około 50–60 tysiecy lat temu. Potem, około 44–54 tysięcy lat temu, DNA Homo sapiens wymieszało się z DNA denisowian. Oba wydarzenia dzieli więc około sześć tysięcy lat. Ale trzeba zaznaczyć, że sprawy krzyżowania się Homo sapiens z innymi gatunkami nie można jeszcze uznać za wyjaśnioną w 100 procentach. Choćby dlatego, że nie wiadomo, czy prócz denisowian i neandertalczyków nie mieliśmy innych genetycznych przodków – przecież o istnieniu denisowian dowiedzieliśmy się dopiero niedawno i kto wie, ilu jeszcze kuzynów Homo sapiens czeka na odkrycie.
Natomiast co do zbliżenia Homo sapiens z neandertalczykiem, to niektórzy uważają, że były dwa okresy, w których te gatunki się krzyżowały. W lutym 2016 roku w piśmie „Nature" ukazał się artykuł, z którego wynika, że zanim doszło do wymieszania się ich genów około 50 tysięcy lat temu, podobne spotkanie miało miejsce około 100 tysięcy lat temu na Bliskim Wschodzie, zaraz po tym, gdy duża grupa Homo sapiens opuściła Afrykę. By jeszcze bardziej skomplikować sytuację, należy dodać, że neandertalczycy krzyżowali się również z denisowianami. Krewniacy neandertalczyka, których szczątki znaleziono w jaskini Sima de los Huesos, mają, jak twierdzą naukowcy z Instytutu Maxa Plancka, aż 17 procent wspólnych genów z denisowianami. Wygląda więc na to, że ludzie różnych gatunków nie stronili od zbliżeń.
Geny po neandertalczykach wpływają u nas na ryzyko depresji czy uzależnień
Geny, jakie odziedziczyliśmy po neandertalczykach, mają związek z różnymi problemami ze zdrowiem u ludzi współczesnych, m.in. chorobami skóry, układu odpornościowego, depresją, uzależnieniami i metabolizmem. Wyniki badania na ten temat publikuje "Science". W 2010 roku naukowcy ogłosili, że od 1 do 4 procent DNA obecnego u ludzi o pochodzeniu Eurazjatyckim - to dziedzictwo po neandertalczykach. Efektem tego odkrycia był wysyp hipotez na temat wpływu "neandertalskiego" DNA na nasz wygląd i zachowanie - począwszy od barwy skóry, przez zwiększoną skłonność do alergii, po metabolizm tłuszczu. W numerze "Science" z początku 2016 roku naukowcy informują o nowych badaniach z tego zakresu. Zestawili oni dane na temat neandertalskiego DNA, zachowanego w genomach dużej części populacji dorosłych osób pochodzących z Europy - z danymi na temat ich zdrowia. Teraz potwierdzają, że pradawne dziedzictwo genetyczne ma niewielki, choć wyraźny wpływ na naszą biologię. "Nasze najważniejsze ustalenie jest takie, że DNA neandertalskie wpływa na stan zdrowia ludzi współczesnych. Odkryliśmy związki pomiędzy neandertalskim DNA a całym wachlarzem cech, dotyczących m.in. problemów odpornościowych, dermatologicznych, neurologicznych, psychiatrycznych oraz reprodukcyjnych" - wylicza jeden z autorów badania, genetyk ewolucyjny z Vanderbilt University (VU), John Capra. Jeśli udział wariantów (alleli) genów neandertalskich potwierdzi się w wypadku psychoz takich jak schizofrenia czy depresja, to całkowicie trzeba zmienić podejście do leczenia pacjentów psychicznych.
Wyniki Capry i jego współpracowników potwierdzają wiele dotychczasowych teorii. Jedna z nich sugerowała, że materiał genetyczny od neandertalczyków ma wpływ na komórki naskórka zwane keratynocytami, które pomagają chronić skórę przed uszkodzeniem z powodu wpływów środowiska, np. promieniowania UV czy patogenów. Nowe analizy pozwalają sądzić, że niektóre warianty DNA neandertalskiego faktycznie wpływają na biologię naszej skóry, zwłaszcza na ryzyko powstawania na niej chorobowych zmian, do których prowadzi ekspozycja na słońce. Przyczyną tych zmian są właśnie nieprawidłowe keratynocyty. Naukowcy przyznają, że wyniki często ich zaskakiwały, jak przykładowo, kiedy stwierdzili, że jeden z fragmentów neandertalskiego DNA znacznie zwiększa ryzyko uzależnienia od nikotyny. Znaleźli też warianty genów, które mają wpływ na ryzyko depresji. Część z nich to ryzyko zwiększa, część - zmniejsza.
