Popoln vodnik po Denisovcih, novejši vrsti hominida

Na novo odkriti hominidi v Sibiriji

Navidezna rekonstrukcija spodnje čeljusti Xiahe po digitalni odstranitvi oprijete karbonatne skorje. Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig

Denisovanci so nedavno identificirani hominin vrsta, ki je sorodna drugima dvema vrstama hominida (zgodnji moderni ljudje in Neandertalci ), ki so si delili naš planet v obdobju srednjega in zgornjega paleolitika. Arheološki dokazi o obstoju Denisovancev so zaenkrat omejeni, vendar genetski dokazi kažejo, da so bili nekoč razširjeni po Evraziji in se križali z neandertalci in sodobnimi ljudmi.

Ključni zaključki: Denisovanci

• Denisovan je ime hominida, ki je v daljnem sorodstvu z neandertalci in anatomsko sodobnimi ljudmi.
• Odkrito z genomsko raziskavo leta 2010 na delcih kosti iz Denisove jame v Sibiriji
• Dokazi so predvsem genetski podatki iz kosti in sodobnih ljudi, ki so nosilci genov
• Pozitivno povezan z genom, ki ljudem omogoča življenje na visoki nadmorski višini
• Desno spodnjo čeljust so našli v jami na tibetanski planoti

Najzgodnejši ostanki so bili drobni fragmenti, najdeni v začetnih zgornjih paleolitskih plasteh Denisova Cave , v severozahodnem gorovju Altaj, približno štiri milje (šest kilometrov) od vasi Chernyi Anui v Sibiriji v Rusiji. Fragmenti so vsebovali DNK, zaporedje te genetske zgodovine in odkritje ostankov teh genov v sodobnih človeških populacijah pa ima pomembne posledice za človeško bivanje na našem planetu.

Denisova Cave

Prvi ostanki Denisovancev so bili dva zoba in majhen delček prstne kosti iz nivoja 11 v Denisovi jami, nivoja izpred 29.200 do 48.650 let. Ostanki vsebujejo različico začetnice Zgornji paleolitik kulturni ostanki, najdeni v Sibiriji, imenovani Altaj. Ti fragmentarni ostanki, odkriti leta 2000, so bili tarča molekularnih preiskav od leta 2008. Do odkritja so prišli potem, ko so raziskovalci pod vodstvom Svanteja Pääba na Projekt genoma neandertalca na Inštitutu Maxa Plancka za evolucijsko antropologijo uspešno dokončali prvo zaporedje mitohondrijske DNK (mtDNK) neandertalca, kar dokazuje, da neandertalci in zgodnji sodobni ljudje sploh niso zelo tesno povezani.

Marca 2010 je Pääbova ekipa poročala o rezultatih pregleda enega od majhnih fragmentov, falange (prstne kosti) otroka, starega med 5 in 7 let, najdenega v 11. ravni Denisove jame. Podpis mtDNA iz falange iz Denisove jame se je bistveno razlikoval od obeh neandertalcev oz. zgodnji moderni ljudje (EMH) . Decembra 2010 so poročali o popolni mtDNK analizi falange, ki je še naprej podpirala identifikacijo denisovanskega posameznika kot ločenega od neandertalca in EMH.

Pääbo in sodelavci verjamejo, da je mtDNK iz te falange potomec ljudi, ki so Afriko zapustili milijon let pozneje. Stoječi človek , in pol milijona let pred predniki neandertalcev in EMH. V bistvu je ta majhen delček dokaz človeške migracije iz Afrike, ki se je znanstveniki pred tem odkritjem sploh niso zavedali.

Molar

Analiza mtDNA molarja z ravni 11 v jami, o kateri so poročali decembra 2010, je pokazala, da je zob verjetno od mlade odrasle osebe istega hominida kot prstna kost in očitno drugega posameznika, saj je falanga od otroka.

