Denisovanii, o enigma in evolutia speciei umane

Denisovanii, o specie de hominizi, descoperita recent, ale carei enigme incercam sa le descifram

pestera denisova
Pestera Denisova

În 2010, o lucrare stiintifica de rasunet anunta rezultatele analizei unui mic fragment de os – dintr-un deget al mâinii – gasit într-o pestera siberiana, pestera Denisova din Muntii Altai. Analizele genetice aratau ca e vorba despre o noua specie de om, diferita de omul modern si de cel de Neanderthal. Doi dinti s-au adaugat apoi dovezilor ce aratau ca aceasta pestera fusese locuita nu numai de oameni moderni si neanderthalieni, ci si de reprezentanti ai unei specii umane distincte – omul din Denisova, denisovan sau denisovian -, cu care ocazional specia noastra s-a si încrucisat. Purtam în ADN-ul nostru urmele acestei hibridari între specii, dar nu cunoastem mare lucru despre acesti „veri” ai nostri. Ce stim despre enigmaticii denisovani, atât cât putem sti dupa doar 4 ani de cercetari dificile asupra putinelor ramasite ale acestei specii umane disparute?

Dintr-un fragment marunt de os si doi dinti, se pare ca n-am putea afla prea multe despre oamenii din Denisova. Dar savantii de azi nu mai opereaza doar cu analize morfologice si fizico-chimice. Ei au la îndemâna un instrument exceptional de studiu, care îi ajuta sa depaseasca adesea limitarile determinate de cantitatea materialului pe care îl au la dispozitie. Iar acest instrument  este analiza genetica. Beneficiind de dezvoltarea tehnologilor moderne în domeniu, reusesc sa extraga ADN din aceste farâme de oase si dinti si sa îl analizeze, iar ceea ce afla lumineaza încet-încet povestea acestor stravechi oameni si istoria evolutiei speciilor umane cu care omul modern a împartit cândva Pamântul.

Daca  nu stim, inca,  cum aratau denisovanii, ce mâncau, cum traiau, am izbutit totusi sa aflam lucruri surprinzatoare despre relatia lor cu noi – specia Homo sapiens – si cu alte specii de oameni. Un articol publicat în The Atlantic sintetizeaza rezultatele cercetarilor de pâna acum asupra putinelor si micilor vestigii.

Veri cu noi si cu neanderthalienii

Denisovanii, spun cercetatorii, s-ar fi desprins evolutiv de H. sapiens acum aproximativ 600.000 de ani. Erau mai înruditi cu neanderthalienii decât cu noi. Treptat, si-au croit drum spre insulele din sud-estul Asiei, pâna în Australia si Noua Guinee, unde s-au încrucisat cu populatiile locale de Homo sapiens.  In Asia continentala au avut loc, de asemenea, hibridari cu omul modern, dar în masura mult mai mica. Urmele ramase sunt slabe – doar sub forma unui mic numar de gene.

Pe de alta parte, s-au încrucisat si cu neanderthalienii si, spun cercetatorii, si cu niste hominide înca si mai vechi. Un parcurs evolutiv foarte complex si dificil de descifrat.

Denisovanii, o enigma
Reconstructia hominidului gasit in pestera Denisova

Initial, pornind de la fragmentul de falanga, a fost analizat ADN-ul mitocondrial (din organitele celulare numite mitocondrii, care sunt „uzinele energetice” ale celulei, dar contin si ADN.) Acest ADN mitocondrial este transmis ereditar numai pe linie materna. Cercetarile în aceasta directie au fost conduse de Svante Pääbo, de la Institutul Max Planck de Antropologie Evolutiva din Leipzig, Germania, si au aratat ceva esential: ca era vorba despre o alta specie umana, de vreme ce ADN-ul mitocondrial al denisovanilor era diferit de cel al omului de Neanderthal si de cel al omului modern (H. sapiens).

Dar, întrucât ADN-ul mitocondrial da informatii numai despre linia genetica feminina a mamei, lipsea o parte importanta din volumul de informatii genetice care ar fi putut fi obtinute – cele legate de contributia barbatilor din ascendenta individului respectiv la genomul analizat.

Pentru a avea acces si la aceste date, trebuia analizat ADN-ul nuclear (cel din nucleul celulelor), care îmbina gene provenite de la ambii parinti.  David Reich, un genetician american care lucreaza la Harvard University, a realizat aceasta analiza si a descoperit înca o portie de informatii pretioase despre misteriosii nostri veri denisovani.

Studiile precedente, asupra ADN-ului mitocondrial, sugerasera ca denisovanii s-ar fi separat de neanderthalieni si Homo sapiens acum aproximativ 1 milion de ani, dar analiza ADN-ului nuclear, care da o imagine mult mai cuprinzatoare, a corectat si nuantat rezultatele, aratând ca denisovanii sunt mai apropiati de neanderthalieni, de care s-au separat evolutiv în urma cu aproximativ 400.000 de ani, mult dupa ce H. sapiens se despartise de neanderthalieni, pornind pe un drum evolutiv propriu.

 Mostenirea denisovana a oamenilor de azi

Desi astazi nu mai traieste pe Terra decât o singura specie de oameni – Homo sapiens -, ea poarta în genomul sau mici portiuni de ADN strain, marturie a relatiilor complexe cu alte specii umane cu care cândva a fost contemporana, dar care azi nu mai exista.

Comparând ADN-ul denisovanilor cu cel al unor populatii actuale, cercetatorii au gasit o înrudire cu populatia melaneziana din Papua Noua Guinee, cu aborigenii din Australia si cu unele populatii indigene din Filipine –  Mamanwa, Manobo: pâna la 5% din ADN-ul acestor populatii este denisovan. Este destul de mult, aratând ca au avut loc încrucisari numeroase între denisovani si populatiile mentionate mai sus.

