Nauka

Życie rodzinne w paleolicie

Co nas łączy z neandertalczykami

Domieszkę neandertalskiej krwi mają wszyscy ludzie na świecie (poza czarnoskórymi Afrykanami), a nie tylko ci, którzy neandertalczyków mieli szanse kiedykolwiek spotkać. Domieszkę neandertalskiej krwi mają wszyscy ludzie na świecie (poza czarnoskórymi Afrykanami), a nie tylko ci, którzy neandertalczyków mieli szanse kiedykolwiek spotkać. Getty Images
Ślady scen jak z krwawego horroru i oznaki bliskich relacji z neandertalczykami – dzięki paleogenetyce dowiadujemy się coraz więcej o naszych praprzodkach.
Svante Paabo, znawca genomu neandertalczyków.Malin Hoelstad/SvD/Scanpix/Forum Svante Paabo, znawca genomu neandertalczyków.
W jaskini El Sidron odnaleziono ponad 1800 kości i zębów, a także ok 400 narzędzi kamiennych należących do kultury neandertalskiej.Forum W jaskini El Sidron odnaleziono ponad 1800 kości i zębów, a także ok 400 narzędzi kamiennych należących do kultury neandertalskiej.

Artykuł w wersji audio

Svante Pääbo to dziś gorące nazwisko, podobnie jak dziedzina nauki, którą uosabia (a poniekąd i stworzył), czyli paleogenetyka. Nie ma właściwie odkrycia dotyczącego „kopalnych” genów, które nie byłoby, tak lub inaczej, firmowane przez niego lub jego zespół z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku – placówki, którą stworzył i którą do dziś kieruje.

Kopalne geny

Sam Pääbo to postać niezwykle barwna, czego można się dowiedzieć z jego niedawno napisanej naukowej autobiografii „Neandertalczyk. W poszukiwaniu zaginionych genomów”, wydanej właśnie po polsku (Prószyński i S-ka). Wywodzi się z rodziny uchodźców z anektowanej przez ZSRR Estonii (po swej matce odziedziczył to nietypowe nazwisko), urodził się i wychował w Szwecji, jako nieślubne dziecko biochemika Sune Bergströma, późniejszego laureata Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny (1982 r.). Swego ojca jednak niemal nie pamięta i właściwie nigdy nie poznał – czasem tylko, już podczas swej kariery naukowej, natrafiał na jego nazwisko, gdy ich zainteresowania na krótko się krzyżowały. Dziś to Pääbo dość powszechnie wymieniany jest jako niemal murowany kandydat do tej nagrody (choć trudno przewidzieć, w jakiej dziedzinie – Nobel dość nieszczęśliwie pominął wszelkie „paleonauki”). Jeśli do tego rzeczywiście dojdzie, będzie to rzadki przypadek jej rodzinnego dziedziczenia, choć z pewnością nie pierwszy wskazujący na dziedziczenie uzdolnień.

To właśnie dziedziczeniu poświęcił Pääbo całe swe naukowe życie, choć nie takiemu, które łączy ojca z synem, lecz takiemu, które przechodzi przez tysiące, jeśli nie miliony, lat i łączy nie tylko różne populacje, ale też gatunki i wyższe taksony. I które pozostawia po sobie geny, nie tylko współczesne, ale też poniekąd skamieniałe.

Fascynacja paleogenetyką jest zrozumiała, bo dotyczy odczytywania przeszłości nie pośrednio, poprzez skamieniałości, ale wprost, z czystej informacji o niej samej, zachowanej w zakodowanej postaci. To trochę tak, jakbyśmy mogli zrekonstruować jakiś wygasły język nie na podstawie jego szczątkowych słów, występujących w językach późniejszych lub w nazwach topograficznych (takich jak te wszystkie nasze Wdy, Brdy czy Skrwy), lecz wysłuchując faktycznych rozmów dawnych mieszkańców, które jakimś cudem się przechowały.