Zaskakująco duża liczba fragmentów neandertalskiego DNA wpływa też na nasz stan psychiczny i neurologiczny - twierdzą autorzy badania. "Mózg jest nieprawdopodobnie złożony. Uzasadnione są więc podejrzenia, że pojawienie się zmian pochodzących z innej ewolucyjnej ścieżki może nieść pewne negatywne skutki" - zauważa pierwsza autorka badania, Corinne Simonti z VU. Dzisiejsi Europejczycy mają w swoim genomie DNA neandertalczyków, które 40 tysięcy lat temu mogło ułatwiać pochodzącym z Afryki przodkom przetrwanie w nowym środowisku, pełnym odmiennych patogenów i oznaczającym inną ekspozycję na słońce - sugerują autorzy badania. Wiele z tych cech może być dziś nieprzydatnych, np. neandertalski wariant genu, który zwiększa koagulację krwi - dodają. Naszym przodkom mógł on pomagać w obronie przed patogenami, na jakie byli narażeni w nieznanym środowisku. Dzięki genetycznej innowacji przejętej od neandertalczyków szybciej goiły się ich rany, co zapobiegało przenikaniu patogenów do organizmu. Obecnie wariant ten może się jednak okazać niekorzystny - hiperkoagulacja zwiększa bowiem jednocześnie ryzyko udaru, zatoru w płucach i komplikacji ciążowych. Związki pomiędzy neandertalską spuścizną genetyczną a naszym zdrowiem naukowcy odkryli, wykorzystując elektroniczną bazę danych na temat 28 tysięcy osób. Można w niej sprawdzić, czy ujęte tam osoby były wcześniej leczone na rozmaite choroby (np. serca, zapalenie stawów czy depresję). Naukowcy analizowali również genomy tych osób, aby ustalić, co odziedziczyli oni po neandertalczykach. Porównując obie grupy danych sprawdzili, które fragmenty neandertalskiego DNA wpływają na ryzyko chorób znanych z elektronicznej bazy.
Genetyka, odchody i dieta neandertalska
Pomimo pewnych zalet dla układu odpornościowego większość genów neandertalczyków była i jest gorsza, a neandertalczycy nie byli w stanie konkurować z ludźmi współczesnymi pod kątem genetycznym. Życie w epoce lodowcowej nie było łatwe, ale neandertalczycy byli świetnie przystosowani do zimnego klimatu i niebezpieczeństw świata sprzed tysięcy lat. Badanie skamieniałych odchodów naszych pradawnych krewniaków ustaliło ponad wszelką wątpliwość, że jadłospis neandertalczyków nie zawierał tylko mięsa zabitych zwierząt, ale także mieszankę warzyw, jagód czy na przykład orzechów. Naukowcy mieli już znacznie wcześniej wstępne dowody na to, że nasi praprapraprzodkowie mieli zróżnicowaną dietę, czego dowodem miało być odkrycie u neandertalczyków szczątków roślin w skamieniałych zębach. Zapewne tylko część neandertalczyków z uwagi na warunki, odżywiała się tylko produktami mięsnymi przez dłuższy okres czasu (wśród lodów i śniegów). Odchody są „doskonałym dowodem, ponieważ jest pewne, że znaleziony w nich materiał został wcześniej skonsumowany”, powiedziała Ainara Sistiaga, doktorantka z Uniwersytetu La Laguna na Wyspach Kanaryjskich, główna autorka tych badań. Mające 50 tysięcy lat próbki znaleziono na stanowisku El Salt w Alicante w Hiszpanii. Są to bez wątpienia najstarsze znane odchody neandertalczyków. Sistiaga i jej współpracownicy zebrali je, wykopując niewielkie próbki gleby spod warstw popiołu wskazujących na istnienie w tym miejscu obozowego ogniska.
Próbki odchodów zostały zmielone na proszek i wysłane do analizy do słynnego Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Stanach Zjednoczonych. Amerykańscy naukowcy podeszli do badań i analiz z wielką powagą, użyli między innymi techniki zwanej chromatografią gazową do szukania związków będących produktem ubocznym trawienia mięsa i warzyw. Otóż we wszystkich próbkach znaleziono wskaźniki spożycia mięsa, ale dwie zawierały też związki, które jednoznacznie wskazywały na konsumpcję roślin. To ostatnie ustalenie było o tyle wążne, że był to bez wątpienia pierwszy bezpośredni dowód na prezynajmniej okazjonalną wszystkożerność neandertalczyków. Chociaż przeprowadzona analiza nie była w stanie dokładnie określić konkretnych rodzajów pożywienia neandertalczyków, to jednak kolejna, całkiem odrębna analiza pyłków wskazała ponad wszelką wątpliwość, że w regionie dzisiejszej Hiszpanii, w którym zamieszkiwali ci prehistoryczni ludzie, rosły jagody, orzechy oraz bulwy.
