Een internationaal team heeft vijf nieuwe menselijke fossielen geïdentificeerd uit de Denisovagrot, een erg belangrijke archeologische vindplaats in het zuiden van Siberië. Drie van de overblijfselen behoren toe aan denisovamensen, waarvan slechts een handjevol fossielen bekend zijn. Ze werden gevonden in een zekere en goed gedateerde context die tot zo'n 200.000 jaar teruggaat. Ze waren omringd door archeologische overblijfselen als stenen werktuigen en voedselafval, wat een nieuw licht werpt op de aanpassingsstrategieën van deze vroege vertegenwoordigers van het geslacht Homo tijdens hun verspreiding doorheen Eurazië.
Moleculaire analyse van 3.800 beenderfragmenten levert drie nieuwe en oude fossielen van denisovamens op
Luc De Roy
Gepubliceerd:
De Denisovagrot in het Altajgebergte in het zuiden van Siberië werd 11 jaar geleden beroemd onder paleontologen toen de genetische sequentie van een fossiel beentje van een pink een tot dan toe onbekende menselijke groep aan het licht bracht.
Ondanks het feit dat de nieuwe groep denisovamensen genoemd werd naar de site, bleek het erg moeilijk om nog meer overblijfselen van de denisova's in de grot te vinden. Dat komt omdat overblijfselen van mensen op de site erg versplinterd zijn en moeilijk te onderscheiden zijn van de honderdduizenden beenderen van dieren die ook in de grot liggen.
Het gevolg daarvan is dat er in de grot daarna nog maar vier andere fossielen van denisova's gevonden zijn, drie tanden en een stuk been uit een schedel, en één fossiel stukje bot van een arm of been van een kruising tussen een denisova en een neanderthaler. In Tibet werd daarnaast ook nog een kaakbeen dat al eerder gevonden was, geïdentificeerd als afkomstig van een denisova.
Bij gebrek aan meer onbetwiste overblijfselen van denisova's is het onduidelijk wanneer ze op de site zijn aangekomen, hoe ze geleefd hebben en welke verhouding ze hadden met andere mensengroepen met wie ze de site gedeeld hebben.
Bijna 4.000 kleine fragmenten van beenderen
Vier jaar lang werkte een team aan het onttrekken en analyseren van oude eiwitten en DNA uit bijna 4.000 beenderfragmenten uit de Denisovagrot.
Het team stond onder leiding van hoogleraar Katerina Douka van de afdeling evolutionaire antropologie van de Universität Wien en er maakten ook Duitse en Russische onderzoekers deel van uit. Hun nieuwe bevindingen geven een duidelijk beeld van de eerste bewoners van de Denisovagrot en hun archeologische handtekening.
Het team gebruikte een biomoleculaire methode die 'peptide mass fingerprinting' of ZooMS (Zooarchaeology by Mass Spectroscopy) genoemd wordt. Daarbij worden eiwitten geïdentificeerd door ze te splitsen in kleinere bouwstenen, peptiden, en daarvan de absolute massa's te bepalen door massaspectroscopie. Die kan men dan vergelijken met een database met de massa's van bekende eiwitten.
De onderzoekers spitsten hun onderzoek toe op de oudste lagen in de Denisovagrot, die teruggaan tot wel 200.000 jaar geleden en waarin tot nu nog geen menselijke fossielen gevonden waren.
Deze methode is de enige manier waarop de onderzoekers menselijke resten konden vinden tussen de duizenden beenderen uit de site, aangezien meer dan 95 procent van de beenderen te versplinterd zijn om ze met de standaardmethodes te identificeren.
Samantha Brown, een doctoraatsstudente bij het FINDER Project (Fossil Fingerprinting and Identification of New Denisovan Remains from Pleistocene Asia) van Douka aan het Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena en nu junior groepsleider aan de Eberhard Karls Universität Tübbingen, analyseerde 3.800 beenderfragmenten die minder dan vier centimeter lang waren en die beschouwd werden als niet identificeerbaar met taxonomische middelen, aan de hand van biologische kenmerken.