Pentru comparatie, europenii – care, asa cum s-a demonstrat deja de mai multi ani, au ceva „sânge de Neanderthal” în ei – au 1-4% gene comune cu neanderthalienii.

Dar iata ceva si mai interesant, care arata ce precizie incredibila pot avea unele rezultate obtinute prin analizele genetice: în periplul lor evolutiv, de sute de mii de ani, denisovanii însisi nu au ramas toti la fel. Cercetarile arata ca, în timp, s-ar fi constituit doua populatii de denisovani, cei siberieni (precum cel identificat în 2010) ajungând sa se deosebeasca destul de mult de cei care s-au hibridat cu oamenii din emisfera sudica. Cele doua linii evolutive s-ar fi scindat în urma cu 280.000 – 400.000 de ani.denisovanii, o enigma in evolutia speciei umane

În Asia continentala populatiile de azi au în comun cu denisovanii mult mai putine gene – abia a 125-a parte din genom. La vremea când a trait individul caruia îi apartinea fragmentul de deget mic gasit în pestera Denisova (de fapt, era vorba despre o femeie), adica acum aproximativ 40.000 de ani, specia se raspândise deja pe o arie larga si se amestecase cu altele, ceea ce explica „diluarea” ADN-ului denisovan în genomul populatiilor continentului asiatic.

Dar, asa putin cum e, ramasita ADN-ului denisovan în genomul populatiilor de azi ale Asiei continentale nu este neglijabil. Gene introduse de denisovani ar fi putut conferi unora dintre aceste populatii caracteristici utile pentru adaptarea la  conditii dificile de mediu.

Un exemplu concret, ADN-ul tibetanilor contine o gena de la denisovani care le confera capacitatea de a trai în aerul rarefiat al zonelor montane înalte, unde continutul de oxigen este scazut. Cercetari conduse de Rasmus Nielsen, de la Center for Theoretical Evolutionary Genomics, au aratat ca este implicata o gena numita EPAS1, ce controleaza reactia organismului uman la concentratia scazuta de oxigen si permite tibetanilor sa supravietuiasca producând mai putine globule rosii si mai putina hemoglobina. Dar EPAS1 s-a dovedit a fi o gena extrem de misterioasa: exista doar la tibetani si nu se regasea la alte populatii umane de azi. Nielsen si colegii sai au cautat o explicatie alternativa: oare nu cumva secventa genetica respectiva provenea de la o alta specie? Si iata, analizele genetice au rezolvat cheia misterului: secventa de gene nu semana cu cea corespunzatoare din genomul neanderthalienilor, dar semana perfect cu cea din genomul denisovan!

Asadar, înainte de a se raspândi în insulele emisferei sudice, denisovanii au zabovit prin Tibet îndeajuns de mult pentru a se încrucisa cu indivizii de H. sapiens de acolo si a lasa mostenire descendentilor lor, tibetanii de azi, aceasta mutatie genetica, utila pentru supravietuirea la mari altitudini.

 O arie de studiu foarte vasta si extrem de interesanta

Dupa  4 ani de cercetari, istoria acestei specii de om este o nebuloasa si cunostintele noastre despre ea – foarte lacunare. Istoria migratiei, a evolutiei ei, este complicata si ar putea fi modificata prin faptul ca mai exista unele fosile „enigmatice”, cum le numeste David Reich. De pilda doua fosile gasite în China si una descoperita în Spania, care ar putea contine si ADN denisovan. Atunci, ceea ce stim – sau credem ca stim – azi despre migratia denisovanilor din Siberia în emisfera sudica s-ar putea schimba. Misterul persista cercetarile sunt în curs si nu au dat înca rezultate concludente. În plus, mai exista, în întreaga lume, în colectiile de palentologie, mii de fosile care ar putea fi analizate si care ar putea da la iveala detalii azi nestiute despre verii nostri denisovani.

denisovanii tibetani
Tibetanii poarta gena altei specii de hominizi, ce le permite sa se adapteze mediului in care traiesc

Nu doar aceasta specie este o enigma… 

Exista si alte mistere legate de oamenii stravechi care au populat Eurasia înaintea ascensiunii omului modern. În ADN-ul denisovanului siberian au fost gasite, pe lânga ADN denisovan si ADN neanderthalian, urme genetice ale unei a treia specii de hominid, mai vechi decât celelalte doua, ceea ce înseamna ca a mai existat cel putin o specie care a locuit în Eurasia, contemporana cu neanderthalienii si denisovanii, si ca au existat schimburi de gene – prin hibridare – între toate aceste 3 specii.

Deci, în Eurasia acelor vremuri traiau cel putin 3 specii de oameni si, „cine stie, ar fi putut fi si mai multe”, spune David Reich.

Oricum ar fi, geneticienilor, paleontologilor, antropologilor li se deschide înainte un urias si fertil câmp de cercetare, adevarat pamânt al fagaduintei pentru savanti. Cu ajutorul tehnicilor tot mai sofisticate si mai rapide de analiza, vor putea fi investigate mii de fosile care zac azi prin depozitele muzeelor si ale institutelor de cercetari si, poate, în câtiva ani, pe lânga tot ce vom sti în plus despre propria noastra specie, vom afla lucruri extraordinare despre „ceilalti oameni” – speciile-surori cu care omul a împartit planeta, timp de zeci sau sute de milenii, si care au disparut, lasându-l sa-si continue singur destinul spectaculos, dar lasându-i ca amintire câteva farâme de material genetic, ascunse în fiecare dintre celulele oamenilor de azi.

BBC Science World

Bogdan

Per aspera ad astra