Wcześniejsze wykopaliska prowadzone także w tym i innych rejonach ujawniały kości reniferów i jeleni, co doprowadziło do założenia, że dieta neandertalczyków była zdominowana przez mięso. „Uważamy, że neandertalczycy prawdopodobnie jedli wszystko, co było dostępne w różnych sytuacjach, porach roku i klimatach”, powiedziała Sistiaga. Te ważne ustalenia dla poznania życia oraz upodobań kulinarnych naszych przodków zostały opublikowane w specjalistycznym czasopiśmie PLOS ONE. Podają one pod dyskusję dość powszechną i akceptowalną przez świat naukowy teorię, według której to właśnie sztywna dieta neandertalczyków mogła przyczynić się do ich wymarcia. Roger Summons, profesor geobiologii na wspomnianej prestiżowej amerykańskiej uczelni i jednocześnie współautor artykułu, powiedział: „Ważne jest, by zrozumieć wszystkie czynniki, które doprowadziły do tego, że ludzie zdominowali naszą planetę. Częściowo stało się to dzięki temu, że z czasem coraz lepiej się odżywiali”.
Być może właśnie te ustalenia sprawiły, że zapanowała swoista moda czy raczej głupawka na dietę naszych neandertalskich praprzodków, co tak czy owak powoduje cofanie się w rozwoju i uprymitywnianie. Jak grzyby po deszczu powstawały i nadal powstają w różnych krajach restauracje opierające swój jadłospis właśnie na diecie neandertalczyków. Szczególnie dużo powstało ich na wschodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczych, w reptiliańskiej Kalifornii, która od długiego czasu jest prawdziwą mekką zdrowego odżywiania się i zdrowego stylu życia, chociaż wiadomo, że dieta typowo mięsna jest najbardziej niezdrowa i sprzyja skróceniu długości życia. Rzecz jasna, w lokalach tych serwowane są posiłki zmodyfikowane w porównaniu z tymi, które były na kamiennych stołach neadentarlczyków. Sama jednak zasada, nieprzetworzone produkty, ich skąpość oraz surowość zostały zachowane. Nie wiadomo, czy to kolejna moda czy już trend. Po niemal 300 tysięcy lat dominacji w Azji i Europie niespodziewanie wyginęli, chociaż ich uprymitywniające geny są w ludzkim DNA. Mowa o neandertalczykach, naszych bliskich ewolucyjnie krewniakach. Zagadki ich wymarcia ciągle nie wyjaśniono, przynajmniej na 2020 rok. Mówi się, że sprawcami byli nasi bezpośredni przodkowie. Podobno neandertalczycy krzyżowali się z naszym gatunkiem i częściowo zostali przez nich wchłonięci. Inne badania podają, że zalała ich fala imigrantów, która była silniejsza od nich w walce o pożywienie.
Neandertalczycy mieli duże i mięsiste nosy
Badacze od dawna zastanawiali się, co ukształtowało czaszki neandertalczyków w tak charakterystyczny sposób (mocno wysunięta do przodu środkowa część twarzy). Dzięki modelowaniu 3D – znamy wreszcie odpowiedź. Jednym z poddanych analizie potencjalnych wyjaśnień, tłumaczących ów kształt czaszek, była teoria mówiąca, że taka budowa dawała neandertalczykom większą siłę gryzienia. Ta hipoteza została jednak obalona dzięki stworzeniu modeli 3D czaszek naszych starszych kuzynów i homo sapiens. Z analiz porównawczych, opublikowanych w najnowszym numerze „Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences” wynika, że siła gryzienia była porównywalna pomiędzy obydwoma gatunkami człowieka. Na modele cyfrowe nałożono mięśnie i tkanki miękkie, po czym zbadano ruch powietrza przez różne otwory w czaszce.
Z obserwacji badaczy wynika, że jama nosowa neandertalczyka pozwalała na dobre ogrzewanie i nawilżanie powietrza. Miał on w tym zakresie przewagę nad homo heidelbergensis, co – jak podkreślają naukowcy – ułatwiało mu przetrwanie w zimnym i suchym klimacie. Ważniejszą różnicą anatomiczną działającą na korzyść neandertalczyka wydaje się jednak to, że potrafił on bardzo efektywnie oddychać. W porównaniu do homo sapiens i homo heidelbergensis nabierał powietrze prawdopodobnie dwa razy szybciej, co pozwalało mu znacznie lepiej dotleniać krew. Jak możemy przeczytać w materiale przygotowanym przez livescience.com: "Aby przetrwać i rozwijać się w krajobrazie epoki lodowcowej, neandertalczycy mogli potrzebować dużo energii, aby regularnie ścigać dużą zwierzynę lub po prostu, aby utrzymywać ciepłotę ciała." Pozostałością po neandertalczykach w ludzkim genomie mogą być wyjątkowo duże, grube i mięsiste nosy pozwalajace na intensywne dotlenianie, a co za tym idzie na zwiększony wysiłek fizyczny.
