Noch vor 15.000 Jahren teilten Menschen ihre Höhlen mit einer anderen Gruppe aufrechter Affen, den Denisovanern. Die beiden Hominine waren genetisch verschieden und trennten sich mehr als 500.000 Jahre zuvor von ihrem nächsten gemeinsamen Vorfahren, aber sie standen sich physisch nahe. Menschen und Denisovaner paarten sich - wahrscheinlich sehr - über einen Bereich von Sibirien bis Südostasien und hinterließen eine spärliche genetische Linie, die in einigen menschlichen Populationen noch heute nachweisbar ist.
Abgesehen von diesen genetischen Fetzen sind nur noch wenige Erinnerungen an unsere alten Vertrauten übrig geblieben - ein Kieferknochen, einige Zähne und ein kleiner Finger eines Mädchens mit einem Haufen DNA an der Spitze, der 2010 aus einer Höhle in Sibirien gepflückt wurde. Keine vollständigen Skelette oder Schädel haben jemals zuvor gefunden wurden, so dass sich die Wissenschaftler fragen mussten: Wie sahen diese Proto-Leute überhaupt aus?
Eine neue Studie, die heute (18. September) in der Zeitschrift Cell veröffentlicht wurde, soll diese Frage mit einer beispiellosen genetischen Analyse beantworten. Ein internationales Forscherteam hat das erste plausible Porträt des 40.000 Jahre alten Denisovan-Mädchens rekonstruiert, dessen kleiner Finger geholfen hat, indem es eine Methylkarte des Genoms des Denisovan erstellt hat - dh eine Karte, die zeigt, wie chemische Veränderungen der Genexpression die physischen Eigenschaften beeinflussen können Starten Sie einen neuen Zweig des menschlichen Stammbaums.
Die Ergebnisse zeigen eine Figur mit niedriger Stirn, hervorstehendem Kiefer und nahezu nicht vorhandenem Kinn - eine Anatomie, die sich nicht so stark von einer anderen Gruppe ausgestorbener Menschen unterscheidet, den Neandertalern, die ungefähr zur gleichen Zeit die Erde besetzten.
"Ich hatte erwartet, dass die Denisovan-Merkmale den Neandertalern ähnlich sind, nur weil Neandertaler ihre engsten Verwandten sind", sagte der leitende Studienautor David Gokhman, ein Genetiker an der Stanford University, gegenüber Live Science. "Aber in den wenigen Merkmalen, in denen sie sich unterscheiden, sind die Unterschiede extrem."
Zum Beispiel fanden Gokhman und seine Kollegen, dass Denisovaner signifikant längere Zahnbögen hatten (dh ihre oberen und unteren Zahnreihen ragten weiter heraus) als Neandertaler und moderne Menschen; und die Spitzen ihrer Schädel streckten sich merklich weiter. Diese Ergebnisse geben Gokhman Hoffnung, dass zwei kürzlich in China entdeckte Teilschädel tatsächlich den breitköpfigen Denisovanern gehören könnten, was möglicherweise den mageren Fossilienbestand unserer schwer fassbaren, toten Verwandten erweitert.
Pinky Versprechen
Wie rekonstruieren Sie das Gesicht einer ausgestorbenen Person, wenn Sie nur mit DNA auf ihrer Fingerspitze arbeiten müssen? Für diese Studie suchten Gokhman und seine Kollegen nach Anomalien in der Genexpression - oder wie bestimmte physikalische Merkmale durch chemische Inhibitoren im genetischen Code einer Person beeinflusst werden können.
"Es gibt verschiedene Schichten, aus denen unser Genom besteht", sagte Gokhman. "Wir haben die DNA-Sequenz selbst, in der unsere Gene codiert sind. Darüber hinaus gibt es regulatorische Schichten, die steuern, welche Gene in welchem Gewebe aktiviert oder deaktiviert werden."
Eine dieser Schichten ist ein Prozess, der als DNA-Methylierung bezeichnet wird. Methylierung tritt auf, wenn Chemikalien, die ein Kohlenstoffatom und drei Wasserstoffatome enthalten - auch als Methylgruppen bekannt - an bestimmte DNA-Moleküle binden. Während diese Bindung die zugrunde liegende DNA-Sequenz nicht verändert, kann sie die Art und Weise stören, wie bestimmte Gene exprimiert werden. Bestimmte Methylierungsmuster können beispielsweise anzeigen, ob eine Zelle Krebs hat, und zu anatomischen Deformitäten führen.
Daher untersuchten die Forscher die verfügbare Denisovan-DNA, um die Methylierungsmuster der Gruppe mit denen von Menschen und Neandertalern zu vergleichen und festzustellen, wo sich ihre Genexpression überlappte und wo sie divergierte. Nachdem das einzigartige Methylierungsprofil der Denisovans kartiert worden war, versuchten die Forscher herauszufinden, welche physischen Merkmale durch jedes methylierte Gen verändert wurden, basierend auf bekannten menschlichen Störungen, die auftreten, wenn dieselben Gene inhibiert werden.
Das Team fand bei Denisovanern insgesamt 56 Merkmale, von denen sie voraussagten, dass sie sich von modernen Menschen und Neandertalern unterscheiden, von denen 32 zu deutlichen anatomischen Unterschieden führten. Zusätzlich zu ihren breiten Schädeln und hervorstehenden Kiefern hatten Denisovaner breitere Becken und Brustkorb als moderne Menschen und dünnere, flachere Gesichter als Neandertaler.
Um die Genauigkeit ihrer anatomischen Vorhersagen zu testen, erstellten die Forscher ähnliche Methylkarten für Neandertaler und Schimpansen - zwei Arten mit bekannter Anatomie -, mit denen sie ihre Vorhersagen sofort überprüfen konnten. Sie fanden heraus, dass etwa 85% ihrer Vorhersagen darüber, welche Merkmale in welche Richtung auseinander gingen (z. B. ob der Schädel eines Neandertalers breiter oder dünner als der eines Menschen war), zutreffend waren.
Dies gab den Forschern Hoffnung, dass ihr rekonstruierter Denisovan nicht weit von der alten Realität entfernt war. Ein letzter Test ihrer Vorhersagen fand im Mai 2019 statt, als eine separate Gruppe von Forschern Berichten zufolge zum ersten Mal einen Denisovan-Kieferknochen identifizierte. Als Gokhman und seine Kollegen ihre Vorhersagen mit der tatsächlichen Anatomie des Kieferknochens verglichen, stellten sie fest, dass sieben von acht ihrer Vorhersagen übereinstimmten.
"Der einzig wahre Test unserer Vorhersagen besteht darin, mehr Denisovan-Knochen zu finden und mit ihnen übereinzustimmen", sagte Gokhman. Sein Traumfossil, fügte er hinzu, würde einen Teil eines Denisovan-Gesichts enthalten - "nur Gesichter sind zwischen verschiedenen Menschen so unterschiedlich", sagte er.
