Denisova-clovek - biologia
The Denisova ľudia (Angličtina: Denisovanské hominíny alebo krátke Denisovanov) [1] sú populáciou rodu homo. Žili približne pred 40 000 rokmi - počas paleolitu - v pohorí Altaj na južnej Sibíri. Existenciu tejto populácie dokumentujú zatiaľ iba tri malé fosílie z takzvanej Denisovej jaskyne: zadný molár a kosti malíčka a špičky. Kosť prsta bola prvý raz vedecky popísaná v marci 2010, [2] zub v decembri 2010 [3] a prst na nohe v marci 2011. [4]
V roku 2010 sa Johannesovi Krauseovi a Svante Pääboovi z Max Planckovho inštitútu pre evolučnú antropológiu v Lipsku spočiatku podarilo vyhodnotiť DNA z mitochondrií (mtDNA) prstovej kosti pomocou sekvenovania DNA. Ohlásenie výsledkov tejto analýzy DNA vyvolalo celosvetový vnem, pretože fosílie sú dôkazom predtým neznámej populácie rodu, ktorá je len vzdialene spojená s neandertálcami a anatomicky modernými ľuďmi. homo bol tlmočený. O niekoľko mesiacov neskôr bola zverejnená aj analýza DNA z bunkových jadier kosti; potvrdila relatívnu nezávislosť obyvateľstva Denisova. Podľa toho zhruba pred 40 000 rokmi, okrem predtým známych populácií neandertálcov a Homo floresiensis ešte tretia komunita vzdialeného, ale jednoznačne rodu homo patriaci príbuzní anatomicky moderných ľudí. Fosílie Denisovej majú najväčšiu príbuznosť s nálezmi neandertálcov z jaskyne Vindija a jaskyne Mesmaiskaya. [3]
Od priradenia nálezov z Denisovej jaskyne k novému druhu alebo poddruhu sa v roku 2010 výslovne upustilo; V roku 2011 však boli fosílie pripísané „predtým neznámemu druhu“ [5], avšak opäť bez uvedenia názvu tohto druhu.
Nájsť históriu
Turisti v blízkosti vchodu do jaskyne
Vykopávky v Denisovej jaskyni (v skutočnosti „Denisova jaskyňa“) neďaleko hraníc s Kazachstanom uskutočnilo Prírodovedné múzeum v Novosibirsku [6] pod vedením dvoch archeológov Michaila Schunkowa a Anatoliho Derewjanka z Ruskej akadémie vied. Jaskyňa bola rozsiahle preskúmaná od 70. rokov po vystavení kamenných nástrojov v štýle Moustérien a Levallois, ktoré sa pripisovali neandertálcom. Bolo možné od seba odlíšiť niekoľko rôznych starých odkazov na používanie jaskyne prehistorickými ľuďmi (nájsť horizonty).
V roku 2000 pracovníci ruskej výskumnej skupiny odhalili molárny zub; človek si však nemohol byť istý homo-Priradiť typ. V roku 2008 bola objavená 48 000 až 30 000 rokov stará falanga (phalanx distalis), ktorá pravdepodobne pochádza z päť až sedemročného dieťaťa. V roku 2011 výskumná skupina konečne oznámila objavenie vonkajšej falangy ľavej nohy. [4]
Analýza mtDNA z kosti prsta
Johannes Krause, odborník na analýzu neandertálskej DNA, vyťažil dostatok DNA z mitochondrií z 30 miligramov práškového materiálu z prstovej kosti, aby mohol úplne rekonštruovať svoj plán (nukleotidová sekvencia mtDNA). [2] Táto sekvencia mtDNA sa potom porovnala so sekvenciou 54 ľudí, ktorí dnes žijú (homo sapiens), tiež so sekvenciou mtDNA mladého pleistocénu z Kostjonki 14.00 h Don (južné Rusko), [8] s úplnými sekvenciami mtDNA šiestich neandertálcov a - ako takzvaná outgroup, pretože žiadna DNA z Homo erectus/Homo heidelbergensis sa dalo vyhrať - s mtDNA šimpanza a bonobo. Zatiaľ čo sa neandertálci a anatomicky moderní ľudia líšia v priemere na 202 nukleotidových pozíciách v mtDNA, počet nezrovnalostí medzi nálezom z Denisovej jaskyne a anatomicky modernými ľuďmi je pri 385 takmer dvojnásobný.
