O czym dowiadujemy się w wyniku badań w Jaskini Denisowa ? / Piotr Kotlarz

0
361

Jaskinia Denisowa jest trzykomorową jaskinią kresową znajdującą się na obszarze południowej Syberii, na północ od miejscowości Czarny Anuj. Swą nazwę zawdzięcza legendarnemu pustelnikowi, Dionizemu (Denis), który zamieszkiwał ją w XVIII wieku. Archeologowie dotarli do niej w latach 70. XX wieku i odkryli w niej kilka interesujących szczątków ludzkich i innych artefaktów. Przeprowadzane badania wskazywały, że w pewnych okresach była ona zamieszkiwana przez ludzi lub hominidów już od ponad 250 tysięcy lat temu[1].

Była zamieszkiwana, nie zaś zamieszkana jak piszę jeden z dziennikarzy z Gazety Wyborczej odnosząc się do informacji z pisma Nature[2]. Wbrew pozorom, to bardzo istotna różnica. Wszelkie artefakty wskazują bowiem tylko na czasowe, wręcz bardzo krótkie pobyty denisowian, neandertalczyka oraz ludzi będących skrzyżowaniem neandertalczyka i denisowianina oraz przedstawicieli Homo sapiens w tej jaskini.

Od razu warto również odnieść się i do tej kwestii. Badając na wcześniejszym etapie DNA szczątków ludzkich z Jasnkini Denisowa naukowcy zauważyli pewne różnice genetyczne między najstarszymi z nich a istniejącym wówczas na innym obszarze (głównie Europy) „gatunkiem” Neandertalczyka, co skłoniło ich do „odkrycia” kolejnego gatunku hominidów.  Zgodnie jednak z dziś obowiązującą definicją gatunku powinniśmy jednak – moim zdaniem – tak Denisowian, jak i Neandertalczyków i przedstawicieli Homo sapiens zaliczyć do jednego gatunku. Przedstawiciele tych „wyodrębnionych gatunków” mogli się bowiem z sobą krzyżować, a powstałe w wyniku ich współżycia potomstwo mogło się dalej rozmnażać. Może dalsze badania pomogą rozstrzygnąć i ten problem, w każdym razie dziś każdy z nas ma w sobie znaczny procent genów wspólnych z Neandertalczykiem wielu również z Denisowianami (procent zbieżności genetycznej zależy od obszaru świata). Mówi się wprawdzie o 3 do 5% podobieństwa, ale wciąż nie wiem w jaki sposób wyliczane są te różnice, skoro np. powszechnie powtarza się, że podobieństwo między gebotypem człowieka a szympansa występuje w granicach 99%: „Szympans i bonobo są naszymi najbliższymi żyjącymi krewnymi, dzielącymi z nami 99% DNA; goryle zajmują kolejne miejsce z wartością 98%”2. Inny genetyk Buggs wciąż broni swojego poglądu, wyrażonego w 2008 roku, że szympansy i ludzie dzielą jedynie około 70% identycznego genomu. Pogląd ten bazował na wynikach sekwencjonowania genomu szympansa opublikowanych w „Nature” w 2005 roku[3].

Zostawmy jednak dziś z boku te rozważania gatunkowe, choć warto tu dodać, że ostatnie odkrycia archeologiczne wskazują, że człowiek neandertalski żył na znacznie wyższym poziomie kulturowym niż przypuszczano w czasach gdy znano tylko nieliczne dowody jego istnienia.

Dziś postanowiłem się skupić na słowie zamieszkała. To słowo wskazuje bowiem na jakąś ciągłość, osadnictwo. Tymczasem w Jaskini Denisowa znaleziono szczątki zaledwie kilkunastu hominidów i to z bardzo odległych okresów. Nie znaleziono tam, co jest warte podkreślenia, żadnych śladów stałego pobytu (osadnictwa).  Może więc bardziej odpowiednim słowem byłoby tu słowo zamieszkiwana, a wreszcie, czy nie powinniśmy mówić tylko o krótkotrwałych pobytach praludzi w tej jaskini?

Sprawdziłem, że tytuł artykułu w piśmie „Nature”, na który powołuje się Tomasz Ulanowski, brzmi:  DNA osadów plejstoceńskich ujawnia zmiany hominidów i fauny w jaskini Denisova[4].

Jaskinia Denisova składa się z trzech komór (oznaczonych jako komory główna, wschodnia i południowa), w których znajdują się osady o ciągach stratygraficznych rozciągające się od środkowego plejstocenu do epoki holocenu. Wśród szczątków tuzina homininów wydobytych ze złóż znajdują się również neandertalczycy  oraz dziecko neandertalczyka i denisowiana, co sugeruje, że jaskinia Denisova była strefą kontaktu między tymi archaicznymi hominidami. Jednak nadal nie ma pewności co do kolejności, w jakiej te grupy pojawiały się na miejscu, czasu i kontekstu środowiskowego okupacji hominidów oraz powiązania poszczególnych grup hominidów z zespołami archeologicznymi. 