Zob je skoraj popoln levi in ​​verjetno tretji ali drugi zgornji molar, z izbočenimi lingvalnimi in bukalnimi stenami, kar mu daje napihnjen videz. Velikost tega zoba je precej izven obsega za večino vrst Homo. Pravzaprav je po velikosti najbližje avstralopitek . Nikakor ni neandertalčev zob. Najpomembneje je, da so raziskovalci uspeli izvleči DNK iz dentina v korenu zoba, predhodni rezultati pa so poročali o njegovi identifikaciji kot Denisovan.

Kultura Denisovancev

O kulturi Denisovancev vemo, da se očitno ni veliko razlikovala od drugih začetnih populacij zgornjega paleolitika na sibirskem severu. Kamnita orodja v plasteh, v katerih so bili denisovski človeški ostanki, so različica Mousterian , z dokumentirano uporabo strategije vzporednega zmanjševanja za jedra in veliko število orodij, oblikovanih na velikih rezilih.

V Denisovi jami so našli okrasne predmete iz kosti, mamutovega okla in fosiliziranega nojevega oklepa ter dva fragmenta kamnite zapestnice iz temno zelenega klorita. Nivo Denisovan vsebuje najzgodnejšo uporabo igle z očesnim kostnim očesom, znano v Sibiriji do danes.

Sekvenciranje genoma

Leta 2012 je Pääbova ekipa poročala o kartiranju celotnega zaporedja genoma zoba. Denisovci imajo, tako kot sodobni ljudje danes, očitno skupnega prednika z neandertalci, vendar so imeli popolnoma drugačno zgodovino prebivalstva. Medtem ko je neandertalčeva DNK prisotna v vseh populacijah zunaj Afrike, je denisovanska DNK prisotna samo v sodobnih populacijah iz Kitajske, otoške jugovzhodne Azije in Oceanije.

Po analizi DNK so se družine današnjega človeka in Denisovancev razšle pred približno 800.000 leti in se nato ponovno povezale pred približno 80.000 leti. Denisovanci si delijo največ alelov s populacijami Han na jugu Kitajska , z Dai na severu Kitajske ter z Melanezijci, avstralskimi staroselci in otočani jugovzhodne Azije.

Posamezniki Denisovan, najdeni v Sibiriji, so nosili genetske podatke, ki se ujemajo s podatki sodobnega človeka in so povezani s temno kožo, rjavimi lasmi in rjavimi očmi.

Tibetanci, Denisovan DNA in Xiahe

Pogled skozi celotno dolino reke Jiangla na zgornji del doline. Kraška jama Biashiya je na koncu doline. Dongju Zhang, Univerza Lanzhou

Študija DNK, ki so jo objavili populacijska genetičarka Emilia Huerta-Sanchez s sodelavci v reviji Narava osredotočil genetsko strukturo ljudi, ki živijo na Tibetanska planota na 4000 metrih nadmorske višine in odkrili, da so Denisovanci morda prispevali k sposobnosti Tibetancev živeti na visoki nadmorski višini. Gen EPAS1 je mutacija, ki zmanjša količino hemoglobina v krvi, ki je potrebna, da ljudje preživijo in uspevajo na visoki nadmorski višini z nizko vsebnostjo kisika. Ljudje, ki živijo na nižjih nadmorskih višinah, se prilagodijo na nizke ravni kisika na visokih nadmorskih višinah tako, da povečajo količino hemoglobina v svojih sistemih, kar posledično poveča tveganje za srčne dogodke. Toda Tibetanci lahko živijo na višjih nadmorskih višinah brez povečane ravni hemoglobina. Znanstveniki so iskali populacije darovalcev za EPAS1 in našli natančno ujemanje v Denisovanovi DNK. Denisova jama je le približno 2300 metrov nad morsko gladino; Tibetanska planota ima povprečno 16.400 ft nadmorske višine.

Ekipa pod vodstvom paleontologa Jean-Jacquesa Hublina (Chen 2019) je preiskala arhivirane tibetanske paleontološke ostanke in identificirala spodnjo čeljust, ki je bila odkrita v kraški jami Baishiya, Xiahe, provinca Gansu, Kitajska leta 1980. Spodnja čeljust Xiahe je stara 160.000 let in predstavlja najzgodnejši znani fosil hominina, najden na tibetanski planoti—nadmorska višina jame je 10.700 ft. Čeprav v sami spodnji čeljusti Xiahe ni ostalo nobene DNK, je bil v dentinu zob ohranjen proteom – čeprav zelo degradiran, se je še vedno jasno razlikoval od kontaminantnih sodobnih proteinov. Proteom je skupek vseh izraženih proteinov v celici, tkivu ali organizmu; in opaženo stanje posameznih polimorfizmov aminokislin znotraj proteoma Xiahe je pomagalo ugotoviti identifikacijo Xiahe kot Denisovan. Strokovnjaki verjamejo, da je to človeško prilagajanje izjemnim okoljem morda olajšal pretok genov iz Denisovancev, ki so se prvi prilagodili podnebju.

Zdaj, ko imajo raziskovalci indic o tem, kako izgleda morfologija denisovanske čeljusti, bo lažje prepoznati možne kandidate za denisovanca. Chen et al. predlagal še dve vzhodnoazijski kosti, ki ustrezata morfologiji in časovnemu okviru jame Xiahe, Penghu 1 in Xuijiayo.

Družinsko drevo

Ko so anatomsko moderni ljudje zapustili Afriko pred približno 60.000 leti, so bile regije, kamor so prispeli, že poseljene: z neandertalci, prejšnjimi vrstami Homo, Denisovci in morda Homo floresiensis . Do neke mere se je AMH križal s temi drugimi hominidi. Najnovejše raziskave kažejo, da so vse vrste hominida potomci istega prednika, hominina v Afriki; toda natančen izvor, datum in širjenje hominidov po vsem svetu je bil zapleten proces, ki potrebuje veliko več raziskav, da bi ga identificirali.

Raziskovalne študije, ki so jih vodili Mondal et al. (2019) in Jacobs et al. (2019) so ugotovili, da sodobne populacije, ki vsebujejo primesi denisovske DNK, najdemo po vsej Aziji in Oceaniji, in postaja jasno, da je do križanja med anatomsko modernimi ljudmi ter denisovci in neandertalci prišlo večkrat v naši zgodovini na planetu Zemlja.

Izbrani viri

• Árnason, Wolf. ' Hipoteza iz Afrike in predniki nedavnih ljudi: Cherchez La Femme (Et L'homme) .' Gene 585.1 (2016): 9–12. Tiskanje.
• Bae, Christopher J., Katerina Douka in Michael D. Petraglia. ' O izvoru sodobnih ljudi: azijski pogledi .' Znanost 358.6368 (2017). Tiskanje.
• Chen, Fahu, et al. ' Denisovanska mandibula iz poznega srednjega pleistocena s tibetanske planote .' Narava (2019). Tiskanje.
• Douka, Katerina, et al. ' Ocene starosti fosilov hominina in začetek zgornjega paleolitika v Denisovi jami .' Narava 565.7741 (2019): 640–44. Tiskanje.
• Garrels, J. I. ' proteom .' Enciklopedija genetike . ur. Brenner, Sydney in Jefferey H. Miller. New York: Academic Press, 2001. 1575–78. Tiskanje
• Huerta-Sanchez, Emilia, et al. ' Prilagoditev nadmorske višine pri Tibetancih, ki jo povzroča introgresija denisovanske DNK .' Narava 512.7513 (2014): 194–97. Tiskanje.
• Jacobs, Guy S., et al. ' Več globoko divergentnih denisovskih prednikov pri Papuancih .' Celica 177.4 (2019): 1010–21.e32. Tiskanje.
• Mondal, Mayukh, Jaume Bertrandpetit in Oscar Lao. ' Približno Bayesovo računanje z globokim učenjem podpira tretjo arhaično introgresijo v Aziji in Oceaniji .' Nature Communications 10.1 (2019): 246. Natisni.
• Slon, Viviane idr. ' Genom potomcev neandertalske matere in denisovskega očeta. ' Narava 561.7721 (2018): 113–16. Tiskanje.
• Slon, Viviane idr. ' Četrti Denisovan posameznik .' Znanstveni napredek 3.7 (2017): e1700186. Tiskanje.