ODNALEZIONO HYBRYDĘ LUDZKO-NEANDERTALSKĄ
Dwa gatunki ludzi: Homo sapiens i Homo neanderthalensis. Przez kilkadziesiąt tysięcy lat żyliśmy obok siebie: polowaliśmy na te same zwierzęta, korzystaliśmy z tych samych źródeł wody pitnej, zasiedlaliśmy sąsiednie jaskinie. Musieliśmy się spotykać, walczyć ze sobą i – czy nam się to podoba, czy nie – krzyżować się ze sobą. Naukowcy od dawna byli tego pewni (średnio około 2,5 procent genomu współczesnych ludzi żyjących poza Afryką pochodzi z neandertalskiego DNA), ale nie było na to bezpośrednich dowodów. Aż do teraz, do roku 2012/2013. Na terenie północnych Włoch znaleziono szkielet ludzko-neandertalskiej hybrydy. Kości pochodzą sprzed 30 – 40 tysięcy lat, a więc z czasów, gdy oba gatunki zamieszkiwały Europę.
Budowa szczęki znalezionego osobnika wskazuje na to, że odnaleziono stadium pośrednie pomiędzy neandertalczykiem i człowiekiem współczesnym. Analiza genetyczna wykazała, że mitochondrialne DNA jest neandertalskie, a więc matka na pewno była neandertalką. Jeśli teza o krzyżówce się potwierdzi, oznacza to, że ojcem był Homo sapiens. Jaskinia Riparo di Mezzena, w której odnaleziono te kości, pełna była pozostałości typowo neandertalskiej kultury. Wygląda więc na to, że mimo iż neandertalczycy mieszali się z Homo sapiens, nie tworzyli wspólnych społeczności. Jak więc mogło dojść do skrzyżowania się obu gatunków? Naukowcy jako najbardziej prawdopodobną hipotezę wskazują gwałt wojenny. Cóż, nasza historia jest ich pełna. Tak czy inaczej: z punktu widzenia historii naszego gatunku to bardzo ważne znalezisko.
Romans denisowian z neandertalami
Naukowcy znaleźli dowód na romans między przedstawicielami dwóch różnych gatunków sprzed 90 tysięcy lat. Jakieś 90 tysięcy lat temu w jaskini w górach Ałtaj (na terenie dzisiejszej Rosji) zmarła w wieku 13 lat dziewczynka. 13 lat to nie był wcale tak niepokojąco wczesny wiek śmierci, jak dziś nam się zdaje - w tym wieku umierał człowiek dorosły, często już po tym, jak postarał się o potomstwo. Dziewczynka, nazwana Denisova 11, była wyjątkowa z innego powodu. Była córką nietypowej pary: jej matka była neandertalką, a ojciec denisowianinem. Są to dwa podgatunki hominidów, które już wymarły - ale których fragmenty genów rozpoznajemy cały czas nawet u ludzi. Oznacza to, że były o tyle blisko spokrewnione, aby móc się, z różnymi skutkami, krzyżować. Wiedzieliśmy wcześniej że neandertalczycy i denisowianie się krzyżowali - jednak dopiero teraz udało nam się odnaleźć dowody w postaci szczątków ich bezpośredniego potomka, do tego na tyle dobrze zachowanych że udało się z nich uzyskać fragmenty DNA. Na podstawie materiału genetycznego udało się również ustalić że ojciec dziewczynki miał wśród swoich przodków również osoby spokrewnione z neandertalczykami. Pozwala to domyślać się, że obie grupy miały okazje do kontaktów w dłuższym okresie.