Najwcześniejsze dowody na  mtDNA hominidów pochodzą od denisowian i są powiązane z kamiennymi narzędziami z wczesnego paleolitu środkowego, które zostały zdeponowane tam około 250 000 do 170 000 lat temu. W posiadanych próbkach stwierdzono zmianę w mtDNA denisowian, która zbiega się ze zmianami w składzie fauny mtDNA, oraz dowody na to, że denisowianie i neandertalczycy wielokrotnie zamieszkiwali to miejsce – prawdopodobnie do początku górnego paleolitu początkowego lub później, co najmniej 45 000 lat temu. kiedy współczesne ludzkie mtDNA jest po raz pierwszy rejestrowane w osadach.

Uzyskane z ośmiu skamieniałości hominidów DNA przypisywane są Denisovanom (Denisova 2, Denisova 3, Denisova 4 i Denisova 8), trzy neandertalczykom (Denisova 5, Denisova 9 i Denisova 15), a jeden dla dziecka neandertalczyka i Denisova (Denisova 11). Zbyt mała ilość skamieniałości uniemożliwia jednak szczegółową rekonstrukcję czasu i sekwencji pobytu hominidów oraz powiązanie zidentyfikowanych na miejscu zespołów wczesnego środkowego środkowego paleolitu, środkowego paleolitu i początkowego górnego paleolitu z określonymi grupami hominidów. Co więcej, dwie skamieniałości denisowian (Denisova 3 i Denisova 4) – nie znajdując w tej warstwie żadnych współczesnych szczątków ludzkich – zostały odzyskane z początkowych górnych warstw paleolitu, więc dyskutuje się, czy archaiczne hominidy czy też współcześni ludzie stworzyli powiązane ozdoby i narzędzia kostne. To ważna informacja, gdyż nie możemy wykluczyć tego, że wcześniej wielu archeologów przypisywało denisowianom wyższy poziom kultury, niż ci rzeczywiście osiągnęli. Najstarsze odkryte mtDNA hominida  – zidentyfikowane jako Denisovan – pochodzi z próbki w warstwie 21 komory głównej, która zaczęła akumulować 250 ± 44 ka. Wyniki te wskazują, że denisowianie są pierwszymi i głównymi twórcami zespołów wczesnego środkowego paleolitu, które są starsze niż 170 ± 19 ka. Zgodnie z tą interpretacją wykrycie neandertalskiego mtDNA w próbce osadu z wczesnej środkowego paleolitu warstwy 14 w komorze wschodniej w badaniu pilotażowym  było spowodowane nieprawidłowym przypisaniem, które później skorygowano do środkowego środkowego paleolitu 11.4 w tej komorze. Wyniki badań sugerują również, że neandertalczycy po raz pierwszy zajęli Jaskinię Denisova pod koniec wczesnego paleolitu środkowego i dlatego mogli przyczynić się do powstania tych zespołów w ich późniejszych stadiach.

Pradawny współczesny ludzki mtDNA został wykryty w warstwach początkowego górnego paleolitu i górnego paleolitu w komorze głównej (warstwy 11.4 i wyższe, zdeponowane 44 ± 5 ​​do 21 ± 8 ka), z wyjątkiem jednej próbki z warstwy początkowej górnego paleolitu 11.2, która dała mtDNA neandertalczyka. Związek między początkowymi górnymi zgrupowaniami paleolitu a pojawieniem się współczesnych ludzi jest dodatkowo wspierany przez odzyskanie nowoczesnego ludzkiego mtDNA z próbki z początkowej górnej warstwy paleolitu 11 w komorze południowej, która została zdeponowana po 47 ± 8 ka.

W jaskini odkryto również mtDNA starożytnej fauny. Ponadto w jednej próbce z East Chamber (warstwa 12) znaleziono pradawne mtDNA wielbłądowatych, co jest zgodne z plejstoceńską obecnością Camelus knoblochi w tym regionie. Ponadto, pomimo bardzo fragmentarycznego charakteru szczątków kopalnych, w zapisie paleontologicznym Jaskini Denisowej zidentyfikowano obecność DNA wszystkich dużych ssaków. Zmiany DNA ssaków w czasie są zasadniczo zgodne ze zmianami w zapisach szkieletowych niektórych rodzin, takich jak jak: byków, hiaenidów, ursydów i psowatych, słoniowatych, ursydów i hiaenidów. MtDNA słoniowca przypisano głównie mamutowi włochatemu. Względna liczebność gatunków ursydów przesunęła się z głównie mtDNA niedźwiedzia jaskiniowego w warstwach zdeponowanych przed 187 ± 14 ka do wyłącznie mtDNA niedźwiedzia brunatnego po 112 ± 12 ka. Wykryto również obecność trzech wcześniej opisanych haplogrup mtDNA z rodzaju Crocuta (hieny plamiste i jaskiniowe). Warstwy zdeponowane przed 200 ka i po 120-80 ka zawierają głównie mtDNA obserwowane u afrykańskich hien cętkowanych i europejskich hien jaskiniowych (haplogrupa A), podczas gdy warstwy w średnim wieku zawierają mtDNA głównie z wschodnioazjatyckich hien jaskiniowych (haplogrupa D) i niektóre z europejskich jaskiń hieny (haplogrupa B).

