Nesen, pirms 15 000 gadiem, cilvēki dalījās savās alās ar citu stāvo pērtiķu grupu, ko sauc par Denisovaniem. Abi hominīni bija ģenētiski atšķirīgi, vairāk nekā 500 000 gadus iepriekš atdalījās no tuvākā senča, taču fiziski viņi bija tuvu. Cilvēki un Denisovans pārojās - iespējams, daudz - diapazonā no Sibīrijas līdz Dienvidaustrumu Āzijai, atstājot ierobežotu ģenētisko ciltsrakstu, kas joprojām ir nosakāms dažās cilvēku populācijās.
Bez šiem ģenētiskajiem atgriezumiem palikuši tikai daži atgādinājumi par mūsu senajiem pazīstamajiem - žokļa kauls, daži zobi un meitenes rožains kauls ar DNS galu tās galā, kas 2010. gadā nolaists no alas Sibīrijā. Pilnīgu skeletu vai galvaskausu nekad nav tika atrasts, atstājot zinātniekus brīnīties: kā šie proto cilvēki pat izskatījās?
Jauns pētījums, kas šodien (18. septembrī) publicēts žurnālā Cell, mērķis ir atbildēt uz šo jautājumu ar vēl nepieredzētu ģenētisko analīzi. Izgatavojot Denisovana genoma metilkarti - tas ir, karti, kurā parādīts, kā gēnu ekspresijas ķīmiskās izmaiņas varētu ietekmēt fiziskās īpašības - starptautiska pētnieku komanda ir rekonstruējusi pirmo ticamo 40 000 gadus vecās Denisovana meitenes portretu, kurai pinky palīdzēja uzsākt jaunu ciltskoka zaru.
Rezultāti parāda figūru ar zemu pieri, izvirzītu žokli un gandrīz neeksistējošu zodu - vispārējo anatomiju, kas tik ļoti neatšķiras no citas izmirušo cilvēku grupas - neandertāliešiem, kuri Zemes okupēja aptuveni tajā pašā laikā.
"Es gaidīju, ka Denisovana iezīmes būs līdzīgas neandertāliešiem, tikai tāpēc, ka neandertālieši ir viņu tuvākie radinieki," Stenfordas universitātes ģenētiķis Deivids Gokmens sacīja Live Science. "Bet dažās pazīmēs, kur tās atšķiras, atšķirības ir ārkārtējas."
Piemēram, Gokmens un viņa kolēģi atklāja, ka Denisovans bija ievērojami garākas zobu arkas (tas ir, viņu augšējās un apakšējās zobu rindas ir izvirzījušās tālāk) nekā neandertālieši un mūsdienu cilvēki; un to galvaskausu galotnes bija izstieptas ievērojami platākas. Šie atradumi dod Gokhmanam cerību, ka divi nesen Ķīnā atklātie galvaskausi faktiski varētu piederēt platleņķa Denisovaniem, potenciāli paplašinot mūsu nenotveramo, mirušo radinieku niecīgo fosiliju uzskaiti.
Mazā pirkstiņa solijums
Tātad, kā jūs rekonstruējat izmiruša cilvēka seju, kad viss, ar ko jums jāstrādā, ir kaut kāds DNS uz viņu pirksta? Šajā pētījumā Gokhmans un viņa kolēģi meklēja novirzes gēnu ekspresijā - vai to, kā noteiktas ģenētiskā koda ķīmiskos inhibitorus var ietekmēt noteiktas fiziskās īpašības.
"Ir dažādi slāņi, kas veido mūsu genomu," sacīja Gokmans. "Mums pašiem ir DNS sekvence, kurā tiek kodēti mūsu gēni. Pēc tam papildus ir normatīvie slāņi, kas kontrolē, kuri gēni tiek aktivizēti vai deaktivizēti un kādos audos."
Viens no šiem slāņiem ir process, ko sauc par DNS metilēšanu. Metilēšana notiek, ja ķīmiskas vielas, kas satur vienu oglekļa atomu un trīs ūdeņraža atomus - pazīstamas arī kā metilgrupas - saistās ar noteiktām DNS molekulām. Kaut arī šī saistīšanās nemaina pamatā esošo DNS secību, tā var traucēt specifisko gēnu ekspresijas veidu. Atsevišķi metilēšanas veidi var norādīt, vai šūnai ir, piemēram, vēzis, un tas var izraisīt anatomiskas deformācijas.
Tātad, pētnieki apskatīja pieejamo Denisovan DNS, lai salīdzinātu grupas metilēšanas modeļus ar tiem, kas atrodami cilvēkiem un neandertāliešiem, lai redzētu, kur viņu gēnu ekspresija pārklājās un kur tā atšķīrās. Kad tika kartēts Denisovans unikālais metilēšanas profils, pētnieki mēģināja noskaidrot, kuras fizikālās īpašības maina katrs metilētais gēns, balstoties uz zināmiem cilvēku traucējumiem, kas rodas, ja tiek kavēti tie paši gēni.
Komanda Denisovans atklāja kopumā 56 iezīmes, kuras, pēc viņu prognozēm, atšķirsies no mūsdienu cilvēkiem un neandertāliešiem, no kurām 32 izraisīja skaidras anatomiskas atšķirības. Papildus platajiem galvaskausiem un izliektajām spīlēm Denisovans bija plašāks iegurnis un ribu būri nekā mūsdienu cilvēkiem, un plānākas, plakanākas sejas nekā neandertāliešiem.
Lai pārbaudītu savu anatomisko prognožu precizitāti, pētnieki izveidoja arī līdzīgas metilkartes neandertāliešiem un šimpanzēm - divām sugām ar zināmu anatomiju -, kuras viņi varēja izmantot, lai tūlīt pārbaudītu savas prognozes. Viņi atklāja, ka aptuveni 85% no viņu pareģojumiem par to, kuras pazīmes atšķīrās un kādā virzienā (teiksim, vai neandertālieša galvaskauss bija platāks vai plānāks nekā cilvēka), bija miruši.
Tas pētniekiem deva cerību, ka viņu rekonstruētais Denisovans nebija tālu no senās realitātes. Viņu prognožu galīgais pārbaudījums notika 2019. gada maijā, kad atsevišķa pētnieku grupa ziņoja, ka pirmo reizi identificēja Denisovana žokļa kaulu. Kad Gokhmans un viņa kolēģi salīdzināja savas prognozes ar faktisko žokļa kaula anatomiju, viņi atklāja, ka septiņi no astoņiem viņu pareģojumiem sakrīt.
"Vienīgais patiesais pārbaudījums mūsu prognozēm ir atrast vairāk Denisovana kaulu un saskaņot tos," sacīja Gokmens. Viņš piebilda, ka viņa sapņu fosilijā ietilps daļa Denisovana sejas - "tikai sejas ir tik atšķirīgas dažādiem cilvēkiem", viņš sacīja.