A to, choć na zdrowy rozum wydaje się niemożliwe, w istocie nie jest całkowicie i z samej swej istoty wykluczone. Gdyby np. któryś z pradawnych mieszkańców Biskupina toczył puchar na kole garncarskim, podśpiewując pod nosem ówczesny szlagier lub kołysankę i trzymając w ręku ostry przedmiot, którego końcówka żłobiłaby przy każdym obrocie rowek w miękkiej glinie, wówczas teoretycznie po wypaleniu puchar zamieniłby się w coś podobnego do winylowej płyty, którą odpowiednio skonstruowanym odtwarzaczem można by odsłuchać. Mała szansa, że to się kiedyś uda, ale też jeszcze niedawno szansa, że odczytamy neandertalskie geny, była równie znikoma. A jednak je poznaliśmy – i to nie pojedyncze ich fragmenty, ale cały (niemal) genom neandertalski, a więc i cały przepis na stworzenie tego praczłowieka. Jeśli nie ciałem, to przynajmniej duchem neandertalczycy są już wśród nas. Kto wie, może kiedyś też wysłuchamy tęsknych strofek garncarza z Biskupina lub plotek o jego rodzinie, które wymieniał z sąsiadem.

I to takie właśnie rodzinne historie konkretnych ludzi, a nie wyłącznie cechy całego gatunku czy populacji, wydają się najciekawsze i najbardziej poruszające. Tak jak z hipotetycznego glinianego garnka można by się dowiedzieć nie tylko jakim językiem posługiwał się jego wytwórca, ale też jak nazywała się jego żona lub dzieci, tak samo kopalne geny zaczęły nam odsłaniać tajemnice konkretnych osób, po których pozostały tylko szczątki skamieniałych kości.

Jedną z nich poznano przed paru laty, drugą przed kilku tygodniami, a w obu przypadkach wśród słuchających tych paleogenetycznych plotek obecny był Svante Pääbo. Pierwsza dotyczy neandertalskiej rodziny z jaskini El Sidrón w hiszpańskiej Asturii, druga – niezwykłej historii z rumuńskiej jaskini Peştera cu Oase. I obie dotyczą neandertalczyków, choć niekoniecznie osobników należących do tego gatunku.

Skamieniała grupa

Jaskinię El Sidrón, jako stanowisko archeologiczne, odkryto w 1994 r., gdy speleolodzy znaleźli w tym ogromnym kompleksie krasowym tkwiące w namulisku fragmenty ludzkich szczęk. Z początku zdawało się, że kryją one mroczną tajemnicę z nieodległej przeszłości – El Sidrón była schronieniem partyzantów republikańskich w czasie wojny domowej w 1937 r. i szczątki te mogły należeć do ofiar tych brutalnych zmagań. Sprawą zajęła się hiszpańska policja, która odnalazła kolejne szczątki ludzkie – ale coraz mniej wyglądało to na bojowników, a nawet na pozostałości osobników naszego gatunku.

Kości oraz zęby były stare i gdy wreszcie zajęli się nimi prawdziwi fachowcy – paleoantropolodzy – uznane zostały za neandertalskie. W sumie odnaleziono bogaty materiał, liczący ponad 1800 kości i zębów, a także ok. 400 narzędzi kamiennych należących do neandertalskiej kultury mustierskiej i bardzo nieliczne szczątki zwierzęce, co było niemałym zaskoczeniem (zwykle proporcje ilościowe między ludźmi a zwierzętami są odwrotne). Ale, co było najważniejsze, w tych kościach i zębach znaleziono także praludzkie DNA, należące do wielu osobników. Jego analiza przyniosła nadzwyczajne wyniki. Nigdy jeszcze w krótkiej historii genowej paleontologii nie odtworzono tak dokładnie wzajemnych związków pokrewieństwa między konkretnymi osobnikami i nigdy nie uzyskano tak wielu wiarygodnych informacji na temat ich życia i okoliczności towarzyszących ich śmierci. Bardzo dramatycznych zresztą.

