מאז התגלה בשנת 1990, לה סימה דה לוס חוסוס, מערה תת-קרקעית בהרי אטאפוארקה בצפון ספרד, הניבה יותר מ -6, 000 מאובנים מ -28 אבות אנוש קדומים בודדים, מה שהפך אותה לאתר המשמעותי ביותר באירופה לחקר בני אדם קדומים. אך למרות שנים של ניתוח, הגיל המדויק ואפילו המין שאליו שייכים אנשים אלה היה בספק.
אולם כעת, קבוצה בינלאומית של מדענים הוציאה ורצפה DNA לראשונה מעצם הירך המאובנת של אחד מאותם אנשים. הנתונים שהתקבלו - המייצגים את החומר הגנטי העתיק ביותר שאי פעם הוחלף על ידי הומינין, או אב קדמון אנושי קדום - נותנים לנו סוף סוף מושג לגבי גילם ושושלתם של אותם אנשים מסתוריים, וזה לא מה שציפו מדענים רבים.
העצם המאובנת שנבדקה, עצם הירך, היא בערך 400, 000 שנה. אבל ההפתעה הגדולה היא שלמרות שמדענים האמינו בעבר שהמאובנים שייכים לניאנדרתלים בגלל המראה האנטומי שלהם, ניתוח הדנ"א מראה למעשה שהם קשורים יותר לדניסובנים, שושלת שלישית שהתגלתה לאחרונה של אבות אנושיים הידועים רק מ- DNA מבודד מכמה מאובנים שנמצאו בסיביר בשנת 2010. הממצאים, שפורסמו היום ב"טבע ", יאלצו אנתרופולוגים לשקול מחדש כיצד הדניסובנים, הניאנדרטלים והאבות הישירים של בני האדם המודרניים משתלבים זה בזה באילן משפחתי מורכב.
עצם הירך ממנה חולץ DNA לניתוח. צילום: חבייר טרויבה, סרטי מדע מדריד
הניתוח התאפשר על ידי התקדמות אחרונה בשיטות לשחזור שברי DNA עתיקים שפותחו במכון מקס פלאנק לאנתרופולוגיה אבולוציונית בגרמניה, ששימש בעבר לניתוח ה- DNA של מאובנים עם דוב מערה שנמצאה באותה מערה. "זה לא היה אפשרי רק לפני שנתיים", אומר חואן לואיס ארסואגה, פליאונטולוג מאוניברסיטת מדריד שהוביל את החפירות הראשונות של המערה ושיתף פעולה במחקר החדש. "ואפילו בהתחשב בשיטות החדשות הללו, עדיין לא ציפינו שהעצמות הללו ישמרו על DNA, מכיוון שהן כל כך ישנות - מבוגרות פי עשרה מכמה מהאנאנדרטלים העתיקים מהם לקחנו DNA."
לאחר חילוץ שני גרם של עצם כתושה מעצם הירך, קבוצת מדענים בראשות מתיאס מאייר בודדה את ה- DNA המיטוכונדריאלי (mtDNA), מאגר של חומר גנטי המבדל מה- DNA בכרומוזומים שנמצאים בגרעין התאים שלנו. במקום זאת, mtDNA זה חי במיטוכונדריה של התאים שלנו - אברונים מיקרוסקופיים האחראיים על הנשימה התאית - והוא אורך קצר בהרבה מ- DNA גרעיני.
יש עוד צחוק של mtDNA שהופך אותו ליקר במיוחד כאמצעי לחקר התפתחותם של בני אדם קדומים: בניגוד ל- DNA הגרעיני שלך, שהוא תערובת של DNA משני הוריך, ה- mtDNA שלך נובע אך ורק מאמא שלך, מכיוון שרוב הזרע של מיטוכונדריה נמצאות בזנבו, אותו הוא משיל לאחר ההפריה. כתוצאה מכך, mtDNA כמעט זהה מדור לדור, ומספר מצומצם של רצפים מובחנים של mtDNA (המכונים קבוצת haplogroups) נצפו הן בבני אדם מודרניים והן באבות קדמונים אנושיים. בניגוד למאפיינים אנטומיים ו- DNA גרעיני, שיכולים להשתנות בתוך קבוצה ולהקשות על הבחנתם בביטחון זה מזה, ה- mtDNA בדרך כלל עקבי, מה שמקל על קישור דגימה מסוימת לשושלת.
