Zubi stari 400.000 godina otkrivaju zapanjujući obrt u ljudskoj evoluciji

Revolucionarno otkriće menja priču o ljudskoj evoluciji, otkrivajući da je drevna ljudska vrsta za koju se mislilo da predstavlja evolucioni ćorsokak možda ostavila genetske tragove u ljudima koji danas žive.

Ekstrakcijom proteina iz 400.000 godina starih zuba vrste Homo erectus, otkrivenih u Kini, naučnici su pronašli dokaze koji sugerišu da su se ovi rani ljudi ukrštali sa denisovcima, još jednom misterioznom drevnom ljudskom grupom. Ta genetska veza je na kraju možda došla do modernih populacija na Filipinima, u Papua Novoj Gvineji i drugim delovima jugoistočne Azije.

Preporučujemo

Najvećim delom 20. veka, model ljudskog porekla bio je drvo sa stablom koje se deli na grane, a zatim na grančice. Svaka vrsta čovekovih srodnika (hominina) bila je sređena, posebna grana.

Tokom studija se učilo da je Homo sapiens jedna od tih grana koja se pojavila u Africi, proširila po svetu i potisnula sve arhaične ljude na koje je naišla.

Neandertalci, Homo erectus i drugi drevni srodnici predstavljali su slepe ulice evolucije – nesrećne rođake koji nisu ostavili potomke. Ove rane lekcije su kasnije uveliko revidirane.

Uredna priča o potiskivanju je sad potpuno pogrešna, uveliko zahvaljujući studijama poput one sa Kineske akademije nauka. Taj rad postiže nešto što bi pre deset godina izgledalo nemoguće: izvlači značajne biološke informacije iz fosila H. erectusa koji su previše stari za DNK.

Umesto genetskih sekvenci, ekstrahovani su drevni proteini iz gleđi šest zuba sa tri kineske lokacije – Džoukoudjen (koji je početkom 20. veka dao fosilne ostatke poznate kao „Pekinški čovek“), Hesjen i Suenđadung – koje potiču iz vremena pre oko 400.000 godina.

Homo erectus se naširoko smatra prvim homininom koji je napustio Afriku; dokazi sugerišu da je ova vrsta prešla u Evroaziju pre skoro dva miliona godina. H. erectus ostaje geografski najrasprostranjeniji ljudski predak. Nova studija ukazuje da je razmenjivao gene (verovatno putem ukrštanja) sa denisovcima u istočnoj Aziji pre otprilike 400.000 godina.

Studija sugeriše da je deo tog genetskog nasleđa prenet na ljude koji žive na Filipinima, u Papua Novoj Gvineji i širom jugoistočne Azije.

Zubna gleđ je najtvrđe tkivo u telu, a njeni proteini opstaju dugo nakon što DNK propadne. Ono što je pronađeno u proteinima je zapanjujuće. Svih šest primeraka sadrži prethodno nepoznatu varijantu aminokiseline – sićušni molekularni potpis, jedno promenjeno slovo u sekvenci proteina, neviđeno kod nekog drugog hominina, živog ili mrtvog.

Ova varijanta smešta ove istočnoazijske H. erectuse u posebnu grupu, potvrđujući njihov identitet i rešavajući dugotrajnu raspravu o tome da li su neobični fosili uopšte od H. erectusa. Međutim, druga zajednička varijanta nije specifična za H. erectusa.

Ona se takođe pojavljuje kod denisovaca – misteriozne arhaične ljudske grupe poznate uglavnom iz jedne pećine u Sibiru. Odgovarajuća genetska varijanta pojavljuje se kod živih ljudi sa učestalošću od 21% na Filipinima i oko 1% u Indiji, distribuirana po obrascu koji se poklapa sa onim što bismo očekivali da je u moderne ljude ušla putem denisovskog porekla.

Najrazumnije tumačenje je da su populacije H. erectusa u istočnoj Aziji prenele ovu varijantu denisovcima putem ukrštanja, a denisovci su je kasnije preneli na pretke modernih stanovnika jugoistočne Azije i Okeanije. Ovaj transfer genetskog materijala od jedne do druge vrste poznat je kao introgresija.

Loza za koju smo mislili da predstavlja slepu ulicu, ispostavlja se, ostavila je mali, ali primetan trag u genomima živih ljudi – molekularnu nit koja povezuje zub Pekinškog čoveka sa živim ljudima u Aziji.

Obrazac koji se ponavlja

Međutim, značaj studije uveliko premašuje specifičnu varijantu ili specifične populacije. Istinski uvid je da ukrštanje između arhaičnih ljudskih loza nije bilo neobično. Bilo je rutinsko.

Svaka velika loza hominina koju smo mogli genomski da ispitamo prikazuje mešavinu. Moderni ljudi van Afrike imaju otprilike 2% neandertalske DNK. Papuanci i australijski starosedeoci imaju dodatnih 2–5% denisovskog porekla.

Zapadnoafričke populacije nose genetske potpise neidentifikovane arhaične loze. Čak su i sami denisovci primili tok gena od nečeg starijeg i divergentnijeg — verovatno H. erectusa.

Analiza iz 2019. godine dokumentuje najmanje tri posebna događaja introgresije iz populacija sličnih denisovcima samo u pretke iz jugoistočne Azije i Okeanije, od kojih su se neki desili pre samo 20.000 godina. Slika ne prikazuje čiste loze, već zamršenu mrežu kontakta i razmene koja se proteže milionima godina.

Implikacije su dalekosežne. Naši genomi nisu proizvod jedne nedirnute loze koja je potekla iz Afrike. Oni su mozaici, sastavljeni od doprinosa brojnih arhaičnih grupa, od kojih je svaka bila prilagođena sopstvenoj regionalnoj životnoj sredini.

Na primer, čini se da neke od varijanti poteklih od denisovaca u papuanskim genomima imaju uticaj na imunsku funkciju. Varijanta potekla od H. erectusa ima nepoznate funkcionalne posledice – to ostaje otvoreno pitanje – ali primer drugih genskih varijanti koje su introgresirale (geni koji su prešli od jedne vrste na drugu) sugeriše da je adaptacija na nove životne sredine možda deo priče.

Fantomske populacije

Možda je najintrigantnije ono što novi rad implicira o svim populacijama koje još ne možemo da proučavamo. H. erectus je preživeo u Indoneziji do pre možda 100.000 godina. Homo floresiensis, malena „hobit“ vrsta, bila je prisutna na ostrvu Flores kad su moderni ljudi stigli. Još jedna ljudska loza, Homo luzonensis, naseljavala je Filipine.

Nijedna od ovih populacija nije dala DNK, a do danas nijedna nije dala nikakve molekularne podatke uopšte. Da li su i one bile asimilovane, barem delimično, u ljudske populacije koje su ih zamenile? Genomski dokazi od živih ljudi dosad nisu jasno detektovali njihov signal, ali su dostupni alati donedavno bili grubi.

Proteomički pristup otvara put napred. Ako se proteini mogu dobiti iz gleđi H. Erectusa koja je stara 400.000 godina, isti pristup primenjen na materijal od drugih vrsta mogao bi konačno otkriti da li su i te loze nešto doprinele ljudima koji su došli posle njih.

Stara metafora drveta – stabla koje se grana u različite vrste – tiho se zamenjuje u naučnoj literaturi. Proces je možda bolje posmatrati kao rečnu mrežu, sa više kanala koji teku delimično zajedno, a delimično odvojeno, neprekidno razmenjujući vodu.

Nova studija je još jedna potvrda da su drevne ljudske populacije kad su nestajale za sobom ostavile tragove.

(Telegraf Nauka/Science Daily)