Ludzie z El Sidrón nie zginęli w jaskini – z kontekstu geologicznego wynikało, że ich szczątki znajdowały się na wtórnym złożu i zostały tam zniesione, prawdopodobnie wszystkie w jednym czasie, przez wody powierzchniowe. Wkrótce potem strop jaskini się zawalił, odcinając nagromadzone szczątki od wpływów zewnętrznych. To zapewniło im tak dobry stan zachowania.

Aby zbadać, co łączyło ze sobą ludzi z El Sidrón i czy wszyscy byli członkami jednej grupy, naukowcy postanowili przypisać wszystkie szczątki do konkretnych osobników, określić ich wiek, płeć i ewentualnie więzy pokrewieństwa, a więc zamienić amorficzną masę fragmentów kości i zębów w uporządkowany zbiór zindywidualizowanych osobistości. Zajęło to lata, ale efekt był imponujący – 1800 bezimiennych szczątków zamieniło się w 12 konkretnych ludzi – trzech mężczyzn, trzy kobiety, trzech młodzieńców płci męskiej i troje dzieci (w tym jedno niemowlę). Sterta skamieniałości przeistoczyła się w zwartą grupę.

Geny mitochondrialne (dziedziczone tylko po matce) znaleziono w szczątkach wszystkich 12 osobników, co więcej – dla niemal każdego z nich udało się poskładać kompletny genom. Przy okazji odczytano też znaczne fragmenty genomów jądrowych (czyli DNA znajdującego się w jądrach komórek ciała), w tym ze szczególnie poszukiwanych chromosomów Y, które pozwoliłyby jednoznacznie potwierdzić (lub wykluczyć) wcześniejsze ustalenia płci. W czterech przypadkach, gdzie to się udało, ustalenia genetyczne i anatomiczne okazały się tożsame.

Krwawa jatka

Najciekawsze wnioski wynikły z porównania genomów poszczególnych osobników. U wszystkich znaleziono tzw. hiperzmienne odcinki mitochondrialnego DNA (mtDNA), gromadzące najwięcej mutacji, a więc pozwalające najlepiej określić przynależność do odmiennych linii mitochondrialnych, a nawet konkretnych rodzin. 7 z 12 neandertalczyków posiadało takie samo mtDNA (byli więc bardzo blisko spokrewnieni po kądzieli), u pozostałej piątki różnice okazały się znacznie większe. Ten wynik zaskoczył naukowców. „Jeśli zbadamy na ulicy przypadkowych 12 przechodniów, nie ma szans, by 7 z nich należało do tej samej grupy mitochondrialnej” – wyjaśniał Carles Lalueza-Fox, który kierował pracami. „Chyba że badania przeprowadzimy na zjeździe rodzinnym”.

Co ciekawsze, wszyscy trzej mężczyźni mieli to samo mtDNA, co wskazywało, że byli braćmi lub bliskimi kuzynami. Natomiast każda z kobiet pochodziła z innej linii i nie wykazywała pokrewieństwa z pozostałymi. Dokładnie tak samo jest wśród dzisiejszych ludzi, u których mężczyźni zostają zwykle „w domu”, a ich żony pochodzą z innych grup. Ludzie (i szympansy), co rzadkie wśród naczelnych, wykazują tzw. patrylokalny model rodzinny, w którym mobilne są żony, nie mężowie. Ten model wciąż obowiązuje, nawet w tzw. cywilizowanym świecie – jeśli masz, Czytelniku, małżonka z innego miasta, jest duża szansa, że oboje mieszkacie w mieście męża, a nie żony. U neandertalczyków najwyraźniej było podobnie.

Jeszcze ciekawsze wyniki dotyczyły nieletnich. Jeden z nich, oznaczony numerem 2, okazał się dzieckiem kobiety nr 5, natomiast dziecko nr 1 i niemowlę były potomstwem kobiety nr 4. Zważywszy, że różnica wieku między nimi wynosiła 3–4 lata, może to wskazywać, że porody u kobiet neandertalskich, jak u kobiet współczesnych ludów zbieracko-łowieckich, zachodziły w podobnych odstępach czasu.