וזו הסיבה, כאשר החוקרים השוו את ה- mtDNA של עצם הירך לדגימות שקודמו ברצף של ניאנדרטלים, מעצם אצבע של Denisovan ושן שנמצאה בסיביר ומאנשים רבים ומודרניים שונים, הם מצאו את זה כל כך מפתיע שזה דומה יותר לדניסובנים. "זה היה ממש לא צפוי", אומר ארסוגה. "היינו צריכים לחשוב ממש קשה לבוא עם כמה תרחישים שיכולים להסביר את זה."
אנתרופולוגים כבר ידעו כי שלושת השושלות (בני אדם, ניאנדרטלים ודניסובנים) חולקים אב קדמון משותף, אך לא ברור עד כמה כל שלוש הקבוצות משתלבות זו בזו, והתמונה מעיבה עוד יותר על ידי העובדה שאולי התרחשה גידול ביניהם לאחר שהם סוטה. באופן מועיל, השוואת ה- mtDNA של עצם הירך לניאנדרטל, דניסובאן ודגימות אנושיות מודרניות אפשרה לחוקרים להעריך את גילה - על סמך שיעורים ידועים של מוטציה mtDNA, הגילאים שנקבעו בעבר של הדגימות האחרות ומידת ההבדל ביניהם - מה שהוביל ל נתון 400, 000 השנה.
כדי להסביר כיצד אדם נראה ניאנדרטלי יכול להגיע ל mtDNA של דניסובאן במהלך תקופת זמן זו, המדענים מציגים מספר תרחישים היפותטיים שונים. יתכן, למשל, שהמאובנים המדוברים שייכים לשושלת ששימשה אבות של שניאנדרטלים וגם דניסובנים, או יותר סביר, שהגיע לאחר הפיצול בין שתי הקבוצות (שהוערך לפני כמיליון שנים) היה קשור קשר הדוק לזה האחרון אך לא לראשון. זו גם אפשרות כי עצם הירך שייכת לקבוצה שלישית ושונה, וכי קווי הדמיון שלה ל Denisovan mtDNA מוסברים על ידי התערבות בין דניסובנים או קיומה של שושלת הומינין נוספת שגדלה גם עם דניסובן וגם לה סימה דה לוס חוסוס. אוכלוסייה והציג את אותו mtDNA לשתי הקבוצות.
אם זה נשמע לך כמו עץ משפחה מורכב, אתה לא לבד. ניתוח זה, יחד עם עבודות קודמות, מוסיף מסתורין נוסף למצב תמוה כבר. בבדיקה ראשונית על עצם האצבע Denisovan שנמצאה בסיביר, למשל, נמצא כי היא שיתפה mtDNA עם בני אדם מודרניים החיים בגינאה החדשה, אך בשום מקום אחר. בינתיים, נהוג היה לחשוב כי הניאנדרטלים התיישבו באירופה ובדניסובאנים ממזרח, בצד השני של הרי אורל. הניתוח החדש מסבך את הרעיון הזה.
לעת עתה, החוקרים מאמינים כי התרחיש הכי מתקבל על הדעת (המתואר בהמשך) הוא עצם הירך שייכת לשושלת שנפרדה מדניסובנים מתישהו לאחר שהם התפצלו מהאב הקדמון המשותף של שניאנדרטלים ובני אדם מודרניים כאחד. אבל אולי המסקנה המרגשת ביותר שיצאה מהעבודה הזו היא שהיא מוכיחה כי חומר גנטי יכול לשרוד לפחות 400, 000 שנים, וניתן לנתח אותו גם לאחר אותה השפלה. חמושים בידע זה ובטכניקות החדשות, אנתרופולוגים יכולים כעת לנסות ולבחון גנטית דוגמאות רבות קדומות אחרות בתקווה להבין טוב יותר את אילן היוחסין שלנו.
תמונה דרך הטבע / Meyer et. al.