 |
| Denisowianki i denisowianie mieli bardziej okrągłe twarze |
Dla dr Viviane Slon, która dokonała ekstrakcji DNA, była to duża niespodzianka. Posiadamy sekwencje DNA od bardzo małej liczny prehistorycznych hominidów - tak naprawdę od około 20 osobnikow - mówi dr Slon. Znalezienie pół-neandertalczyna, pół-denisowianina było dużym zaskoczeniem. Oznacza to że te dwa gatunki miały więcej szans na interakcje niż dotąd myśleliśmy. Nazwa denisowian pochodzi od Denisowej Jaskini, również w górach Ałtaj, gdzie po raz pierwszy odnaleziono ich szczątki. Pozostawili po sobie również ślady kultury materialnej - ozdoby sprzed około 40 tysięcy lat. Neandertalczycy z kolei żyli na zachodzie Europy - ich nazwa wywodzi się od niemieckiej doliny Neandertalu skrywającej początki praniemieckie, germańskie, jako że typowa niemiecka rodzima populacja, posiada bardzo wysoku procent genomu neandertalskiego. Materiał znaleziony w Ałtaju to dosłownie proszek z kości, należący do kilku osobników. Mimo to naukowcom udało się oddzielić konkretnego osobnika, określić jego płeć, i wyekstrahować fragmenty DNA. Mimo że pracę archeologów wciąż wyobrażamy sobie tak samo, to korzystają oni z najnowocześniejszych metod śledczych, aby wycisnąć z tych resztek materiałów jak najwięcej informacji.
Neandertalczycy urządzali pogrzeby - Irak
Odkrycie liczącego 70 tysięcy lat szkieletu dostarczyło nowych dowodów, że neandertalczycy chowali swych zmarłych i przeprowadzali obrzędy pogrzebowe z użyciem kwiatów. Dobrze zachowane szczątki neandertalczyka - m.in. czaszkę i dłonie - odnaleziono w jaskini Szanidar w Kurdystanie w północnej części Iraku. Nazwany "Szanidar Z" szkielet znaleziono wśród osadu zawierającego pradawne pyłki i inne zmineralizowane fragmenty roślin, które zostaną poddane badaniom. Płeć odnalezionego neandertalczyka nie została na rok 2020 ustalona. Uzębienie wskazuje, że był to przedstawiciel rodzaju Homo (Człowiek) w średnim lub starszym wieku. Neandertalczyk spoczywał na plecach z lewym przedramieniem pod głową, z prawą ręką zgiętą w łokciu. Naukowcy liczą, że z zębów lub kości Szanidara Z uda się pozyskać DNA.
Kilkadziesiąt lat temu w jaskini Szanidar odkryto szczątki dziesięciu neandertalczyków, w tym trójki dzieci. Pojawiły się wówczas teorie, że neandertalczycy mieli rytuały pogrzebowe. Część środowiska naukowego odrzucała te twierdzenia argumentując, że odnalezione wśród szczątków pyłki roślin nie muszą oznaczać, że neandertalczycy kładli kwiaty przy ciałach zmarłych. Odkrycie Szanidara Z rozbudza dawne teorie tym bardziej, że ciało wygląda na celowo umieszczone w wygrzebanym w ziemi zagłębieniu. Autorka opublikowanych w "Antiquity" badań Emma Pomeroy, paleoantropolog z Uniwersytetu Cambridge powiedziała, że choć początkowo sceptycznie podchodziła do teorii o neandertalskich pogrzebach z kwiatami, teraz dopuszcza możliwość, że teoria ta jest prawdziwa. - Z niecierpliwością czekam na wyniki naszych badań - dodała. Jej zdaniem, w przypadku Szanidara Z kluczowe jest celowe przeprowadzenie pogrzebu. Pomeroy zwróciła uwagę, że choć ciało można było pochować ze względów praktycznych, np. by nie przyciągało drapieżników, to jednak gdy pochówek wykracza poza sferę praktyczną, wskazuje na kompleksowe i abstrakcyjne myślenie, jest także dowodem współczucia i emocji związanych ze śmiercią, być może żałoby.
Homo sapiens nie doprowadził do wymarcia neandertalczyków
To nie inwazja homo sapiens na tereny zamieszkiwane przez neandertalczyków doprowadziła do ich wyginięcia – wynika z nowych badań na rok 2019. Jak przekonują holenderscy naukowcy, populacja naszych krzepkich kuzynów w momencie przybycia współczesnych ludzi na ich tereny już była nieliczna, a niekorzystny zbieg okoliczności tylko przypieczętował od dawna widoczny na horyzoncie los. Około 40 tysięcy lat temu neandertalczycy zniknęli z powierzchni Ziemi. Dyskusja na ten temat trwa już od wielu lat, a większość hipotez sugeruje, że to konkurencja ze strony homo sapiens spowodowała upadek neandertalczyków. Nowe badania wskazują, że może to jednak nie była nasza wina. Neandertalczycy skolonizowali tereny Eurazji znacznie wcześniej od homo sapiens. W chwili przybycia współczesnych ludzi do Europy i na tereny Bliskiego Wschodu, populacja neandertalczyków była już tak niewielka, że nasi kuzyni mogli zniknąć z powierzchni Ziemi bez czynników zewnętrznych. Teoria ta jednak nie tłumaczy skąd się wzięła powszechna domieszka genomu neandertalskiego u homo sapiens.