Jeśli wnioski autorów tej pracy są słuszne (a wiele za nimi przemawia), trafiliśmy na ślad jednej, może nawet całej, grupy rodzinnej, o której życiu, zwyczajach, a nawet strukturze, umiemy całkiem sporo powiedzieć. Ale co ze śmiercią członków tej grupy, dlaczego wszyscy odeszli z tego świata nagle i w jednym czasie? Otóż podczas analizy szczątków wyszedł na jaw intrygujący fakt – wszystkie kości nosiły ślady nacięć po narzędziach kamiennych. Po śmierci ciała ofiar, niczym tusze w rzeźni, zostały poddane sprawnej obróbce. Wyglądało to na akt kanibalizmu i to na niespodziewaną skalę, bo dotyczący całej rozszerzonej rodziny, z niemowlęciem włącznie. Takie zachowania sugerowano już wcześniej, zarówno w odniesieniu do neandertalczyków, jak i wcześniejszych mieszkańców Europy, ale nigdy nie było to tak dobrze udokumentowane i nie przybierało takich rozmiarów. W przypadku El Sidrón wyglądało to raczej na wojnę międzygrupową, połączoną z zagładą jednej z wojujących stron. Przypieczętowaniem zwycięstwa mogła być właśnie krwawa uczta, której dość czytelne ślady przetrwały do naszych dni.

Mezalians w Pieczarze Kości

Drugi przypadek, niedawno opisany na łamach prestiżowego tygodnika naukowego „Nature”, pochodzi z przeciwległego krańca Europy, z rumuńskiej jaskini Peştera cu Oase, i nie dotyczy nawet szczątków neandertalskich, ale kości, które przypisano najstarszym ludziom współczesnym (Homo sapiens) w Europie, choć o dziwnie archaicznych cechach budowy. Jaskinia ta, w wapiennym kompleksie południowych Karpat, była eksplorowana w 2002 r. przez zespół speleologów, którzy odkryli – po trudnej przeprawie przez całkowicie zalane korytarze – nieznaną wcześniej komorę zasłaną kośćmi różnych ssaków (stąd jej nazwa: Pieczara Kości).

Dominowały w niej szczątki niedźwiedzi jaskiniowych, którym – jak się zdaje – służyła za swego rodzaju zimowe dormitorium. Samo w sobie nie było to dziwne (wiele europejskich jaskiń pełniło taką funkcję), ale odkrywcy zauważyli nietypowe ułożenie niektórych z tych szczątków, szczególnie czaszek. Sprawiały wrażenie, jakby ktoś je celowo umieścił w miejscach, gdzie raczej niedźwiedzie nie zimowały (np. na występach skalnych). Sugerowało to obecność ludzi i ewentualnie jakiegoś kultu niedźwiedzia, który nieraz europejskim „jaskiniowcom” przypisywano.

Rzeczywiście – wkrótce natrafiono na żuchwę z zębami, bardzo podobną do ludzkiej, choć wyjątkowo masywną i z nadzwyczaj dużymi trzonowcami (dziś ten okaz nosi nazwę Oase 1). Jej bliższa analiza potwierdziła przynależność do Homo sapiens, ale też i jej wyraźnie archaiczne cechy, a datowanie przyniosło niespodziewany wynik – ok. 40 tys. lat – co czyniło z niej jeden z najstarszych lub wręcz najstarszy ślad tego gatunku na naszym kontynencie. Późniejsze znaleziska (Oase 2 i 3, też o mieszanych, archaicznych i współczesnych cechach) potwierdziły te przypuszczenia, sugerując zarazem istnienie jakiejś większej populacji, żyjącej w czasach i na terenach, gdzie mogła spotykać dożywających swych dni przedstawicieli neandertalczyków. To skłoniło wielu, by w owych archaicznych cechach widzieć wpływy neandertalskich sąsiadów, z którymi mieszkańcy jaskini mogli wchodzić w intymne związki.