Wyraźne zmiany we względnych proporcjach fragmentów mtDNA byków, psowatych, koniowatych, hieników i ursydów, zmiana haplogrup mtDNA hieny i przejście od niedźwiedzi jaskiniowych do brunatnych nastąpiły około 190 ka, jednocześnie z przejściem klimatycznym z interglacjału okres (MIS 7) do okresu lodowcowego (MIS 6). W tym czasie pojawiają się również najwcześniejsze ślady neandertalskiego mtDNA. Kolejna zmiana miała miejsce między około 130 a 100 (lub 80) ka, podczas i po przejściu klimatycznym z MIS 6 do MIS 5: proporcje mtDNA byków, psowatych, kotowatych i ursid spadły, podczas gdy u jeleniowatych i koniowatych wzrosły, oraz zniknęły niedźwiedzie jaskiniowe i dwie haplogrupy hieny. Okres ten jest również godny uwagi z powodu braku w osadach jaskiniowych mtDNA denisowian. Zmiany te sugerują, że zmiany w populacjach hominidów i fauny mogły być powiązane i związane z czynnikami ekologicznymi. Zmianami klimatycznymi spowodowanymi kataklizmami do jakich dochodziło w tych okresach. Hipoteza ta wymaga jednak dalszych badań i dowodów. Myślę też, że pojawienie się wczesnych hominidów, a później i pierwszych przedstawicieli Homo sapiens (około 45 tys. i 11 tys. lat temu) wiązało się właśnie z kataklizmami, w wyniku, których nieliczni przedstawiciele istniejących wówczas hominidów trafili do tej jaskini.

                                                                 Piotr Kotlarz

Otwarty dostęp. Ten artykuł jest objęty licencją Creative Commons Attribution 4.0 International License, która zezwala na używanie, udostępnianie, adaptację, dystrybucję i powielanie na dowolnym nośniku lub formacie, pod warunkiem, że przypiszesz odpowiednie uznanie oryginalnemu autorowi (autorom) i źródłu, podać link do licencji Creative Commons i wskazać, czy dokonano zmian.

Przypisy:

[1] W polskiej Wikipedii spotykamy informację o tym, ze była zamieszkana już około 125 lat. Autorzy hasła nie dotarli jeszcze widocznie do najnowszych informacji

[2] Tomasz Ulanowski, Denisowa Jaskinia, skrzyżowanie świata, była zamieszkana przez ludzi od 250 tys. lat,

https://wyborcza.pl/7,75400,27236187,denisowa-jaskinia-skrzyzowanie-swiatow-byla-zamieszkana-od.html#S.main_topic-K.C-B.2-L.2.duzy

[3] Buggs sięgnął do porównania genomów ludzi i szympansów dostępnego na stronach Uniwersytetu Kalifornijskiego. Liczba pasujących do siebie nukleotydów to 2 761 498 322, włączając w to także indele (17 622 179) oraz warianty liczby kopii (35 820 144). Natomiast długość całego genomu człowieka użytego w tym porównaniu to 3 209 286 105 nukleotydów. Wynika z tego, że procent ludzkiego genomu, który ma odpowiednik jeden do jednego w genomie szympansa (czyli bez indeli i wariantów liczby kopii), wynosi 84,4%. Buggs zaznacza, że dolna granica podobieństwa między genomami człowieka i szympansa to 84,4%, możliwa granica górna zaś wynosi 93,4%, przy czym górna granica to suma pasujących sekwencji (ortologów) i jeszcze niezeskanowanych lub niedopasowanych do siebie sekwencji. [Por.: Piotr Kubicki, Podobieństwo genów człowieka i szympansa.  https://wp-projektu.pl/nowosci/podobienstwo-genomow-czlowieka-i-szympansa/]

[4] Zavala, EI, Jacobs, Z., Vernot, B. i in. DNA osadów plejstoceńskich ujawnia zmiany homininów i fauny w jaskini DenisovaNatura (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03675-0. Opublikowany: 23 czerwca 2021. Warto zauważyć, ze artykuł ten zamieszczony jest w tym piśmie (jak wiele podobnych) na  licencji Creative Commons Attribution 4.0. Wszystkie materiały zostały pozyskane w ramach umowy o współpracy naukowej pomiędzy Instytutem Archeologii i Etnografii Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk a Instytutem Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka na projekty z zakresu paleogenetyki w Azji Północnej, podpisanej dnia 25 grudnia 2018 r. i obowiązuje przez okres pięciu lat. Instytut Archeologii i Etnografii Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk nadzoruje prace wykopaliskowe w Jaskini Denisova i uzyskał od Ministerstwa Kultury Federacji Rosyjskiej wszelkie niezbędne zezwolenia na prowadzenie archeologicznych prac terenowych i badań związanych z tym projektem.

Obraz wyróżniający: Archeolodzy w Jaskini Denisowej. Autor Sputnik EAST NEWS