Veel 15 000 aastat tagasi jagasid inimesed oma koopaid teise püstiste apsakide rühmaga, mille nimi oli Denisovans. Kaks hominiini olid geneetiliselt erinevad, eraldudes lähimast esivanemast enam kui 500 000 aastat varem, kuid nad olid füüsiliselt lähedased. Inimesed ja Denisovanid paarusid - arvatavasti palju - levila ulatuses, mis ulatus Siberist Kagu-Aasiasse, jättes vähese geneetilise sugupuu, mis on mõnes inimpopulatsioonis endiselt tuvastatav.
Peale nende geneetiliste sissekannete jäävad alles vaid mõned meenutused meie iidsetest tuttavatest - lõualuu, mõned hambad ja tüdruku roosakas luu, mille otsas on DNA nukk, mis on 2010. aastal Siberis koopast välja kitkutud. Terveid luukere ega kolju pole kunagi olnud. leiti, jättes teadlaste imestama: kuidas need proto-inimesed isegi välja nägid?
Täna (18. septembril) ajakirjas Cell avaldatud uue uuringu eesmärk on sellele küsimusele vastata enneolematu geneetilise analüüsiga. Tehes Denisovani genoomi metüülkaardi - st kaardi, mis näitab, kuidas geeniekspressiooni keemilised muutused võivad mõjutada füüsilisi omadusi - on rahvusvaheline teadlaste meeskond rekonstrueerinud esimese usutava portree 40 000-aastasest Denisovani tüdrukust, kelle pinky aitas käivitage inimese sugupuu uus haru.
Tulemused näitavad madala otsaesise, väljaulatuva lõualuu ja peaaegu olematu lõuaga figuuri - üldine anatoomia, mis ei erine nii palju teisest väljasurnud inimeste grupist, neandertallastest, kes okupeerisid Maa umbes samal ajal.
"Ma ootasin, et Denisovani tunnused sarnanevad neandertallastega, lihtsalt sellepärast, et neandertallased on nende lähimad sugulased," rääkis ajakirja Live Science andmetele Stanfordi ülikooli geneetik David Gokhman. "Kuid väheste tunnuste osas, kus need erinevad, on erinevused äärmuslikud."
Näiteks leidsid Gokhman ja tema kolleegid, et Denisovansil olid märkimisväärselt pikemad hambakaared (see tähendab, et nende ülemine ja alumine hammaste rida ulatusid kaugemale) kui neandertallastel ja tänapäeva inimestel; ja nende kolju tipud olid märgatavalt laiemad. Need leiud annavad Gokhmanile lootust, et hiljuti Hiinas avastatud kaks osalist koljut võivad tegelikult kuuluda laia peaga Denisovanidele, laiendades potentsiaalselt meie tabamatute, surnud sugulaste fossiilide arhiivi.
Väiksesõrme lubadus
Niisiis, kuidas taastada väljasurnud inimese nägu, kui kõik, millega peate töötama, on mõni DNA nende käeulatuses? Selle uuringu jaoks otsisid Gokhman ja tema kolleegid geeniekspressiooni kõrvalekaldeid - või seda, kuidas inimese geneetilises koodis olevad keemilised inhibiitorid võivad mõjutada teatud füüsilisi omadusi.
"Meie genoomi moodustavad erinevad kihid," sõnas Gokhman. "Meil on DNA järjestus ise, kus meie geenid on kodeeritud. Lisaks sellele on regulatiivsed kihid, mis kontrollivad, millised geenid aktiveeritakse või desaktiveeritakse ja millises koes."
Üks neist kihtidest on protsess, mida nimetatakse DNA metüülimiseks. Metüleerimine toimub siis, kui kemikaalid, mis sisaldavad ühte süsinikuaatomit ja kolme vesinikuaatomit - ehk metüülrühmi - seostuvad teatud DNA molekulidega. Kuigi see seondumine ei muuda aluseks olevat DNA järjestust, võib see häirida spetsiifiliste geenide ekspresseerimisviisi. Teatud metüleerimise mustrid võivad näidata, kas rakul on näiteks vähk ja kas see võib põhjustada anatoomilisi deformatsioone.
Niisiis, teadlased vaatasid olemasolevat Denisovani DNA-d, et võrrelda rühma metülatsioonimustreid inimestel ja neandertallastel leiduvatega, et näha, kus nende geeniekspressioon kattus ja kus see erineb. Kui Denisovansi ainulaadne metüülimisprofiil oli kaardistatud, püüdsid teadlased välja selgitada, milliseid füüsilisi omadusi iga metüleeritud geen muudab, lähtudes teadaolevatest inimese häiretest, mis tekivad nende samade geenide pärssimisel.
Meeskond leidis Denisovansist kokku 56 iseloomujoont, mille järgi nad ennustasid erinevat tänapäevastest inimestest ja neandertallastest, millest 32 põhjustasid selged anatoomilised erinevused. Lisaks laiadele koljudele ja väljaulatuvatele lõualuudele olid Denisovansidel laiemad vaagna- ja ribipuurid kui tänapäeva inimestel ning õhemad, lamedamad näod kui neandertallastel.
Anatoomiliste ennustuste täpsuse kontrollimiseks koostasid teadlased ka neandertaallaste ja šimpanside - kahe tuntud anatoomiaga liigi - sarnased metüülkaardid, mida nad said kasutada oma ennustuste koheseks kontrollimiseks. Nad leidsid, et umbes 85% nende ennustustest selle kohta, millised tunnused erinesid ja mis suunas (näiteks kas neandertaallaste kolju oli laiem või õhem kui inimene) olid surnud.
See andis teadlastele lootust, et nende rekonstrueeritud Denisovan polnud kaugel iidsest reaalsusest. Nende ennustuste viimane test saabus 2019. aasta mais, kui eraldi teadlaste rühm tuvastas esimest korda Denisovani lõualuu. Kui Gokhman ja tema kolleegid võrdlesid oma ennustusi tegeliku lõualuu anatoomiaga, leidsid nad, et nende ennustustest seitse kaheksast vastas.
"Meie ennustuste ainus tõeline test on leida rohkem Denisovani luid ja neid omavahel sobitada," sõnas Gokhman. Ta lisas, et tema unistuste fossiil hõlmaks osa Denisovani näost - "lihtsalt näod on erinevate inimeste vahel nii erinevad", ütles ta.