Czy tak było w istocie? Trzeba pamiętać, że jednym z największych osiągnięć, i zaskoczeń, Pääbo i jego zespołu było ustalenie, że domieszkę neandertalskiej krwi mają wszyscy ludzie na świecie (poza czarnoskórymi Afrykanami), a nie tylko ci, którzy neandertalczyków mieli szanse kiedykolwiek spotkać. Jeśli australijscy Aborygeni, Indianie z Ziemi Ognistej czy Chińczycy mieli tyle samo neandertalskiego DNA (choć na żadnym z tych terenów neandertalczyków nigdy nie było) co dzisiejsi Francuzi czy Rumuni, to znaczy, że wszyscy oni są potomkami pierwszych emigrantów z Afryki. Wkrótce po opuszczeniu Czarnego Lądu emigranci owi musieli spotkać swych masywnie zbudowanych neandertalskich kuzynów (zapewne na Bliskim Wschodzie), wejść z nimi w bliższe związki, a ci, którzy potem rozeszli się po świecie, ponieśli ze sobą genetyczne ślady tych krzyżówek. Później jednak już się takich mezaliansów wystrzegali, nawet jeśli mieli ku temu sposobność (jak w Europie właśnie). Jeśli więc ci najdawniejsi „Rumuni” z Pieczary Kości rzeczywiście krzyżowali się z neandertalczykami, mogło to świadczyć, że takie międzygatunkowe skoki w bok zdarzały się także w Europie i że były częstsze, niż się dotąd wydawało.

Kości z Peştera cu Oase stwarzały więc wyjątkową szansę nie tylko, by zbadać, czy hybrydyzacja Homo sapiens i neandertalczyków dokonywała się przez dłuższy czas, ale też by spróbować ją datować. Jeśli bowiem doszło do niej już w Europie przed 40 tys. laty, to nie było na nią wiele czasu – ludzie przybyli na Bałkany niewiele wcześniej, a neandertalczycy wkrótce potem wymarli.

W jaki sposób „skamieniałe” geny mogą datować moment hybrydyzacji? Sama wielkość neandertalskiej domieszki, czy to u ludzi współczesnych czy w kopalnych kościach, nie mówi nam zbyt wiele – ta maleje bowiem szybko w pierwszych pokoleniach po krzyżowaniu (50 proc. neandertalskiego DNA w przypadku dzieci mieszanych rodziców, 25 proc. u wnuków, 12,5 proc. – u prawnuków). Ale potem, gdy to neandertalskie DNA rozprzestrzenia się w populacji, dochodzi do coraz częstszych spotkań osobników mieszanych, aż do ustabilizowania się tych domieszek na pewnym poziomie – odtąd to neandertalskie DNA jest już prawowitą częścią naszego genomu, tak jak inne wbudowane wcześniej i też zupełnie nam obce jego elementy (np. niezliczone fragmenty dawnych wirusów).

Inaczej jest z długością poszczególnych odcinków takiego obcego (własnego zresztą też) DNA – skraca się ona z każdym pokoleniem na skutek rekombinacji chromosomów podczas tworzenia się gamet (komórek jajowych i plemników). I to właśnie ich długość, bardziej niż ogólny udział w genomie, dość dobrze określa, kiedy żyli przodkowie, którzy dostarczyli fragmentów neandertalskiego DNA.

Pradziadek neandertalczyk

Tak właśnie dało się określić wiek hybrydyzacji dwóch niedawno (ale jeszcze przed Oase 1) przebadanych bardzo starych szczątków Homo sapiens w Eurazji – opisanego w 2014 r. okazu z syberyjskiego Ust’-Ishim (sprzed 45 tys. lat; to najstarszy znany dotąd genom człowieka współczesnego) oraz nieco młodszych (sprzed 37 tys. lat) szczątków ze stanowiska Kostenki 14 nad Donem. Obok genów homo sapiens współczesnego znaleziono w nich również fragmenty neandertalskiego DNA. Ogólna wielkość tych domieszek była różna – w przypadku okazu z Ust’-Ishim nie odbiegała od dzisiejszej, w okazie Kostenki 14 – choć młodszym – była wyższa. Ale najważniejsze okazało się co innego – długość tych obcych fragmentów w obu przypadkach przewyższała, i to znacznie (np. dla Ust’-Ishim średnio 1,8–4,2 razy), dzisiejszą. Znając tempo ich skracania, można było wyliczyć, kiedy doszło do hybrydyzacji – i tak dla Ust’-Ishim rachunki wskazywały, że zaszła ona od 232 do 430 pokoleń wcześniej, co przy założeniu ok. 30 lat na pokolenie dawało wynik 52–58 tys. lat. Podobne wnioski wynikały z analizy okazu z Kostenek, którego neandertalski przodek miał żyć ok. 54 tys. lat temu.

