Sejak penemuannya pada tahun 1990, La Sima de los Huesos, sebuah gua bawah tanah di Pegunungan Atapuerca Sepanyol Utara, telah menghasilkan lebih daripada 6, 000 fosil daripada 28 nenek moyang manusia purba, menjadikannya laman web paling penting di Eropah untuk mengkaji manusia purba. Tetapi walaupun bertahun-tahun analisis, usia yang tepat dan juga spesies yang dipunyai oleh individu-individu ini telah diragui.
Kini, sekumpulan kumpulan saintis antarabangsa telah mengekstrak dan mengurai DNA dari femur fosil salah satu daripada individu ini buat pertama kalinya. Data yang dihasilkan - yang mewakili bahan genetik tertua yang pernah disusun dari seorang hominin, atau nenek moyang manusia kuno - akhirnya memberikan kita gambaran mengenai umur dan garis keturunan individu-individu misteri ini, dan ini bukan apa yang diharapkan oleh banyak saintis.
Fosil tulang yang diuji, femur, berumur kira-kira 400, 000 tahun. Tetapi kejutan yang besar adalah, walaupun para saintis sebelum ini percaya bahawa fosil milik Neanderthal kerana penampilan anatomi mereka, analisis DNA sebenarnya menunjukkan bahawa mereka lebih rapat dengan Denisovans, keturunan nenek moyang ketiga yang baru-baru ini diketahui hanya dari DNA terisolasi dari beberapa fosil yang terdapat di Siberia pada tahun 2010. Penemuan yang diterbitkan hari ini di Alam, akan memaksa ahli antropologi untuk menimbang semula lagi bagaimana Denisovans, Neanderthals dan nenek moyang langsung manusia zaman moden bersesuaian dalam pokok keluarga rumit.
Femur dari mana DNA diekstrak untuk analisis. Foto oleh Javier Trueba, Filem Ilmiah Madrid
Analisis ini didayakan oleh kemajuan baru-baru ini dalam kaedah untuk memulihkan serpihan DNA purba yang dibangunkan di Institut Max Planck Antropologi Evolusi di Jerman, sebelum ini digunakan untuk menganalisis DNA fosil beruang gua yang terdapat di gua yang sama. "Ini tidak mungkin hanya dua tahun yang lalu, " kata Juan Luis Arsuaga, ahli paleontologi di University of Madrid yang mengetuai penggalian awal gua dan bekerjasama dalam kajian baru itu. "Dan walaupun diberikan kaedah-kaedah baru ini, kita masih tidak mengharapkan tulang-tulang ini untuk memelihara DNA, kerana mereka sangat tua-sepuluh kali lebih tua daripada beberapa Neanderthal yang paling lama dari mana kita telah mengambil DNA."
Selepas mengeluarkan dua gram tulang hancur dari femur, sekumpulan saintis yang diketuai oleh Matthias Meyer mengasingkan DNA mitokondria (mtDNA), satu kumpulan bahan genetik yang berbeza daripada DNA dalam kromosom yang terdapat di dalam sel-sel kromosom kita. Sebaliknya, mtDNA ini hidup di dalam sel-sel mitochondria-organel mikroskopik kita yang bertanggungjawab untuk pernafasan sel-dan jauh lebih pendek daripada DNA nuklear.
Terdapat satu lagi mtDNA yang menjadikannya sangat berharga sebagai cara untuk mempelajari evolusi manusia purba: Tidak seperti DNA nuklear anda, yang merupakan gabungan DNA dari kedua ibu bapa anda, mtDNA anda datang semata-mata dari ibu anda, kerana kebanyakan sperma Mitokondria ditemui di ekornya, yang ditumpahkan selepas persenyawaan. Akibatnya, mtDNA adalah hampir sama dari generasi ke generasi, dan sejumlah jujukan mtDNA (dipanggil haplogroup) yang terhad adalah diperhatikan dalam kedua-dua manusia moden dan nenek moyang manusia purba. Tidak seperti ciri-ciri anatomi dan DNA nuklear, yang boleh berbeza-beza dalam kumpulan dan menjadikannya sukar untuk membezakan dengan yakin dari satu sama lain, mtDNA biasanya konsisten, menjadikannya lebih mudah untuk menghubungkan spesimen tertentu dengan garis keturunan.
Itulah sebabnya, apabila para penyelidik membandingkan mtDNA femur dengan contoh yang dijangkiti sebelum ini dari Neanderthals, dari tulang dan gigi jari Denisovan yang terdapat di Siberia dan dari banyak manusia moden yang berbeza, mereka mendapati ia sangat mengejutkan bahawa ia lebih mirip dengan Denisovans. "Ini benar-benar tidak dijangka, " kata Arsuaga. "Kami terpaksa berfikir benar-benar sukar untuk menghasilkan beberapa senario yang berpotensi untuk menjelaskannya."
Para ahli antropologi telah mengetahui bahawa ketiga keturunan itu (manusia, Neanderthals dan Denisovans) berkongsi nenek moyang yang sama, tetapi jauh dari jelas bagaimana ketiga-tiga kumpulan ini bersatu padu, dan gambaran itu terus diburukkan oleh fakta bahawa perkembangbiakan antara mungkin terjadi di antara mereka selepas mereka menyimpang. Bagaimanapun, membandingkan mtDNA femur kepada Neanderthal, Denisovan dan sampel manusia moden membenarkan para penyelidik untuk menganggarkan kadarnya berdasarkan kadar mutasi mtDNA yang diketahui, umur yang telah ditentukan sebelumnya dari sampel lain, dan tahap perbezaan antara mereka yang membawa kepada angka 400, 000 tahun.
Untuk menjelaskan bagaimana seorang individu yang berpandangan Neanderthal dapat mempunyai Denisovan mtDNA pada masa ini, para saintis mempersembahkan beberapa senario hipotetis yang berbeza. Sebagai contoh, mungkin fosil berkenaan adalah garis keturunan yang menjadi nenek moyang Neanderthals dan Denisovans, atau lebih mungkin, yang terjadi selepas perpecahan antara dua kumpulan (dianggarkan sekitar 1 juta tahun yang lalu) dan berkait rapat dengan yang terakhir tetapi bukan yang terdahulu. Ia juga kemungkinan bahawa femur tergolong dalam kumpulan yang ketiga, yang berbeza dan bahawa persamaan dengan Denisovan mtDNA dijelaskan oleh sama ada perkembangbiakan dengan Denisovans atau kewujudan satu lagi garis keturunan hominin yang dibesarkan dengan kedua Denisovans dan La Sima de los Huesos penduduk dan memperkenalkan mtDNA yang sama kepada kedua-dua kumpulan.
Jika ini kelihatan seperti pokok keluarga yang rumit kepada anda, anda tidak bersendirian. Analisis ini, bersama-sama dengan kerja awal, menambah misteri lebih lanjut kepada situasi yang sudah membingungkan. Ujian awal pada tulang jari Denisovan yang terdapat di Siberia, misalnya, mendapati ia berkongsi mtDNA dengan manusia moden yang tinggal di New Guinea, tetapi tidak ada tempat lain. Sementara itu, sebelum ini dianggap bahawa Neanderthals telah menetap di Eropah dan Denisovans lagi ke timur, di seberang Pergunungan Ural. Analisis baru merumitkan idea itu.
Buat masa ini, penyelidik percaya bahawa senario yang paling munasabah (diilustrasikan di bawah) adalah femur kepunyaan keturunan yang berpecah dari Denisovans beberapa ketika selepas mereka menyimpang dari nenek moyang kedua Neanderthal dan manusia moden. Tetapi mungkin kesimpulan yang paling menarik untuk keluar dari kerja ini ialah membuktikan bahawa bahan genetik dapat bertahan sekurang-kurangnya 400, 000 tahun, dan boleh dianalisis walaupun selepas jumlah kemerosotan itu. Dengan pengetahuan ini dan teknik baru, ahli antropologi kini boleh mencuba untuk meneliti secara genetik banyak spesimen kuno lain dengan harapan dapat memahami dengan lebih baik pokok keluarga kita.
Imej melalui Alam / Meyer et. al.
