ADN-ul antic dezvăluie prima privire a cum ar fi putut arăta un Denisovan

Oamenii de știință au pictat un portret al unei tinere femele care aparținea unei populații misterioase, asemănătoare oamenilor, cunoscută sub numele de denisoveni în urmă cu aproximativ 50.000 de ani.

Iată decizia: au fost găsite doar o mână de fosile din Denisova, inclusiv degetul mic al tânărului. Așadar, o echipă condusă de geneticienii evoluționari David Gokhman și Liran Carmel de la Universitatea Ebraică din Ierusalim a reconstruit scheletul adolescentului din Denisovan folosind doar o paletă de modele ADN antice. O descriere a modului în care cercetătorii au transformat ADN-ul într-un aspect fizic apare pe 19 septembrie în Celulă.

„Aceasta este prima reconstrucție a anatomiei scheletice a denisovenilor”, spune Carmel.

Un desen bazat pe acel schelet îl înfățișează pe denisovan privind înainte rece, cu ochi mari și întunecați încadrând puntea unui nas lat. Acest profil, precum și restul aspectului fetei, au fost obținute din modificări cheie ale părților ADN-ului ei care reglează activitatea genelor implicate în dezvoltarea scheletului, spune echipa.

Reacțiile științifice la aspectul informat genetic al fetei din Denisovan variază de la curiozitate prudentă la scepticism total. Aceasta este „o cercetare de pionierat, care la prima vedere pare aproape științifico-fantastică”, spune paleoantropologul Chris Stringer de la Muzeul de Istorie Naturală din Londra. Un verdict final cu privire la acuratețea portretului fetei antice așteaptă descoperiri ale mai multor părți ale scheletului denisoven, adaugă el.

Denisovenii au reprezentat o enigmă evolutivă de la descoperirea siberiană a unei părți din degetul mic al fetiței antice în 2008 (SN: 30/8/12). Au fost găsite doar câteva alte fosile denizovene – câțiva dinți, un os de membru și un maxilar inferior (SN: 5/1/19). Analizele ADN antice indică faptul că denisovenii, care au locuit părți ale Asiei cu aproximativ 300.000 până la 50.000 de ani în urmă, erau mai strâns legați de neandertalieni decât de Homo sapiens. Unele populații umane din zilele noastre poartă cantități mici de ascendență denizovenă.

Grupul lui Gokhman și Carmel a examinat markerii moleculari ai metilării ADN-ului, un proces care modifică activitatea unui segment de ADN fără a-i modifica secvența chimică (SN: 9/12/16). Cercetătorii au analizat modelele de metilare în ADN-ul de la fetița Denisovan, doi oameni de Neandertal care au trăit în urmă cu aproximativ 50.000 de ani și cinci H. sapiens de acum 45.000 si 7.500 de ani. Împreună cu datele de metilare de la 55 de oameni actuali și cinci cimpanzei, echipa a identificat locuri din materialul genetic în care aceste specii prezintă diferențe de metilare.

Studiile anterioare ale tulburărilor scheletice umane în care anumite gene de metilare își pierd funcția i-au ajutat pe oamenii de știință să estimeze modul în care diferențele de metilare între specii ar afecta anumite forme ale oaselor, cum ar fi alungirea sau mai scurtă a piciorului superior. Și, ca test al tehnicii, cercetătorii au folosit modelele de metilare pentru a identifica diferențele anatomice cunoscute între scheletele de Neandertal și cimpanzeii cu o precizie de cel puțin 85%.

Comparațiile de metilare au indicat că denisovenii probabil împărtășeau multe trăsături ale scheletului cu rudele lor apropiate de Neandertal, cum ar fi șoldurile largi și fruntea joasă, a descoperit echipa. Trăsăturile denisovene care probabil au evoluat independent includ arcade dentare largi și o carcasă cerebrală largă.

Predicțiile bazate pe metilare au identificat corect multe trăsături observate pe maxilarul Denisovan descoperit anterior, spun cercetătorii. Două parțial neidentificate Homo
Carcasele creierului găsite anterior în China, care datează cu între 130.000 și 100.000 de ani în urmă, par, de asemenea, să afișeze caracteristicile lui Denisovan raportate în noul studiu.

Abordarea echipei de a reconstrui scheletele din datele de metilare arată promițătoare, dar rămân multe necunoscute despre modul în care ADN-ul contribuie la diferențele dintre specii, spune geneticianul evoluționist Pontus Skoglund de la Institutul Francis Crick din Londra. „Nu știm exact ce este în genom care face un cimpanzeu un cimpanzeu și un om un om.”

În plus, cercetătorii nu au luat în considerare modalitățile complexe în care scheletele, de exemplu, de neandertalieni și H. sapiens diferă, spune paleoantropologul John Hawks de la Universitatea din Wisconsin-Madison.

De exemplu, echipa lui Gokhman și Carmel presupune că oasele șoldurilor neandertalienilor erau mai mari în toate privințele decât cele ale H. sapiens. Fosilele de șold neandertal tind să fie deosebit de largi, dar includ oase pubiene mai subțiri în partea din față a pelvisului decât cele observate la majoritatea oamenilor astăzi, spune Hawks. Combinațiile complicate de trăsături în pelvis și alte părți ale corpului ridică îndoieli cu privire la acuratețea noilor predicții de metilare, susține el.

La fel și un studiu postat pe 19 februarie pe bioRxiv.org. Modelele de metilare a ADN-ului specifice cinci specii de primate non-umane, inclusiv cimpanzei și babuini, prezintă în general legături slabe cu diferențele în formele oaselor din partea superioară a picioarelor, a raportat o echipă condusă de biologul evoluționist Genevieve Housman, acum la Universitatea din Chicago.

Cercetătorii încă nu au evaluat dacă diferențele de metilare prezic formele osoase la oamenii vii, spune Hawks.