Trzeba było więc sprawdzić, czy w rumuńskich kościach przechowało się jakiekolwiek kopalne DNA, do kogo należało i czy zawiera ślady sugerujące, kiedy do takich przygodnych związków między Homo sapiens a neandertalczykami mogło dojść. Tym właśnie zajął się międzynarodowy zespół kierowany przez Qiaomei Fu z zespołu Pääbo i z samym Pääbo, który w tych pracach uczestniczył. Wyniki, ogłoszone w sierpniu 2015 r. na łamach „Nature”, przerosły najśmielsze oczekiwania.

Co się okazało? Do badań użyto niewielkiego fragmentu okazu Oase 1, który – po eliminacji zwyczajowych zanieczyszczeń obcym DNA – dostarczył również i to należące do naszego gatunku. Ale znajdowały się w nim również domieszki neandertalskie, i to w ilościach nigdy wcześniej niespotykanych – zależnie od próbki, od 5 do 11 proc. Wskazywało to, że dopływ neandertalskiej krwi zdarzył się „Rumunom” bardzo niedawno, być może wręcz w czasie liczonym pojedynczymi pokoleniami, a nie tysiącami lat.

Rozstrzygająca okazała się długość tych neandertalskich fragmentów, a ta była niezwykła – np. w chromosomie 12 aż połowa DNA pochodziła od neandertalczyków. Dokładna analiza statystyczna danych nie pozostawiała złudzeń – domieszki te musiały pochodzić od kogoś, kto dostarczył ich zaledwie kilka pokoleń wcześniej. Qiaomei Fu określa tę bliskość na nie większą niż 4 do 6 generacji! A więc nie chodziło tu o jakieś nieokreślone domieszki z zamierzchłej przeszłości – Oase 1 mógł mieć neandertalczyka w najbliższej rodzinie (np. pradziadka lub prababkę) i może nawet znał go osobiście! A skoro tak, to ów neandertalski przodek raczej nie pochodził z Bliskiego Wschodu – w tym czasie komunikacja działała bardzo słabo i o transkontynentalnych wojażach nie można było nawet marzyć.

Wkrótce potem neandertalczycy wymarli. Ale – rzecz ciekawa – wymarli również współplemieńcy wczesnych ludzi z Peştera cu Oase – geny wskazują, że nie jesteśmy ich potomkami. Co się stało? Dokładnie 39 tys. lat temu Europą wstrząsnął największy kataklizm w jej czwartorzędowych dziejach – wybuch superwulkanu w pobliżu Neapolu, którego związki z zagładą neandertalczyków nieraz sugerowano (POLITYKA 14). Dopiero potem pojawili się nasi bezpośredni przodkowie, po których pozostały m.in. bezcenne malowidła jaskiniowe i naskalne. Po nich przybyło jeszcze kilka wielkich fal ludzkich z dalekich krain i wszystkie one zapisały się w naszych genach. Tak powstawała Europa – każdy z nas, bez wyjątku, jest dziś potomkiem imigrantów lub uchodźców.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Współczesny

Po co właściwie żyjemy? Jaki jest sens życia?

Cóż bardziej jałowego niż pytanie o sens życia? Brzmi patetycznie, a nawet infantylnie. Dorośli unikają takiej frazeologii, jedynie młodzież czasami na nią się jeszcze nabiera. Tylko właściwie dlaczego pytanie o sens życia wzbudza zażenowanie?

Jan Hartman
25.09.2018
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną