80 bin yıllık fosil evrim tarihine ışık tutacak

Bilim insanları Taş Devri döneminde yaşamış genç bir kadına ait fosilden elde ettikleri neredeyse eksiksiz genetik bilgi sayesinde antik Sibiryalılar olarak bilinen Denisovan insanı, Neandertaller ve insanların evrimi hakkında yeni bilgilere ulaştı.

Almanya’nın Leipzig kentindeki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nden Matthias Meyer ve Svante Pääbo tarafından başı çekilen araştırmada, Denisovan’ların küçük bir populasyondan geldiği ve Asya boyunca hızla yayıldıkları öne sürüldü. Denivosan’lar, genlerini Papua Yeni Gine’ye taşıdı ancak bu genler Asyalılar, Avrupalılara ve Güney Amerikalılara geçmedi.

Science dergisinde yayımlanan araştırmada, Denisovan’ların Avustralya’da yaşayan aborjinler ve Melanezya halkının genine katkıda bulunduğu bir kez daha doğrulandı. Araştırmada ayrıca, Asyalı ve Güney Amerikalıların, Avrupalılara kıyasla daha fazla Neandertal genine sahip olduğu anlaşıldı. Neandertaller, Avrupa ve Asya’nın batısında yaşamış olmasına rağmen, Asya’nın doğusunda yaşamış olan ilk modern insanlarla karışmış olabilecekleri, ancak Taş Devri insanlarının Asya’ya daha fazla gelmesiyle geride bıraktıkları genlerin giderek azalmış olabileceği ifade edildi.

Pääbo, “Bu aşamadan sonra nesilleri tükenmiş antik akrabalarımızdan ayrıldıktan sonra geçirdiğimiz önemli genetik evrimleri tespit edebiliriz” dedi. Modern insan ile Taş Devri’nde yaşamış olan Denisovan kadınının DNA’sı üzerinde yapılan ilk karşılaştırmalar, beyin fonksiyonlarında yer alan insan özgü sekiz genin tanımlanmasını sağladı. Bu genlerden bir tanesinin dil, diğerinin ise konuşmanın gelişmesiyle bağlantılı olduğu belirtildi.

Antik DNA’ların analiz edilmesi için kullanılan yöntemler günümüzde çok gelişmiş olsa da, bilim insanları Denisovan insanıyla modern insanın atalarının etkileşimi hakkında çok fazla bilgiye sahip değil. En az 44 bin yıllık olan Denisovan fosilleri, Sibirya’daki aynı adı taşıyan mağarada bulunmuş olan bir parmak kemiği ve iki dişten oluşuyor. Parmak üzerinde geçmişte yapılan analizler, Denisovan ile Neandertaller arasında bağlantı olduğunu ortaya koymuştu.

Neandertal kafatası.

MODERN İNSANLA NE ZAMAN TANIŞTILAR?
DNA, geride kalan binlerce yıl boyunca fazlasıyla bozuluyor. Ancak kromozomlar üzerinde bulunabilen kalıntılar, binlerce yılın alıp götürdüğü genetik bilgilerin anlaşılmasını sağlayabiliyor. Pääbo’nun ekibi, DNA’nın saklandığı ve yeni nesillere aktarıldığı kromozom çiftlerini ayırmayı sağlayacak bir yöntem geliştirdi. Yapılan analizde, DNA’nın bozulmayan kısımları tespit edilebildi ve DNA zincirindeki harf dizilimleri tespit edilebildi. Bozulmamış DNA kalıntıları üzerinde 30 analiz gerçekleştiren bilim insanları, bir Denisovan insanının neredeyse eksiksiz genetik bilgisini oluşturmayı başardı.

ABD’nin California Üniversitesi’nde genetik mühendisi olan Rasmus Nielsen, “Binlerce yıllık bir fosilden yüksek kalitede bir genom oluşturabilmemiz, DNA analizlerinde sadece birkaç yıl içinde ne kadar büyük atılım gerçekleştirdiğimizi gösteriyor” ifadesini kullandı. Nielsen, “Denisovan DNA’sını büyük miktarda modern insan DNA’^sıyla karşılaştırırsak, iki ırkın ilk ne zaman bir araya geldiğini anlayabiliriz” dedi.

Meyer ve Pääbo’nun başını çektiği araştırma ekibi, Denivosan fosillerinden elde edilen ve geliştirilen DNA materyalini hayatta olan 11 insanın DNA’sıyla karşılaştırdı. Modern DNA’ların beşi Afrika’daki farklı kabile ve etnik gruplardan; ikisi Fransa ve Sardinya adasından olmak üzere Avrupa’dan; ikisi Çin’den, biri kuzeydeki ve biri de güneydeki etnik bir gruptan; biri Papua Yeni Gine’den ve biri de Brezilya’nın Amazon ormanlarındaki çiftçiden alındı.

Denisovan'ın atası olduğu düşünülen Homo heidelbergensis.

Geçmişte şempanze DNA’sında görüldüğü gibi, Denisovan DNA’sı, modern insanın gen yapısına kıyasla daha az değişime uğradığını ortaya koydu. Bu sonuç, antik Sibiryalıların Taş Devri’nde öldüklerini ve modern inanlara ve şempanzeler gibi evrim geçirecek yeterli zaman bulamadıklarını gösterdi. Bilim insanları, buradan yola çıkarak, DNA alınan Denisovan parmağının 74-82 bin yıllık olduğuna karar verdi. Böylece, Denisovan fosillerinin sanıldığından on binlerce yıl daha eski olduğu anlaşıldı.

GENLERİNİ PAPUALILARA AKTARDILAR
Bilim insanlarının kromozomları ayırmakta kullandıkları yöntem, onlara Denisovan insanlarının anne ve babalarından aldıkları genler arasında farklılıkları da tespit etmelerine imkan verdi. Sonuçlar, antik Sibiryalıların son derece düşük bir genetik çeşitliliğe sahip olduğuna işaret ederken, küçük bir Denisovan populasyonunun yeni bölgelerde modern insanlar etkileşime girdiği ancak genlerini yayacak kadar hayatta kalamadıkları anlaşıldı. Öte yandan, Denisovan’ların taşıdığı aynı gen değişkenlerinin bugün kara tenli, kahverengi saçlı ve kahverengi gözlü insanlarda ortak olarak bulunduğu ifade edildi.

Araştırma ekibi Papua Yeni Gineli’lerin sahip olduğu genlerin yüzde 6’sının Denisovan’lardan geldiğine inanıyor. Ayrıca cinsellikle bağlantılı X v Y kromozomları dışında Denisovan’larla en çok geni Papu Yeni Gineli’ler paylaşıyor.

Denisovan insanına ait parmak kemiği fosili.

Bu bulgular, Denisovan erkeklerinin ilk olarak Papualı kadınlarla ilişkiye girdiğini, böylece X kromozomu üzerinde günümüze uzanan küçük bir genetik iz bıraktıklarını öne sürüyor. Bir diğer görüş, modern insanlarla birleşmeyi başaramayan Denisovan’ların, başta X kromozomu olmak üzere Papualı genlerini de daha sonra kaybettikleri yönünde.

Araştırma kapsamına DNA’ları analiz edilen Çinlilerin, Denisovan’lardan değil, Neandertaller’den gen aldıkları anlaşıldı. Pääbo buna rağmen Çinlilerin ataları arasındaki çok küçük bir kesimin antik Sibirya’dan gelmiş olabileceğine inanıyor.

“BULGULAR İSTATİSTİKSEL OLARAK YETERLİ DEĞİL”
Elde edilen en son bulgular, genetik mühedisleri arasındaki tartışmaları da güçlendirdi. İsveç’in Uppsala Üniversitesi’nden genetik mühendisler Pontus Skoglund ve Mattias Jakobsson, kısa bir süre önce yaptıkları araştırmada Çinlilerin sadece yüzde 1’nin Denisova geni taşıdığını savundu. İki bilim insanı araştırmalarında, dünya genelindeki 1.500 insanın DNA’sını Neandertal ve Denisovan DNA’sı ile karşılaştırdı. Ancak araştırmalarında kullandıkları Denisovan DNA’sı Leipzig’de yapılan analizlere kıyasla daha eksikti.

Ancak, Meyer and Pääbo’nun ekibi de sadece iki Çinli üzerinde DNA karşılaştırması yaptı. Jakobsson, istatistiksel olarak bu kadar az örneğin Neandertal ve Denisovan arasındaki genetik etkileşimi ortaya koymaya yetmeyeceğini savundu. İsveçli bilim insanı, “Asya’nın doğusundan nüfus verileri ve yüksek kalitede Neandertal geni elimizde olmadığı sürece, bence kesin bir yargıya varmak mümkün değil” dedi.

Denisovan mağarasında bulunan diş.

kaynak: ntvmsnbc

Cave Fossil Find: New Human Species or "Nothing Extraordinary"?

Artist's conception of a so-called Red Deer Cave human.

Illustration courtesy Peter Schouten

The most complete Red Deer Cave human skull (pictured) was found locked in rock in Longlin, China. Photograph courtesy Darren Curnoe.

James Owen

for National Geographic News

Published March 14, 2012

A previously unknown type of human—jut-jawed, heavy-browed, deer-eating cave dwellers—may have been identified via Stone Age bones from southern China, according to a controversial new study.
The "mystery human fossils" might even represent an entirely new species that existed alongside our own as recently as 11,500 years ago, according to a team of Chinese and Australian researchers.
Or the fossils might represent an especially early migration of so-called modern humans out of Africa and into East Asia, the team suggests.
Or—as some critical scientists have said—the evidence may tell us something we already know: People come in all shapes and sizes.
(Related: "New Type of Ancient Human Found—Descendants Live Today?")
Primitive Humans Held On Past Heyday?
"We have discovered a new population of prehistoric humans whose skulls are an unusual mosaic of primitive features, like those seen in our ancestors hundreds of thousands of years ago," evolutionary biologist Darren Curnoe of the University of New South Wales, said via email.
"In short, they're anatomically unique among all members of the human evolutionary tree," added Curnoe, a co-author of the new study of the "Red Deer Cave people," published online today in the journal PLoS ONE.
The study was principally based on the remains of at least three individuals from Maludong (or Red Deer Cave) in Yunnan Province (map)—fossils that had been excavated in 1989 but hadn't been studied until now.
Among the human remains was an abundance of bones from an extinct species of giant deer—suggesting the cave people were hunters with a taste for venison.
Stone and antler tools were also found, some of which were likely used to prepare the deer for dinner, researchers say.
The team also analyzed a partial skeleton found in 1979 in neighboring Guangxi Province. That human specimen had been encased in stone until the study team removed and reconstructed it.
(Read "Malapa Fossils: Part Ape, Part Human" in National Geographic magazine.)
The Red Deer Cave Look
The Red Deer Cave dwellers' unusual features included a flat face, a broad nose, a jutting jaw that lacked a chin, large molar teeth, a rounded braincase with prominent brow ridges, and thick skull bones, the researchers say.
Their brains were "moderate in size," Curnoe added.
Despite this seemingly primitive human design, radiocarbon dating of charcoal from the fossil deposits suggests the Red Deer Cave people lived just 14,500 to 11,500 years ago, the team says—a time by which all other human species, such as Neanderthals, are thought to have died out.
That date would make the Red Deer humans even more recent than the famous Homo floresiensis from the Indonesian island of Flores—itself a disputed potential human species. Discovered in 2003, the Flores "hobbits" are dated to no later than 13,000 years ago.
(Read "The People Time Forgot: Flores Find" from National Geographic magazine.)
Potential New Human Species?
The study team is so far reluctant to call their find a new human species.
"One of the major ongoing questions for scientists studying human evolution is the lack of a satisfactory biological definition of our own species, Homo sapiens," Curnoe said.
"This is one of the main reasons why we have been cautious about classifying the Red Deer Cave people at this time," he said.
Even so, Curnoe thinks "the evidence is slightly weighted towards the Red Deer Cave people representing a new evolutionary line.
"Their skulls are anatomically unique. They look very different to all modern humans, whether alive today or in Africa 150,000 years ago," the anthropologist said.
"Second, the very fact they persisted until almost 11,000 years ago—when we know that very modern-looking people lived at the same time immediately to the east and south—suggests they must have been isolated from them," Curnoe added.
"We might infer from this isolation that they either didn't interbreed or did so in a limited way," which would have staved off their "absorption" into the mainstream human lineage.
Alternatively, if these people were members of the wider Stone Age population in East Asia, they may represent an early and unknown dispersal of modern humans from Africa, the study team argues.
(See "Oldest Modern Human Outside of Africa Found.")
"The Red Deer Cave people might then sample an early migration to East Asia: people who interacted in a limited way, perhaps didn't contribute at all, to the founding populations of living East Asians," Curnoe said. (Also see "New Type of Human Discovered via Single Pinky Finger.")
"Nothing Extraordinary" About Mystery Humans
The team's suggestion that the Red Deer Cave people are somehow evolutionarily unique is receiving a skeptical reception from other scientists.
Physical anthropologist Erik Trinkaus described the findings as "an unfortunate overinterpretation and misinterpretation of robust early modern humans, probably with affinities to modern Melanesians"—indigenous peoples of Pacific islands stretching from New Guinea to Fiji (map).
"There is nothing extraordinary" about the newly announced fossil human, added Trinkaus, of Washington University in St. Louis, via email.
Philipp Gunz, of Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Germany, isn't convinced by the study team's interpretation either.
"I would be surprised if it really was a new human group that was previously undiscovered," said, Gunz, also a physical anthropologist.
Responding to the criticism, study co-author Curnoe said, "That's fine. I would expect a mixture of comments."
It Takes All Kinds
The odd appearance of the Red Deer Cave people probably "just tells us that modern humans are a very diverse species," Max Planck's Gunz suggested.
"Modern humans are exceptionally variable, especially if you compare modern humans to our closest fossil relatives, the Neanderthals," who seem to have had a comparatively narrow range of appearances, he said.
While unusual, the skull features detailed in the new study "plot very close, or even within, the modern human range of variation," Gunz added.
"I would say it's not completely unexpected for a modern human at that age, so my gut feeling is that this is not a new species."
Gunz does, however, think the Chinese fossils might be evidence of multiple migration waves out of Africa that involved different populations of modern humans.
(Related: "China's Earliest Modern Human Found.")
Missing Code
To make a convincing case for their new human, the study team will need genetic evidence, Gunz said.
"It should be fairly easy to extract DNA from these fossils, and then we will know for sure how related they are to us as a modern human species," he said.
Attempts to obtain DNA from the Red Deer Cave remains haven't been successful to date, however.
New attempts are under way, "involving three of the world's major ancient DNA laboratories and cutting-edge techniques," according to study co-author Curnoe.
"We'll just have to wait and see."