Uiteindelijk vond Brown vijf beenderen waarvan het collageen - een eiwit dat een erg belangrijke rol speelt in het bindweefsel - overeenstemde met het peptideprofiel van mensen.
Drie denisova's en een neanderthaler
Vier van de vijf pas geïdentificeerde menselijke beenderen bevatten genoeg authentieke DNA-fragmenten om de onderzoekers toe te laten hun mitochondriaal genoom te reconstrueren. Drie daarvan stemden overeen met het mitochondriaal DNA-type van de denisova's en eentje met dat van de neanderthalers.
Met een ouderdom van zo'n 200.000 jaar behoren de nieuwe denisova-beenderen tot de oudste menselijke fossielen waarvan het DNA ooit gesequencet is.
"Denisova is een verbazingwekkende plaats voor het bewaren van aDNA en we hebben nu gereconstrueerde genomen van mee van de oudste en best bewaarde menselijke fossielen", zei doctor Diyendo Massilani, een postdoctoraal onderzoekers aan het Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig. Massilani had de leiding over de genetische analyse van de nieuwe fossielen.
Ancient DNA of aDNA is DNA dat onttrokken is aan oude specimens. De gemiddelde jaarlijkse temperatuur in de Denisovagrot blijft rond het vriespunt, wat bijdraagt aan de bewaring van het DNA in de fossiele resten.
"Eén nieuw menselijk been vinden zou al cool geweest zijn, maar vijf? Dit overtrof mijn stoutste dromen", zei Brown.
"We stonden versteld dat we nieuwe menselijke beenderfragmenten met intacte biomoleculen ontdekt hadden in zo'n oude lagen", zei Douka.
"De toepassing van de moleculaire fingerprinting-techniek zoals we die nu hebben gebruikt in Denisova, heeft ons toegelaten meer menselijke fossielen te vinden dan bij een traditionele archeologische opgraving mogelijk zou geweest zijn. Het is een fantastische technische doorbraak voor de paleolithische archeologie", zei teamlid professor Tom Higham van de Universität Wien.
Bevindingen vullen hiaat in kennis
De nieuwe bevindingen vullen een hiaat in onze kennis over de archeologische aanpassingen van de vroegste denisova-mensen.
Denisova's verschijnen op de site tijdens een interglaciaal, een warmere periode tussen ijstijden waarin het milieu en de temperaturen leken op die van nu, en ze maken gebruik van de strategische ligging van de grot.
Ze duiken op met een volledig ontwikkelde traditie van steenbewerking, waarvoor ze de grondstoffen gebruiken die ze vinden in de afzettingen van de nabijgelegen Anui-rivier, en ze jagen op planteneters als bizons, reeën en edelherten, gazellen en saiga-antilopen en zelfs wolharige neushoorns.
Gelijkaardige patronen om in hun levensonderhoud te voorzien blijven ze duizenden jaren lang aanhouden.
Zo'n 130.000 tot 150.000 jaar geleden verschijnen er ook neanderthalers op de site, en die zijn ook vertegenwoordigd in een van de fossielen die in de nieuwe studie beschreven worden.
Het onderzoek in de Denisovagrot wordt voortgezet door een team van Russische archeologen die elk jaar bijna zes maanden op de site hun tenten opslaan. Ze verrichten er systematisch veldwerk en voeren gericht analyses uit van beenderen en sedimenten.
De Denisovagrot blijft tot nu toe de enige site waar bewijzen gevonden zijn voor de periodieke aanwezigheid in de laatste 200.000 jaar van alle drie de belangrijkste menselijke groepen, denisova's, neanderthalers en moderne mensen.
De studie van het team onder leiding van de Universität Wien, de Eberhard Karls Universität Tübbingen en het Max-Planck-Gesellschaft is gepubliceerd Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van het Max-Planck-Gesellschaft.
