Komplett guide till Denisovans, nyare hominidarter

Denisovans är en nyligen identifierad hominin arter relaterade till men skiljer sig från de andra två hominidarterna (tidigt moderna människor och Neanderthals) som delade vår planet under mellersta och övre paleolitiska perioderna. Arkeologiska bevis på existensen av Denisovans är hittills begränsade, men genetiska bevis tyder på att de en gång var utbredda över hela Eurasien och blandades med både neandertalare och moderna människor.

Key Takeaways: Denisovans

De tidigaste resterna var små fragment som hittades i de ursprungliga övre paleolitiska skikten i Denisova Cave, i nordvästra Altai-bergen ungefär fyra mil (sex kilometer) från byn Chernyi Anui i Sibirien, Ryssland. Fragmenten innehöll DNA och sekvenseringen av den genetiska historien och upptäckten av rester av dessa gener i moderna mänskliga befolkningar har viktiga konsekvenser för vår mänskliga bebyggelse planet.

De första resterna av Denisovans var två tänder och ett litet fragment av fingerben från nivå 11 vid Denisova Cave, en nivå daterad mellan 29.200 till 48.650 år sedan. Resterna innehåller en variant av initial Övre Paleolitisk kulturella rester som finns i Sibirien kallad Altai. Dessa fragmentära rester som upptäcktes år 2000 har varit målet för molekylära undersökningar sedan 2008. Upptäckten kom efter att forskare under ledning av Svante Pääbo vid Neanderthal genomprojekt vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology avslutade framgångsrikt det första mitokondriella DNA (mtDNA) -sekvens för en neandertal, vilket bevisar att neandertalar och tidiga moderna människor inte är så nära besläktade alls.

I mars 2010 rapporterade Pääbos team resultaten från undersökningen av ett av de små fragmenten, en falanx (fingerben) hos ett barn mellan 5 och 7 år, som finns inom nivå 11 i Denisova Cave. MtDNA-signaturen från falanxen från Denisova Cave var signifikant olika från båda neandertalarna eller tidiga moderna människor (EMH). En fullständig mtDNA-analys av falanx rapporterades i december 2010, och den fortsatte att stödja identifieringen av Denisovan-individen som separat från både Neanderthal och EMH.

Pääbo och kollegor tror att mtDNA från den här falanxen kommer från en ättling till människor som lämnade Afrika en miljon år efter Homo erectusoch en halv miljon år före förfäderna till neandertalarna och EMH. I grund och botten är detta lilla fragment ett bevis på mänsklig migration ur Afrika som forskare var helt omedvetna om före denna upptäckt.

MtDNA-analysen av en molar från nivå 11 i grottan och rapporterades i december 2010 avslöjade att tanden var trolig från en ung vuxen med samma hominid som fingerbenet och helt klart en annan individ eftersom falanxen är från en barn.

Tanden är en nästan fullständig vänster och troligen tredje eller andra övre molära, med utbuktande språkliga och bukkala väggar, vilket ger den ett puffigt utseende. Storleken på denna tand är långt utanför räckvidden för de flesta Homo-arter. Faktum är att det är närmast i storlek till Australopithecus. Det är absolut ingen neandertal. Det viktigaste av allt var att forskarna kunde utvinna DNA från dentinet i tandroten, och de preliminära resultaten rapporterade dess identifiering som Denisovan.

Vad vi vet om kulturen i Denisovans är att den uppenbarligen inte skilde sig mycket från andra ursprungliga övre Paleolithicpopulationer i Sibirien. Stenverktygen i de lager som Denisovan mänskliga resterna befann sig i är en variant av Mousterian, med den dokumenterade användningen av en parallell reduktionsstrategi för kärnorna, och ett stort antal verktyg bildade på stora blad.

Dekorativa föremål av ben, mammut brosk och fossiliserat strutsskal utvanns från Denisova Cave, liksom två fragment av ett stenarmband av mörkgrön klorit. Denisovan-nivåerna innehåller den tidigaste användningen av en ögonbenad känd i Sibirien hittills.

2012 rapporterade Pääbos team kartläggningen av tandens fullständiga sekvensbestämning. Denisovans, liksom moderna människor idag, delar uppenbarligen en gemensam förfader med neandertalarna men hade en helt annan befolkningshistoria. Medan neandertal-DNA finns i alla populationer utanför Afrika, hittas Denisovan-DNA endast i moderna populationer från Kina, ön Sydostasien och Oceanien.

Enligt DNA-analysen delades familjerna till dagens mänskliga och Denisovans isär för cirka 800 000 år sedan och kopplade sedan samman igen för cirka 80 000 år sedan. Denisovans delar mest alleler med Han-populationer i södra Kina, med Dai i norra Kina och med melanesier, australiensiska aboriginer och sydöstra asiatiska öbor.

Denisovan-individerna som hittades i Sibirien hade genetiska data som matchar den för moderna människor och är förknippade med mörk hud, brunt hår och bruna ögon.

En DNA-studie publicerad av befolkningsgenetiker Emilia Huerta-Sanchez och kollegor i tidskriften Natur fokuserat på den genetiska strukturen hos människor som lever på Tibetanska platån på 4 000 meter över havet och upptäckte att Denisovans kan ha bidragit till den tibetanska förmågan att leva i hög höjd. Genen EPAS1 är en mutation som minskar mängden hemoglobin i blod som krävs för att människor ska upprätthålla och trivas i höga höjder med lågt syre. Människor som bor i lägre höjder anpassar sig till låga syrgasnivåer i höga höjder genom att öka mängden hemoglobin i sina system, vilket i sin tur ökar risken för hjärthändelser. Men tibetanerna kan leva i högre höjder utan ökade hemoglobinnivåer. Forskarna sökte efter givarpopulationer för EPAS1 och fann en exakt matchning i Denisovan DNA. Denisova Cave är bara cirka 2300 fot över havet; den tibetanska platån är i genomsnitt 16 400 ft asl.

Ett team under ledning av paleontolog Jean-Jacques Hublin (Chen 2019) sökte igenom arkiverade tibetanska paleontologiska finns kvar och identifierade en mandible som hade upptäckts i Baishiya Karst Cave, Xiahe, Gansu-provinsen, Kina i 1980. Xiahe-mandibelen är 160 000 år gammal och representerar den tidigaste kända homininfossilen som finns på den tibetanska platån - grottens höjd är 10 700 ft hög. Även om inget DNA kvarstod i själva Xiahe-minnen, fanns det existerande proteom i dentinen i tänderna - om än mycket nedbrutna, var det fortfarande tydligt att skilja från förorenande modern proteiner. En proteom är uppsättningen av alla uttryckta proteiner i en cell, vävnad eller organism; och det observerade tillståndet för en speciell enkel aminosyra-polymorfism inom Xiahe-proteomen hjälpte till att upprätta identifieringen av Xiahe som Denisovan. Forskarna tror att denna mänskliga anpassning till extraordinära miljöer kan ha underlättats genom genflöde från Denisovans som hade anpassat sig till klimatet först.

Nu när forskare har en indikation på hur Denisovan käken morfologi ser ut kommer det att vara lättare att identifiera möjliga Denisovan kandidater. Chen et al. föreslog också två östasiatiska ben som passar till morfologin och tidsramen för Xiahe-grottan, Penghu 1 och Xuijiayo.

När anatomiskt moderna människor lämnade Afrika för cirka 60 000 år sedan var befolkade regioner redan: av neandertalar, tidigare Homo-arter, Denisovans och eventuellt Homo floresiensis. I viss utsträckning blandade AMH sig med dessa andra hominider. Den senaste forskningen indikerar att alla hominidarter är härstammade från samma förfader, en hominin i Afrika; men det exakta ursprunget, dateringen och spridningen av hominider över hela världen var en komplex process som behöver mycket mer forskning för att identifiera.

Forskningsstudier ledda av Mondal et al. (2019) och Jacobs et al. (2019) har visat att moderna populationer som innehåller blandningar av Denisovan DNA finns i hela Asien och Oceanien, och det håller på att bli tydligt att avel mellan anatomiskt moderna människor och Denisovans och neandertalar inträffade flera gånger under vår historia på planeten jorden.

• Árnason, Úlfur. "The Out of Africa Hypothesis and the Ancestry of Recent Humans: Cherchez La Femme (Et L'homme)." Gen 585.1 (2016): 9–12. Skriva ut.
• Bae, Christopher J., Katerina Douka och Michael D. Petraglia. "På ursprunget till moderna människor: Asiatiska perspektiv." Vetenskap 358.6368 (2017). Skriva ut.
• Chen, Fahu, et al. "En sen mellersta Pleistocen Denisovan Mandible från den tibetanska platån." Natur (2019). Skriva ut.
• Douka, Katerina et al. "Åldersberäkningar för homininfossiler och uppkomsten av den övre paläolitiska vid Denisova-grottan." Natur 565.7741 (2019): 640–44. Skriva ut.
• Garrels, J. I. "Proteome." Encyclopedia of Genetics. Eds. Brenner, Sydney och Jefferey H. Mjölnare. New York: Academic Press, 2001. 1575–78. Skriva ut
• Huerta-Sanchez, Emilia, et al. "Höjdanpassning i tibetaner orsakad av introgression av Denisovan-liknande DNA." Natur 512.7513 (2014): 194–97. Skriva ut.
• Jacobs, Guy S., et al. "Flera djupt divergerande Denisovan-förfäder i papuanska." Cell 177.4 (2019): 1010–21.e32. Skriva ut.
• Mondal, Mayukh, Jaume Bertranpetit och Oscar Lao. "Ungefärlig Bayesisk beräkning med djup inlärning stöder en tredje arkaisk introgression i Asien och Oceanien." Naturkommunikation 10.1 (2019): 246. Skriva ut.
• Slon, Viviane, et al. "Genomen till avkomman till en neandertalmor och denisovanska fadern." Natur 561.7721 (2018): 113–16. Skriva ut.
• Slon, Viviane, et al. "En fjärde denisovan individ." Vetenskapliga framsteg 3.7 (2017): e1700186. Skriva ut.