Neandertalczycy wyginęli mniej więcej w tym samym czasie, gdy współczesny człowiek zaczął kolonizować tereny Bliskiego Wschodu i Europy. Jednak rola homo sapiens w wyginięciu neandertalczyków może być przeceniana. Śmierć gatunku mogła neandertalskiej rasy przedludzkiej może wynikać jedynie z nagromadzenia pecha – powiedział Vaesen. Autorzy badań wykorzystali modelowanie populacji do sprawdzenia, czy neandertalczycy mogli wymrzeć bez zewnętrznych bodźców, takich jak współzawodnictwo współczesnych ludzi. Posłużyli się danymi z nadal istniejących społeczności zbieracko-łowieckich, jako punktów odniesienia. Opracowali modele dla symulowanych populacji neandertalczyków o różnych początkowych rozmiarach - 50, 100, 500, 1000 oraz 5000 osobników. Następnie dla swoich populacji modelowych przeprowadzili symulację wpływu kojarzenia krewniaczego, rocznych losowych wahań demograficznych urodzeń, zgonów i stosunku płci oraz efektu Alleego, który mówi o tym, że zarówno zmniejszona, ale także zwiększona liczebność populacji negatywnie wpływa na sprawność osobników. Naukowcy zignorowali hipotetyczne czynniki interakcji i konkurencji z homo sapiens. Wszystko po to, by sprawdzić, czy czynniki te mogą spowodować wymarcie danej populacji w ciągu 10 tysięcy lat.
Wyniki pokazały, że brane pod uwagę czynniki były wystarczające, aby doprowadzić do wyginięcia populacji neandertalczyków w czasie symulacji obejmującej okres do 10 000 lat. Modele populacyjne pokazały, że mało prawdopodobne jest, aby sam chów wsobny doprowadził do wyginięcia (miało to miejsce tylko w przypadku najmniejszej populacji modelowej). Jednak efekt Alleego w powiązaniu z czynnikami reprodukcyjnymi, kiedy nie więcej niż 25 procent lub mniej kobiet neandertalskich urodziło w ciągu danego roku (co jest powszechne wśród istniejących społeczności zbieracko-łowieckich), mógł spowodować wyginięcie populacji liczącej początkowo nawet do 1000 osobników. Wspomniane czynniki w połączeniu z fluktuacjami demograficznymi mogły spowodować wyginięcie we wszystkich populacjach modelowanych w ciągu 10 tysięcy lat.
Możliwe jest również, że współcześni ludzie mogli wpłynąć na populacje neandertalczyków w sposób, który wzmocnił tylko wymienione czynniki. Jednak pokazując, że same problemy demograficzne mogły doprowadzić do wyginięcia neandertalczyków, autorzy zauważają, że modele te mogą służyć jako „hipoteza zerowa” dla przyszłych konkurujących teorii - w tym wpływu współczesnych ludzi na neandertalczyków. „Nasze wyniki potwierdzają hipotezę, że zniknięcie neandertalczyków mogło być wynikiem czynników demograficznych, wewnętrznej dynamiki działającej w małych populacjach. Rezultaty są zgodne ze scenariuszem, w którym niewielka populacja neandertalczyków utrzymuje się przez kilka tysięcy lat, a następnie z powodu nagromadzenia pecha znika” - wyjaśniają autorzy.
Badacze wskazują też, że anatomicznie współcześni ludzie mogli odegrać pewną rolę w tym naturalnym upadku neandertalczyków, jednak nie poprzez konkurowanie o zasoby, ale działając jako rozproszenie seksualne. Innymi słowy, ze względu na krzyżowanie się starożytnych ludzi z neandertalczykami, ci ostatni mogli mieć mniej okazji do utrzymania swoich skąpych, osłabionych i wrażliwych genetycznie populacji. Badania te nie dowodzą, że współcześni ludzie nie konkurowali z neandertalczykami. Wskazują, że taka konkurencja nie jest konieczna do wyjaśnienia wyginięcia. - Wiemy, że neandertalczycy żyli w małych subpopulacjach i rozproszyli się po Europie. Obecność ludzi mogła utrudnić neandertalczykom przemieszczanie się między grupami, zmuszając każdą subpopulację do samodzielności i zaostrzając chów wsobny, efekt Alleego i skutki złych lat. To mogło wystarczyć – wyjaśnił Vaesen.