Porovnaním týchto údajov s odchýlkami medzi ľuďmi a šimpanzmi (1462 pozícií) sa odhadlo, že vývojové línie Denisovanov a anatomicky moderných ľudí sa oddelili už pred 1 314 000 až 779 000 rokmi, zatiaľ čo vývojové línie od homo sapiens a neandertálci sa nakoniec oddelili iba pred 618 000 až 321 000 rokmi. Z toho sa vyvodil záver, že to bolo ďalšie na Altaji pred asi 40 000 rokmi homo sapiens a neandertálci tretia populácia rodu, ktorá sa tam prisťahovala nezávisle od týchto dvoch druhov homo dal.
Nakoľko spoľahlivé je datovanie rodinných vzťahov iba na základe mtDNA, je kontroverzné, pretože mitochondrie sa dedia výlučne prostredníctvom matky bez rekombinácie. Preto sú obzvlášť vystavení napríklad posunu génov a toku génov, čo znamená, že v krátkom čase môže dôjsť k pomerne veľkému počtu zmien; [3] na rozdiel od toho má bunkové jadro DNA desaťtisíce génových lokusov, ktoré sú „vývojovo neutrálne“, a preto sa menia menej rýchlo (a menej diskontinuálne).
Molárna morfológia
Takmer úplne zachovaný molár (molár M3 alebo M2 z ľavej oblasti hornej čeľuste), ktorý bol objavený v roku 2000, bol v roku 2010 kvôli svojej mtDNA tiež pridelený ľudu Denisova, ale inému jedincovi ako kosti prstov. [3] Zub je mimoriadne veľký, väčší ako molárne zuby neandertálcov a anatomicky moderných ľudí: meziodistálny (zvonka dovnútra) 13,1 mm, dvojjazyčný 14,7 mm (spredu dozadu; pri homo sapiens: meziodistálna približne 10-10,5 mm; buklingválne približne 9,5–10 mm [9]). Keby to bol M2 molár, mal by podobnú veľkosť ako zodpovedajúci molár z Homo erectus a Homo habilis; ak by to bol M3 molár, mal by podobnú veľkosť ako zodpovedajúci molár z Homo habilis alebo Homo rudolfensis a porovnateľné s molárnym M3 Australopitek. S nálezmi zubov hominínov stredného pleistocénu z Číny nie sú nijaké podobnosti, pokiaľ ide o veľkosť alebo tvar korunky zuba, dokonca aj 350 000 až 600 000 rokov staré zuby zo španielskej Sima de los Huesos majú „modernejšie“ vlastnosti. Morfológia nálezu zuba tak podporuje relatívne veľkú genetickú vzdialenosť fosílie Denisova, odvodenú z analýzy mtDNA, od ďalších podobne starých populácií rodu homo.
Analýza DNA z jadra kosti prsta
Lipskí vedci už v marci 2010 oznámili, že po mtDNA sekvenujú aj kompletnú DNA z bunkových jadier fosílií. [10] Už v tom čase bolo zrejmé, že fosília neoficiálne pomenovaná „X-Woman“, ktorú lipskí vedci označili za „dievča“, nemali chromozóm Y, tj. Išlo o mladú ženu. [11] Lipský výskumný tím nakoniec 8. februára 2012 zverejnil online celú sekvenciu genómu z jadra Denisovčanov, čím bola voľne prístupná pre všetkých. [12] Ukázalo sa, že jadro DNA prstovej kosti je nezvyčajne dobre zachované. Zlepšenie techniky vyšetrovania umožnilo tridsaťkrát sekvenovať každú bázu v genóme Denisova. Potrebná DNA sa získala z menej ako desiatich miligramov kosti prsta. Súčasné rozlíšenie dokonca ukazuje rozdiely medzi génovými kópiami, ktoré jedinec zdedil po svojej matke a otcovi. [13] [14] [15]
Vzťah k neandertálcom
Už v decembri 2010 sa uvádzalo, že [3] rozdiely v DNA medzi neandertálcami a ľuďmi Denisova naznačovali konečné oddelenie týchto dvoch populácií pred 640 000 rokmi, ako aj konečné oddelenie ich spoločných predkov od predkov z r. homo sapiens asi pred 800 000 rokmi. Podľa týchto údajov sú ľudia z Denisovej - zreteľne sa odchyľujúci od interpretácie nálezov mtDNA - bližšie k neandertálcom ako k anatomicky moderným ľuďom, homo sapiens. Výsledky takýchto výpočtov sú v odborných kruhoch kontroverzné, pretože presná rýchlosť molekulárnych hodín, t. J. Frekvencia mutácií v minulých epochách, je k dispozícii iba v odhadoch. [16]
