Nauka

Ile człowieka w neandertalczyku? Co nowego wiemy o naszych przodkach

Ile człowieka w neandertalczyku? Co nowego wiemy o naszych przodkach

Szkielet i model neandertalczyka (La Ferrassie 1). Wystawa w Narodowym Muzeum Przyrody i Nauki , Tokio, Japonia. Szkielet i model neandertalczyka (La Ferrassie 1). Wystawa w Narodowym Muzeum Przyrody i Nauki , Tokio, Japonia. Wikipedia
Genetyczne ślady po pierwszych ludziach, którzy opuścili Afrykę na długo przed naszymi bezpośrednimi przodkami, przechowały się w kościach innego niż Homo sapiens gatunku, który w dodatku wymarł 40 tys. lat temu.
The Natural History Museum London/Science Photo Library/EAST NEWS

Artykuł w wersji audio

Dziś wiemy już dobrze, że – przynajmniej pod koniec swojej egzystencji, czyli między 60 a 40 tys. lat temu – neandertalczycy wchodzili w wielorakie i wielokrotne związki z innymi ludźmi, gdziekolwiek ich napotykali – z przedstawicielami Homo sapiens na Bliskim Wschodzie (jakieś 50 tys. lat temu), z tzw. denisowianami na Ałtaju, z innymi neandertalczykami tam, gdzie obszary zasiedlenia różnych ich populacji się zazębiały. Szczególna jest tu jaskinia Denisowa, gdyż znaleziono w niej szczątki trzech różnych hominidów – Homo sapiens, neandertalczyka i samych denisowian (choć tych ostatnich, którym jaskinia zawdzięcza swą sławę, najmniej). Cała trójka doczekała się odczytania swoich (paleo) genomów i we wszystkich trzech dopatrzono się śladów krzyżowania każdego z każdym (a w przypadku denisowian z jeszcze innym tzw. archaicznym Homo, nienależącym do żadnego z trzech wymienionych gatunków).

Pojęcie gatunku ma tu zresztą znaczenie umowne – po pierwsze dlatego, że skoro hominidy te mogły i chciały się krzyżować, to nie jest jasne, czy można je do nich stosować (wedle tradycyjnej definicji gatunki to grupy osobników rozdzielonych barierą reprodukcyjną). Po drugie, bo w przypadku denisowian nie wydzielono dla nich żadnego formalnego taksonu (czyli grupy spokrewnionych organizmów charakteryzujących się jakąś cechą różniącą je od innych jednostek taksonomicznych), przyjmując, że lud ten mógł należeć do któregoś ze znanych z paleontologii gatunków (H. erectus?, H. heidelbergensis?). Poza tym wyznaczanie nowego gatunku na podstawie tak skromnych szczątków kopalnych (trzy zęby, jedna kostka palcowa) bez oczywistych cech diagnostycznych nie jest w antropologii praktykowane.

Dawcy i biorcy

Badania paleogenów niezwykle się rozpędzają. W ciągu kilkunastu ostatnich lat stały się już tak zaawansowane i dokładne, że zdarza się nawet uchwycić związki pokrewieństwa pomiędzy poszczególnymi osobnikami – jak w jaskini El Sidrón w Hiszpanii, gdzie znaleziono szczątki całej grupy neandertalczyków i udało się ustalić, że jest to jedna rodzina: trzech osobników męskich mogło być braćmi, trzy kobiety – niespokrewnione ze sobą – ich „żonami”, a dzieci można było przypisać do ich matek.

Z kolei w jaskini Peştera cu Oase w Rumunii znaleziono szczątki Homo sapiens sprzed ok. 40 tys. lat (o bardzo archaicznych cechach), w którego genomie odczytano wyjątkowo dużo neandertalskich genów, były to też fragmenty niezwykle długie (a te skracają się z każdym kolejnym podziałem, więc ich długość w jakimś sensie odmierza czas) – tak długie, że musiały zostać wcielone do genomu tego człowieka nie dalej niż 2–4 pokolenia wstecz. Oznacza to, że osobnik ów miał neandertalskiego przodka w najbliższej rodzinie (dziadka, pradziadka, najwyżej prapra…), a więc mógł go nawet znać osobiście.

Niebywałe – tym bardziej że człowiek z Oase (tzw. Oase 1) jest jednym z najstarszych znanych przedstawicieli Homo sapiens w Europie, więc jego związki z neandertalczykami mogą dokumentować pierwszy kontakt ludzi anatomicznie współczesnych z pierwotnymi mieszkańcami naszego kontynentu (czyli właśnie neandertalczykami). Jest to zaskakujące również dlatego, że dotąd uważano, iż takie płodne kontakty zaszły tylko raz – na Bliskim Wschodzie – i już się więcej nie powtórzyły. Nawiasem mówiąc, pojawia się tu jeszcze jeden ciekawy problem – jeśli Oase 1 rzeczywiście znał swojego pradziadka, to pewnie nie mógł się z nim porozumieć, bo o ile ludzie anatomicznie współcześni w Europie niemal na pewno posługiwali się już językiem, o tyle neandertalczycy – jak się zdaje – nie. A jeśli nawet mówili po neandertalsku, to czy potrafilibyśmy taki „ksenojęzyk” sobie przyswoić?

Choć wiemy już, że neandertalczycy byli dawcami swych genów (a niekiedy i cech, np. dotyczących koloru skóry i włosów, a może i odporności na lokalne patogeny), nigdy dotąd nie stwierdzono, by byli też biorcami. W żadnym z ich przebadanych genomów nie odnaleziono najmniejszych nawet domieszek genów należących do naszego gatunku. Czy to możliwe, by ten przepływ genów był tak asymetryczny i jednokierunkowy?

Wydaje się to nieprawdopodobne, jeśli zważyć, że potomstwo z takich przygodnych związków jest przecież zawsze genetycznie dwugatunkowe – połowa jego genów pochodzi od matki, połowa od ojca. W kolejnych pokoleniach udział genowy każdego z gatunków powinien więc zostawiać swój ślad, chyba że jedne z tych genów (tu: nasze w neandertalczyku) byłyby jakoś szczególnie eliminowane przez dobór naturalny. Trudno jednak zrozumieć, dlaczego miałoby się tak dziać.

Niedawno w tygodniku „Nature” ukazała się praca międzynarodowej grupy naukowców, której sam tytuł „Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals” („Przepływ genów od wczesnych ludzi do wschodnich neandertalczyków”) wskazuje, że wreszcie trafiliśmy na ślad, że i „my” mieliśmy swój udział w neandertalskim genomie (patrz POLITYKA 27). Tyle że ci „my” nie pozostawili żadnych śladów w „naszym” genomie. Jak to możliwe?

Geny z jaskini

Dotychczasowy brak śladów naszych genów u neandertalczyków mógł wynikać z tego, że analizowane przez naukowców neandertalskie genomy pochodziły głównie z Europy, gdzie nasi kuzyni się narodzili i gdzie – aż do przybycia tam tzw. kromaniończyków – nigdy ludzi anatomicznie współczesnych nie było. Nic dziwnego, że nie było w nich domieszek DNA Homo sapiens.

Tym razem jest inaczej, chodzi bowiem o neandertalczyków z dalekiej Azji, którzy – zanim tam zawędrowali – mogli spotkać się z emigrantami Homo sapiens z Afryki, omijającymi początkowo Europę szerokim łukiem (dlatego wcześniej pojawili się w Australii niż na naszym kontynencie). Autorzy pracy w „Nature” wyszli w swych rozważaniach od zastanawiającego faktu, który rodzi się z porównania genomów denisowian i neandertalczyków ze wspomnianej już jaskini Denisowa na Ałtaju. Otóż tamtejsi neandertalczycy mają więcej podobieństw z genami dzisiejszych Afrykanów niż denisowianie i więcej długich fragmentów afrykańskiego DNA, mimo że oba gatunki (denisowianie i neandertalczycy) pochodzą od wspólnego przodka (sprzed ok. 700 tys. lat). Zapewne żył on już poza Afryką i jego gatunki potomne nigdy w swej historii na Czarny Kontynent nie powróciły (neandertalczycy początkowo występowali tylko w Europie, denisowianie – wyłącznie w Azji).

Są dwa możliwe wyjaśnienia tego paradoksu. Jedno jest takie, że denisowianie już w Azji skrzyżowali się z nieznanym nam hominidem, który pozostawił genetyczne ślady swej obecności, rozcieńczając przy okazji afrykańskie dziedzictwo. Drugim zaś wyjaśnieniem, któremu naukowcy postanowili się uważnie przyjrzeć, było przyjęcie hipotezy, że ałtajscy neandertalczycy otrzymali trochę afrykańskich genów od pierwszych ludzi anatomicznie współczesnych, którzy Afrykę opuścili. To wymagało dokładniejszych porównań poszczególnych fragmentów genomów, a nawet pojedynczych, punktowych mutacji (czyli zamiany którejś z czterech liter kodu genetycznego, np. A na G), pozwalających precyzyjnie uchwycić stopień pokrewieństwa między analizowanymi sekwencjami, a także moment ich rozejścia się od wspólnego przodka. Okazało się, że oba wyjaśnienia są poniekąd poprawne: denisowiańscy neandertalczycy są rzeczywiście bliżsi Afrykanom niż denisowiańscy denisowianie, a ci ostatni naprawdę przechowują w swoim genomie ślady innej, nieznanej nam populacji lub gatunku.

Ponadto denisowiańscy neandertalczycy mają tych afrykańskich domieszek znacznie więcej (od ok. 0,1 do 2,1 proc.) niż tzw. klasyczni neandertalczycy z Europy, choć przecież ani jedni, ani drudzy nigdy w Afryce nie żyli. I wreszcie, co jeszcze ciekawsze, te afrykańskie geny, choć pochodzą niewątpliwie od tzw. ludzi anatomicznie współczesnych, nie są znane u żadnych dziś żyjących pozaafrykańskich ludów na Ziemi, choć występują u szczególnie prymitywnych (w sensie genetycznym, nie kulturowym) plemion zamieszkujących obecnie Afrykę.

Co to oznacza? Pomijając już ciekawy fakt, że oto po raz pierwszy udało się uchwycić zjawisko przepływu genów od Homo sapiens do neandertalczyków (a nie tylko odwrotnie), dzięki temu odkryciu możemy też powiedzieć coś ważnego o naszej własnej, a nie tylko neandertalskiej historii. Ałtajscy neandertalczycy są genetycznie bardzo odlegli od ich europejskich krewniaków (różnią się między sobą bardziej niż żyjący dziś na świecie ludzie) i tylko oni mają afrykańskie domieszki. Zatem musieli je zdobyć już po rozejściu się obu neandertalskich linii, co miało miejsce ok. 110 tys. lat temu.

Co więcej, z porównania tych afrykańskich domieszek u ałtajskich neandertalczyków z genomami dzisiejszych ludów afrykańskich można wywnioskować, że do krzyżowania doszło co najmniej 100 tys. lat temu, a więc znacznie wcześniej, niż to wynika z neandertalskich genów obecnych u wszystkich pozaafrykańskich ludzi żyjących dziś na Ziemi (to krzyżowanie miało miejsce między 47 a 65 tys. lat temu), a nawet wcześniej niż ludzie współcześni – jak dotąd sądzono – opuścili Afrykę. Świadczy to zatem, że nie tylko różne grupy neandertalskie w różnym czasie i na różnych terenach spotykały się oraz krzyżowały z „nami”, ale także, że „my” też należeliśmy do różnych populacji, które więcej niż raz opuszczały Afrykę, skoro tylko jedna z nich pozostawiła w nas swoje (a także „pożyczone” – neandertalskie) geny, a druga nie.

Pożegnania z Afryką

Pytanie tylko, kim byli ci drudzy, skoro dotąd żadnych przekonujących śladów wcześniejszych wyjść z Afryki nie było, a przynajmniej nie były one wystarczająco wyraźne. Otóż ślady takie, i to całkiem czytelne, właśnie zostały znalezione, choć i wcześniej ich nie brakowało, tylko zapewne nie były właściwie interpretowane. Te wcześniejsze to przede wszystkim znane od dawna czaszki z izraelskich jaskiń Skhul i Qafzeh, odkryte już w latach 30. XX w., ale uważane wówczas za znacznie młodsze, niż to dziś wiemy. Izrael znany jest z wielu jaskiń, zwłaszcza w nadmorskim masywie góry Karmel, i z zachowanych w nich szczątków zarówno Homo sapiens, jak i neandertalczyków. Przy czym obie te populacje, choć anatomicznie różne od siebie, wykazują obecność pewnych cech pośrednich. Mają też jeszcze jedną, wyjątkową dla tego obszaru, właściwość – przedstawiciele obu tych gatunków czy populacji zachowywali się w równie archaiczny sposób. Np. narzędzia w jaskiniach, gdzie znane są tylko szczątki neandertalczyków, i w tych, gdzie żyli tylko ludzie anatomicznie współcześni, wydają się takie same (i podobne do neandertalskich narzędzi w Europie). Potęguje to wrażenie, że mogło tam łatwiej dochodzić do wzajemnych kontaktów, a pewnie i krzyżowania, na co owe pośrednie cechy ich szczątków zdają się wskazywać.

Problem tylko w tym, że owe „współczesne” szczątki, po rewizji ich datowania, okazały się starsze, a nie młodsze od neandertalskich (ich wiek ocenia się na ok. 100 tys. lat), co przyczyniło się do narodzin koncepcji o pierwszym, „nieudanym” wyjściu z Afryki. Pierwsi ludzie, już anatomicznie, ale jeszcze nie behawioralnie współcześni, mieli opuścić Czarny Ląd ponad 100 tys. lat temu i dojść do terenów dzisiejszego Izraela, gdzie utknęli na dobre i po pewnym czasie bezpotomnie wymarli (wcześniej wymieniając się genami z tamtejszymi neandertalczykami). My, ludzie pod każdym względem współcześni, bylibyśmy potomkami drugiej, tym razem zakończonej sukcesem, fali migracji.

Dziś nie można jednak wykluczyć, że peregrynacja tych pierwszych kolonistów nie zakończyła się w Izraelu i dotarli znacznie dalej na wschód, spotykając po drodze przodków neandertalczyków, których znamy z jaskini Denisowa. To przy okazji tłumaczyłoby, dlaczego ich „współczesne” geny znajdujemy dziś w kościach neandertalskich, ale nie w ciałach wciąż żyjących ludzi.

Drugie odkrycie – geograficznie znacznie bardziej odległe od Afryki – pochodzi z jaskini Fuyan w południowych Chinach, gdzie w 2015 r. znaleziono i opisano liczne zęby jakichś bardzo małych ludzi – nie tylko świetnie zachowane, ale też niczym właściwie (poza wielkością) nieróżniące się od zębów ludzi obecnie żyjących. „Jakby pochodziły z jakiegoś chińskiego gabinetu dentystycznego” – stwierdził jeden z ich odkrywców. Problem stanowi ich wiek – co najmniej 80 tys. lat, a może nawet 100 tys. i więcej, czyli z czasów sprzed „Pożegnania z Afryką”, tradycyjnie datowanego na nie więcej niż 60 tys. lat. Może więc to oni lub jacyś bliscy im ludzie obdarzyli swoimi „współczesnymi” genami neandertalczyków z jaskini Denisowa?

Z jednej strony mamy zatem geny ludzi współczesnych w kościach ałtajskich neandertalczyków (przy czym ludzie ci nie byli naszymi przodkami), z drugiej – kości i zęby ludzi współczesnych spoza Afryki, datowane na czasy sprzed opuszczenia Afryki naszych bezpośrednich przodków. Logiczny wniosek jest taki, że ludzie współcześni wyszli z Afryki nie raz, ale co najmniej dwa razy, tyle że geny tych pierwszych zachowały się nie w genomach ludzi żyjących, lecz ałtajskich neandertalczyków.

Jest czymś niezwykłym, że genetyczne ślady po pierwszych ludziach, którzy opuścili Afrykę na długo przed naszymi bezpośrednimi przodkami, przechowały się w kościach innego niż Homo sapiens gatunku, który w dodatku wymarł 40 tys. lat temu. To bardzo krzepiące – historii nie da się łatwo wymazać, a jej ślady odnaleźć można czasem w najmniej spodziewanych miejscach.

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Nauka

Ożywianie mózgu po śmierci i transplantacja głowy. Czy istnieją granice neuronauki?

Badaczom udało się wznowić niektóre funkcje mózgów pobranych od świń, a inny naukowiec chciałby przeprowadzić transplantację ludzkiej głowy.

Piotr Rzymski
22.04.2019
Reklama

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

Powrót na stronę główną