Ostatni neandertalczycy mogli mieszkać na Uralu
Zespół badaczy odkrył jeden przypadek przetrwania neandertalczyków dłużej niż ich główna granica wymierania w Byzowej na Uralu. Według badań przeprowadzonych w 2011 roku neandertalczycy zniknęli stamtąd dopiero 31 000 lat temu - jakieś 9000 lat później niż dotychczas zakładano. Jeżeli faktycznie byli to neandertalczycy, to byliby to nie tylko ostatni przedstawiciele gatunku, ale także żyjący najdalej na północ - niemal 1000 km ponad zakładaną dotychczas północną granicą ich terytorium. Odosobnienie tej grupy mogło ochronić ją przed wymarciem przez kilka tysięcy lat, a jednocześnie opóźnić jej odkrycie przez współczesnych archeologów. Znajdująca się ponad 1500 km od Moskwy Byzowaja znajduje się na urwisku znajdującym się u stóp Uralu, pasma górskiego stanowiącego granicę między Europą a Azją. Leżąc na 65 stopniach szerokości geograficznej, Byzowaja znajduje się też niecałe 200 km od koła podbiegunowego. Już od lat sześćdziesiątych XX wieku miejsce to było wielokrotnie badane przez kilka grup archeologów. Na przestrzeni lat wykopano tam ponad 300 artefaktów kamiennych oraz 4000 kości zwierząt, głównie mamutów. Narzędzia wykonane z kości dowodzą, że jakiś rodzaj człowiekowatych (do nich należeli także neandertalczycy) musiał zamieszkiwać ten teren. Nie ma jednak jeszcze pełnej zgodności co do tego, kim byli ci ludzie.
Najnowsze badania przeprowadzone przez rosyjsko-francuski zespół obejmowały datowanie radiowęglowe 33 kości znalezionych wśród artefaktów. Najnowsze dane wskazują, że pochodzą one z okresu 31 400 - 34 600 lat temu. Ten ekscytujący wynik zgadza się z oczekiwaniami naukowców: na Uralu znajduje się wiele stanowisk archeologicznych z okresu 30 000 - 43 000 lat temu. Byzowaja jest wyjątkowym stanowiskiem właśnie ze względu na wnioski naukowców, którzy twierdzą, że znalezione tam artefakty zostały stworzone przez neandertalczyków, ostatnich i najbardziej wysuniętych na północ. Wnioski opierają się na analizie 313 artefaktów kamiennych odkrytych w Byzowej, gdyż nie trafiono jak dotąd na dobrze zachowane szkielety. Porównując je z innymi, dobrze znanymi stanowiskami neandertalczyków z Europy środkowej i wschodniej, badacze doszli do wniosku, że narzędzia stylem i wykonaniem wyraźnie przypominają te, które znajdowano na stanowiskach, w których znajdowano kości neandertalczyków. Współczesny człowiek nigdy takich narzędzi nie wykonywał.
Archeolodzy bardzo często wykorzystują rodzaje artefaktów do ustalania obecności poszczególnych gatunków człowiekowatych lub kultur. Skamieniałe szczątki należą do rzadkości. Na większości stanowisk znajduje się tylko artefakty i to one stanowią najlepszy sposób ustalania, kto zamieszkiwał dany teren i kto wykonał znalezione na nim narzędzia. Jak na razie, nie ma żadnych szczątków człowiekowatych z Byzowej, w których znajdowałoby się DNA. Genomy jednak znaleziono w szkieletach z dwóch stanowisk w zachodniej Rosji (Kostenki i Sungir), w których także znaleziono artefakty podobne do tych z Byzowej. Problem jednak w tym, że te stanowiska nie są znowu tak blisko siebie. Odległość od nich do Byzowej to ponad 1000 i 1500 km. Są to po prostu stanowiska najbliższe w czasie i przestrzeni, w których znaleziono podobne narzędzia. Z drugiej strony najbliższe stanowiska z potwierdzonym DNA neandertalczyków znajdują się niemal dwa razy dalej na południe (Okładnikow, Denisowa i Mezmajskaja). Być może jest to jedno z ostatnich miejsc, w których żyli neandertalczycy, a być może też tak, że grupa składała się z przedstawicieli obu gatunków lub mieszańców.
Najstarsze szczątki neandertalczyków w Europie Środkowej znajdują się w Polsce
Najnowsze badania dowodzą, że w Polsce znajdują się najstarsze szczątki neandertalczyków w Europie Środkowej – informują naukowcy na łamach najnowszego wydania magazynu „Scientific Reports”. W 2008 roku w jaskini Stajnia (wieś Mirów w woj. śląskim) dokonano niezwykłego odkrycia. Okazało się, że znajdują się w niej narzędzia i szczątki neandertalczyków, naszych wymarłych ewolucyjnych krewniaków. Były to pierwsze szczątki neandertalskie, jakie odkryto na terenie Polski. Kilka lat później natrafiono na kolejne w Jaskini Ciemnej (Małopolska). Szczątki z jaskini Stajnia datowano pierwotnie na około 52-42 tysiecy lat. Najnowsze badania dowodzą, jednak, że były one znacznie starsze.
Badania prowadzili naukowcy z międzynarodowego zespołu, w tym z polskich ośrodków: z Uniwersytetu Wrocławskiego, Polskiej Akademii Nauk oraz Państwowego Instytutu Geologicznego. Zespół przeprowadził m.in. analizę genetyczną neandertalskiego zęba trzonowego, badając tzw. mitochondrialne DNA. Wynika z niego, że neandertalczycy z jaskini Stajnia byli bliżej spokrewnieni z populacją z północnego Kaukazu niż z Europy Zachodniej (w porównaniu z DNA z jaskini Scladina w Belgii i jaskini Hohlenstein-Stadel w Niemczech). Jak piszą naukowcy, świadczy to o mobilności neandertalczyków, przynajmniej niektórych. Dzięki badaniom DNA ustalono również nowe datowanie jednego z zębów trzonowych. Okazało się, że jest on starszy od innych szczątków neandertalskich z obszaru Europy Środkowej. Jego wiek oszacowano na około 116 tysięcy lat.
Analiza DNA mieszkańców Zachodniej Afryki ujawnia nieznanego nam przodka
Najnowsze badania sugerują, że cztery zachodnioafrykańskie populacje noszą geny, które mogą należeć do nieodkrytego jeszcze archaicznego plemienia hominini - czyżby w naszej drabince ewolucyjnej potrzebna była kolejna modyfikacja? Naukowcy twierdzą, że może chodzić o plemię pochodzące od tego samego przodka, co Neandertalczyk, człowiek z Denisowej Jaskini oraz współczesny człowiek, które podobnie jak pozostali wyodrębniło się jakieś 800 tysięcy lat temu. Poprzednie badania pokazywały, że homo sapiens krzyżowali się z neandertalczykami (pra-niemcami, pra-germanami) i denisowianami po wyemigrowaniu z Afryki, ale niewiele wiemy na temat genów homininów, których przodkowie nigdy nie opuścili Afryki, a wszystko przez problemy z pozyskaniem DNA, łatwo ulegającego degradacji w takich warunkach klimatycznych. Ażeby pokonać te trudności, Sriram Sankararaman i Arun Durvasula z University of California wykorzystali komputerowe modelowanie, żeby porównać wariacje genów 405 zachodnioafrykańskich genomów i tych pochodzących od Neandertalczyka i człowieka z Denisowej Jaskini. Zespół przyjrzał się zarówno obecnym, jak zamierzchłym, segmentom genomów ludności Joruba, zamieszkującej Ibadan w Nigerii. To właśnie w ten sposób odkryli większą zmienność genetyczną w starym DNA tego plemienia niż u neandertalczyka i denisowian, co może sugerować, że żadna z tych grup nie odpowiada za obserwowane różnice.
Podobne mechanizmy można było zaobserwować u ludności Mende w Sierra Leone i tej zamieszkującej zachodnie obszary Gambii - w sumie cztery populacje wywodzą się w 2-19% od tego tajemniczego przodka. Co prawda nie wiemy, czy chodzi tu o zupełnie nowy rodzaj hominida, o którym jeszcze nic nie wiemy i którego śladów jeszcze nie odkryliśmy, czy może lepiej nam znanego, ale mniej zbadanego, jak choćby Homo heidelbergensis, czyli człowiek heidelberski, który pojawił się około 700 000 lat temu. Tak czy inaczej, tajemniczy hominin zdaje się pochodzić od przodków, z których wykształcili się neandertalczyk, denisowianin oraz człowiek współczesny, zanim rodowód się podzielił. Naukowcy szacują, że wspomniany podział miał miejsce w pewnym momencie między 1 mln a 360 tysiącami lat temu, podczas gdy krzyżowanie się zamierzchłej populacji i przodków człowieka współczesnego odbyło się około 124 tysięcy lat temu. Badania pozwalają też lepiej zrozumieć skomplikowaną ewolucję człowieka i zawęzić widełki czasowe dotyczące pojawiania się kolejnych gałęzi naszego drzewa rodowego. Być może wszystko to łączy się w coś, czego w pełni nie rozumiemy. Coś złożonego, co miało miejsce około pół miliona lat temu albo nieco później. Może znajdziemy więcej dowodów rzeczowych, np. homininów z Eurazji, gdzie jest trochę chłodniej i DNA ma szansę zachować się w lepszym stanie, co pozwoli nam lepiej zrozumieć związek między Neandertalczykiem i człowiekiem współczesnym.
Ciąg dalszy nastąpi...
Zajrzyj znowu, pewnie dopiszemy kolejne rozdziały...
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz