Jesteśmy coraz bliżej wyjaśnienia tajemnicy zagłady naszych kuzynów – neandertalczyków. Zaskakujące wyniki badań ich DNA.
Badania przeprowadził międzynarodowy zespół pod kierunkiem prof. Svante Pääbo z lipskiego Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maksa Plancka. Uczeni zastosowali nową metodę sekwencjonowania DNA zwaną primer-extension capture, która zamiast analizy całego materiału genetycznego pobranego z kości zawierającej też DNA licznych mikroorganizmów obejmuje jedynie wybrane jego fragmenty. – Nowa metoda pozwala na wyłowienie, jeszcze przed sekwencjonowaniem, wyłącznie neandertalskiego DNA. To dramatycznie redukuje koszty całej procedury i pozwala sekwencjonować ten sam gen jednocześnie u wielu osobników – wyjaśnia Adrian Briggs, młody naukowiec, który pod kierunkiem prof. Paabo wykonał większość prac sekwencyjnych.
Dzięki temu naukowcy mogli odczytać cegiełka po cegiełce całe mitochondrialne DNA aż pięciu neandertalczyków i kawałek mitochondrialnego DNA szóstego. To ogromny postęp, bo do tej pory udało się zsekwencjonować taki materiał genetyczny u zaledwie jednego osobnika. Co ważne, analizowane przez zespół Briggsa próbki pochodziły od istot żyjących w różnym czasie oraz miejscach – obejmujących swym zasięgiem praktycznie cały obszar występowania gatunku w Europie.
Północ kontynentu reprezentowały dwa osobniki żyjące ok. 40 tys. lat temu w Niemczech – ich szczątki znaleziono w jaskini Kleine Feldhofer w północnych Niemczech. Południe – neandertalczyk sprzed 38 tys. lat, którego kości odkopano na terenie Chorwacji w jaskini Vindija. Zachód – bywalec hiszpańskiej groty El Sidrón zamieszkujący tereny Półwyspu Iberyjskiego ok. 39 tys. lat temu. Oprócz tego naukowcy przebadali całkowicie mitochondrialne DNA pobrane z kości neandertalczyka żyjącego 60-70 tys. lat temu, a znalezionego na terenie rosyjskiej jaskini Mezmaiskaja na Kaukazie oraz częściowo przeanalizowali materiał genetyczny pobrany od innego osobnika żyjącego w tym samym miejscu 41 tys. lat temu.
W sumie wraz z zsekwencjonowanym wcześniej mitochondrialnym DNA jeszcze jednego neandertalczyka z chorwackiej Vindii dysponowali sześcioma różnymi profilami genetycznymi naszych kuzynów. Warto podkreślić, że dane te nie obejmowały całego neandertalskiego DNA, a jedynie mitochondrialne, czyli to, które każdy z nich (i każdy z nas) dostał od swojej matki. Znajduje się ono w mitochondriach – komórkowych fabrykach energii. Jest go znacznie mniej niż DNA jądrowego (to jego niewątpliwy atut), a ponadto dzięki swojej stosunkowo dużej zmienności stanowi dobry materiał badawczy.
Pozornie sześć próbek to tyle co nic, a jednak analiza i porównanie mitochondrialnego neandertalskiego DNA z 53 próbkami pochodzącymi od współczesnych ludzi przyniosło zdumiewające wyniki.
Okazało się, że pod względem genetycznym neandertalczycy (przynajmniej w linii matczynej) byli bardzo słabo zróżnicowani. Ekipa Paabo ustaliła, że przez cały okres istnienia gatunku Homo neanderthalensis różnorodność ta wynosiła zaledwie jedną trzecią tego, co reprezentuje obecnie żyjący Homo sapiens. Co ciekawe, nawet w porównaniu z dzisiejszymi mieszkańcami samej Europy pradawni mieszkańcy tego kontynentu wypadali blado – ich zróżnicowanie genetyczne było o 37 proc. mniejsze od naszego.
Co jednak wynika z tych wszystkich wyliczeń?
Po pierwsze, łączna liczba żyjących w tym samym czasie neandertalczyków była niewielka, prawdopodobnie nie sięgała nawet 3,5 tys. zdolnych do rozmnażania kobiet. – Tak nam wychodzi ze statystyki. Oczywiście wszystkich neandertalczyków było znacznie więcej, ale nie wszystkim udawało się spłodzić zdolne do przeżycia potomstwo – twierdzi Briggs. – Trudno jednak oszacować całkowitą wielkość populacji, w sumie mogło ich być kilkadziesiąt tysięcy, może trochę ponad to.
Badania ujawniły też, że większość neandertalczyków była ze sobą blisko spokrewniona. Identyczną sekwencję mitochondrialnego DNA wykryto u osobników żyjących w Niemczech i Chorwacji. Miejsca te dzieli aż 850 km (gdyby dzisiaj jakiś europejski genetyk chciał znaleźć swojego krewnego w równie dalekiej krainie, musiałby zbadać DNA aż 30 osób, a nie sześciu, jak w przypadku neandertalczyków). Oczywiście nie znaczy to, że badani osobnicy z północy i południa Europy byli braćmi czy siostrami, zwłaszcza iż analizowane próbki dzieli ogromna przestrzeń także w czasie.
Niewykluczone, że kiedyś, na początku istnienia gatunku różnorodność genetyczna Homo neanderthalensis była większa, ale potem się zmniejszyła. – Możliwe, że niektóre małe grupy neandertalczyków zyskały przewagę nad innymi – twierdzi Briggs. Być może była ona związana z wyższością technologiczną lub kulturową. Sprawiła, że doszło do wymarcia słabszej części populacji. To mogło zredukować różnorodność genetyczną wśród neandertalczyków.
Taki ewolucyjny sukces niewielkiej grupy mógł mieć dramatyczne konsekwencje dla całego gatunku. Mniejsza różnorodność genetyczna oznacza bowiem m.in. gorszą odporność na choroby lub niezdolność do adaptacji w obliczu zmieniających się warunków życia, na przykład ocieplenia lub ochłodzenia klimatu.
Czy mniejsza niż w przypadku Homo sapiens różnorodność genetyczna rzeczywiście przyczyniła się do zagłady neandertalczyków 28-24 tys. lat temu?
Hipoteza ta wydaje się dość logiczna, zwłaszcza w kontekście ostatnich odkryć. Wynika z nich, że pod względem technologicznym i intelektualnym nasi kuzyni w niczym nam nie ustępowali, co jeszcze nie tak dawno sugerowali niektórzy uczeni. Neandertalskie narzędzia – odłupki – nie były wcale gorsze od wiórów preferowanych przez pradawnych Homo sapiens, zaś znalezione we francuskim Pech de l’Azé setki kredek zawierających tlenki manganu sugerują, iż malowanie ciała stanowiło u neandertalczyków (oprócz mowy) dodatkową formę komunikacji.
Jednak według Briggsa czynnikiem, który zadecydował o zagładzie neandertalczyków, była ich niewielka liczba. – Nasze badania sugerują, że na ogromnym obszarze Europy żyło ich w sumie niewielu. Na dodatek byli podzieleni na małe grupki – mówi Briggs.
Mogli więc nie wytrzymać konkurencji ze strony Homo sapiens w wyścigu o dostęp do pożywienia albo wręcz ucierpieć na skutek zbrojnego konfliktu z naszymi przodkami. Niewykluczone też, że zachodzące kilkadziesiąt tysięcy lat temu zmiany europejskiego klimatu nadwątliły zdrowie neandertalczyków.
Możliwe też, że oba te czynniki wystąpiły równocześnie, co zredukowało liczebność neandertalczyków poniżej punktu krytycznego pozwalającego na odrodzenie się całego gatunku – dodaje Briggs.
media
Neandertalczyk podobno jest w każdym z nas, czyli tak całkiem nie wyginęli…