Porovnanie DNA neandertálskych nálezov z jaskyne Vindija a jaskyne Mesmaiskaya odhalilo neobvykle veľkú genetickú blízkosť oboch nálezov a pomerne veľkú genetickú vzdialenosť medzi oboma nálezmi a fosíliou Denisova. Z toho sa na jednej strane vyvodil záver, že neandertálci a denisovanci boli dlho dvoma geneticky izolovanými populáciami, ale že navzájom viac súvisia ako homo sapiens; na druhej strane, že neandertálci prešli genetickým zúžením po oddelení od predkov populácie Denisova - z analýzy mtDNA neandertálcov už bolo odvodené závažné genetické ochudobnenie, pretože ich genetická variabilita je oveľa nižšia ako genetická variabilita anatomicky moderného človeka. Kvôli týmto zvláštnostiam bola najskôr ustanovená praveká populácia rodu homo výlučne na základe molekulárno-biologických údajov z príbuzných populácií - analogicky k Neandertálci - v angličtine ako Denisovanov oddelené. [17]
Tok génov tiež homo sapiens
V máji 2010 bola zverejnená štúdia, ktorá ukázala tok génov z Vindijských neandertálcov homo sapiens obsadené. [18] Preto bola analyzovaná genetická vzdialenosť fosílií Denisova k etnickým skupinám žijúcim dnes pomocou údajov od 938 ľudí z 53 populácií. Podľa zistení je fosília Denisova vzdialenejšia od dnes žijúcich obyvateľov Európy, Ázie a Afriky ako neandertálci. Na rozdiel od toho sa zistila významná blízkosť k DNA ľudí z Melanézie (Papua a obyvatelia Bougainville). To viedlo k tvrdeniu, že 2,5 ± 0,6 percenta genómu Melanézanov - rovnako ako u všetkých iných než afrických ľudí - pochádza z neandertálcov, ale že ďalších 4,8 ± 0,5 percenta prispeli Denisovčania; Celkovo by to podľa štúdie predstavovalo 7,4 ± 0,8 percent genómu Melanézanov, ktoré pochádzajú z predchádzajúcej zmesi s archaickými hominínmi.
V septembri 2011 boli zverejnené ďalšie genetické nálezy, ktoré sa teraz zakladali na porovnaní DNA 33 populácií žijúcich dnes z Ázie a Oceánie s DNA fosílií Denisova. [20] Podľa toho možno nájsť stopy DNA od obyvateľov Denisovej aj medzi domorodcami v Austrálii, mamanskými na Filipínach a na východe Indonézie, ale nie na západe Indonézie a nie v Onge v Andamanoch. Jehai v Malajzii a medzi populáciami vo východnej Ázii. Autori tejto štúdie interpretovali detekciu DNA Denisovej vo východnej Indonézii, Austrálii, Papue Novej Guinei, Fidži a Polynézii ako dôkaz toho, že ku genetickému zmiešaniu došlo v juhovýchodnej Ázii, čo by znamenalo, že obyvatelia Denisovej sú oblasťou medzi Sibír a trópy. Táto interpretácia je však kontroverzná, pretože nemožno vylúčiť skoré migrácie skúmaných predkov etnických skupín, a preto mohlo dôjsť k sexuálnym kontaktom aj na sever - v ázijskom srdci. [21]
Podrobnejšia analýza DNA Denisovej v roku 2012 okrem iného ukázala, že je možné detekovať alely, „ktoré sú u ľudí žijúcich v súčasnosti spojené s tmavou pokožkou, hnedými vlasmi a hnedými očami“. Bolo tiež možné osobitne vyhodnotiť časti genetickej výbavy otca a matky. Na základe toho sa dospelo k záveru, že rozsah heterozygotnosti bol veľmi nízky, iba 0,022%; to zodpovedá „približne 20% hodnoty dnešných Afričanov, približne 26 až 33% dnešných Eurázijcov a 36% Karitiany, domorodého obyvateľstva žijúceho v Brazílii s mimoriadne nízkou heterozygotnosťou“. [22] [23]
Interpretácia poznatkov z neandertálskej DNA ako toku génov z neandertálcov do homo sapiens bol v roku 2012 opakovane kritizovaný na základe modelových výpočtov: Väčšia konzistencia genómu neafrických populácií homo sapiens s genómom neandertálcov možno vysvetliť aj tým, že populácia homo sapiens Opustila Afriku, ktorá mala stále obzvlášť veľkú genetickú podobnosť so spoločným predkom anatomicky moderných ľudí a neandertálcov. [24] [25] [26] Tieto námietky možno preniesť na obyvateľov Denisovej.
Morfológia prstov na nohách
Prvýkrát opísaná distálna kosť prsta na nohe v roku 2011 pochádza buď zo 4. alebo 5. (malého) prsta dospelého jedinca. Kosť je pozoruhodne dlhá a má veľmi silný a veľmi široký driek; pomer veľkej šírky k porovnateľne nízkej výške pripomína skôr pomer u staršieho pleistocénu ako u moderných predstaviteľov rodu homo a presahuje zodpovedajúce rozmery v neandertálcoch. Celkovo sa teda vlastnosti kosti javia ako starodávne, niektoré vlastnosti sa však podľa vedeckého opisu kosti pohybujú medzi neandertálcami a ľuďmi v ranom novoveku. Najväčšia podobnosť existuje s fosíliou neandertálcov Shanidar-4 a Homo sapiens-Fosília tianyuan 1.
Analýza genetického materiálu z prsta na nohe je hlasná Nový vedec z 10. augusta 2011 v laboratóriu Svante Pääbo prebieha. [27]
Taxonomická klasifikácia fosílií
Taxonomická klasifikácia fosílií je nejasná. Objavitelia spočiatku označovali nálezy ako „Denisova hominíny“ podľa toho, kde sa našli. V článku sprevádzajúcom publikáciu analýzy mtDNA v Príroda bol evolučný biológ Eske Willerslev, riaditeľ organizácie Centrum pre starodávnu genetiku univerzity v Kodani, ktorý tiež odporučil nevyvodzovať zo získaných údajov objav nového biologického druhu. [28] Dokonca aj po analýze DNA bunkového jadra sa vedci výslovne zdržali pomenovania v súlade s požiadavkami medzinárodných pravidiel pre zoologickú nomenklatúru a namiesto toho vybrali názov Denisovanov a v nemeckých sprievodných publikáciách Denisova muž. [29] Vedci tiež výslovne odmietli určiť štatút neandertálca vo vzťahu k anatomicky moderným ľuďom (druh verzus poddruh). [3] Namiesto toho to nechali s tvrdením, že obyvatelia Denisovej boli „sesterskou skupinou“ neandertálcov. [30]
Vzhľadom na niekoľko doteraz známych nálezov je nejasná aj oblasť rozšírenia obyvateľov Denisovej. Štúdia zverejnená v decembri 2010 však uvádza, že táto populácia mohla „žiť vo veľkých častiach východnej Ázie v čase, keď boli neandertálci prítomní v Európe a západnej Ázii.“ Tento predpoklad bol odvodený od zistenia, že existoval jeden Tok génov poskytli predkom Melanézanov, čo sa však „pravdepodobne nestalo na južnej Sibíri“.
Osídlenie regiónu touto populáciou sa môže datovať pred 300 000 rokmi. [4] V júli 2011 Chris Stringer aj Milford H. Wolpoff popísali, že je možné, že niektoré fosílie objavené v Číne nie sú zatiaľ ani jednoznačné Homo erectus by sa dali priradiť k anatomicky moderným ľuďom, k ľuďom z Denisovej; V tejto súvislosti sa spomínal Dalí a Jinniushan. [31] [32] V roku 2012 Chris Stringer ďalej poukázal na to, že okrem nálezov od Daliho a Jinniushana možno obyvateľom Denisovej pripísať aj nálezy z indických Yunxian a Narmada. [33]
Tím Svante Pääbo prevádzkuje od roku 2008 v Pekingu laboratórium na hľadanie fosílnej DNA z čínskych zásob. [34] V dôsledku tejto nemecko-čínskej spolupráce sa v roku 2013 uviedlo, že - rovnako ako nálezy Denisovej - mala asi 40 000 rokov Homo sapiens-Fosílny Tianyuan 1 z okolia Pekingu nevykazuje väčší podiel neandertálskej alebo Denisovej DNA ako ľudia dnes žijúci v severnej Číne. [35]