Neandertal ve Denisovalı Melezi Denny ile Tanışın

Bilim insanları, Neandertal ve Denisovalı melezinin ortaya çıkarılmasından sonra, türlerin insanlarla olan karmaşık bağlarını öğrenmek için çığır açan teknikler kullanıyor.

Denny’nin neye benziyor olabileceğine dair bir sanatçının çalışması. Denny, Neandertal bir anneye ve Denisovalı bir babaya sahipti. C: John Bavaro

Bilim insanları tarafından incelenmiş olan eski insanların hiçbiri, Denisovalıların geride bıraktığı kadar bulmaca bırakmadı. Bugüne kadar Denisovalılara ait sadece birkaç küçük kemik ve diş parçası bulunabildi. Bu parçaların hepsi bir sigara paketinin içine sığacak boyutta.

Ancak bu fosil kalıntıları, Denisovalıların bugün insanlar üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gösteriyor. Bilim insanları, modern Yeni Gine’de bulunan genlerin% 6’sının ve Avustralya Aborjinlerinin DNA’larının % 3-5’inin Denisovalı DNA’sından oluştuğunu keşfetti. Tibet halkının yüksek rakımlarda hayatta kalmalarına izin veren genin de onlardan miras kaldığına inanılıyor.

Bu bilgiler bize bir şey anlatıyor: on binlerce yıl önce modern insanlar Denisovalılarla karşılaştılar ve onlarla cinsel ilişkiye girdiler. Bu birçok temel soruyu gündeme getiren şaşırtıcı bir keşif. Denisovalılar kimdi? Neye benziyorlardı? Ve Neandertallerle, onların en yakın evrimsel kuzenleriyle olan ilişkileri neydi? Neandertal gibi aletleri ve sanatları var mıydı?

(İlk Defa Antik İnsan Türlerinin Bir Melezi Bulundu)

Denisovalı fosillerin nadir bulunmasından dolayı şu anda araştırmacıların bu sorulara çok az cevabı var. Ancak, Avrupa Araştırma Konseyi’nin desteğiyle yeni başlatılan bir proje (Pleistosen’den Yeni Denisovalı Kalıntıları’nın Fosil Parmak İzi ve Tanımlanması) Denisovalılar hakkındaki bilgimizi ve onların Homo sapiens ve Neandertaller ile olan ilişkilerini dönüştürmeyi hedefliyor.

Üç türün birbiri ile çiftleştiğini artık biliyoruz ve çalışmanın önemli bir amacı, bu karmaşık bağları anlamaya yardımcı olmak: Ancak çalışmada Denisovalılar özel bir odak noktası olacak.

Proje lideri Katerina Douka, “Nerede yaşadıklarını, modern insanlarla temas ettiklerini ve niçin soyu tükenmiş olduklarını bulmayı hedefliyoruz.” diyor.

Denisova Mağarası’nda bulunan bir azı dişi. C: Robert Clark

Ancak Denisovalı araştırması, temel bir problemle karşı karşıya; fosillerin yetersizliği. Sibirya’daki Denisova Mağarası (2010 yılında ilk olarak kalıntıların bulunduğu yerdi) araştırmanın tek kaynağı ve sadece bir avuç fosil orada (birkaç Neandertal parçasıyla birlikte) ortaya çıkarılabildi.

Oxford Üniversitesi’nin Radiocarbon Birimi müdür yardımcısı Tom Higham, “Burası mükemmel bir arkeolojik alan. İçerisi serin, bu yüzden kemiklerdeki DNA çok kötü dağılmamış. Ancak, neredeyse tüm kemikler sırtlanlar ve diğer etoburlar tarafından çiğnenmiş.” diyor. Sonuç olarak, Denisova mağarasının tabanı küçük ve tanımlanamayan kemik parçalarıyla dolu.

“Burada bulduğunuz bir parçanın bir mamuta mı yoksa koyuna mı, ya da bir erkeğe mi yoksa bir kadına mı ait olduğunu bilemezsiniz. Bulduklarınızdan çok küçük bir kısmı insanlara ait olacak fakat yine de bu parçalar bize çok şey anlatabilir.”

(Melez İnsanın Bulunduğu Mağarada Yeni Kemikler Bulundu)

Kemik parçalarının tanımlanması için mevcut teknikler, DNA’yı ayıklamak ve dizilemek için zaman alıcı bir işlem gerektirir. Higham, “Bu hiç pratik değil. Burada binlerce kemik parçası var.” diyor.

Ancak, Douka ve Higham, kitle spektrometresi ile zooarkeoloji adında yeni bir teknoloji kullanacak. Mike Buckley tarafından geliştirilen, gıda bilimi araştırmalarından türetilen teknik, kemikte bulunan bir protein lifi olan kolajenlerin yüzbinlerce yıl boyunca yaşayabileceği gerçeğinden yararlanıyor. Her büyük memeli grubunun kendine özgü bir kolajen türü vardır ve bu teknik, moleküler bir barkod gibi bunun yapısını okuyabilir ve hangi hayvana ait olduğunu belirleyebilir. Bu yöntem, insan ve hayvan kalıntılarını ayırmak için ideal bir yöntem.

Dokua, “Mağaranın kazılarını yöneten Anatoly Derevyanko ve Mikhail Shunkov’a örneklerden istedik ve bize kemik parçalarıyla dolu büyük bir çanta verdiler. Bütün parçalar tanımlanamaz olarak kabul ediliyordu.” diyor.

Araştırma ekibi, kemikleri hazırlamaya başladı. Her birinden 20mg’lik bir dilim kesildi ve bir test tüpüne yerleştirildi ve bir kimlik kodu verildi. Üç ay sonra 150 örnek hazırlandı..

Güney Sibirya’nın Altay Dağları’ndaki Denisova Mağarası’nın bölgesi. C: AP

Douka ve Higham, lisansüstü öğrencilerine projede çalışmak üzere gönüllü olmalarını istedi. Higham, “Kimse öne çıkmadı. Bir hafta geçti, sonra bir iki hafta daha. Endişelenmeye başlamıştım. Sonra bir Avustralyalı öğrenci, Samantha Brown, kapımı çaldı ve yüksek lisans tezinin bir parçası olarak kemikleri çalışmaya gönüllü oldu. Günü kurtardı!” diyor.

Önümüzdeki birkaç hafta boyunca Brown, her kemik parçasından küçük dilimlerin kesilmesi ve etiketlenmesi için zahmetli bir görev üstlendi. Brown, “Sonunda yaklaşık 700 örnek hazırladım.” diyor. Bunlar daha sonra Buckley’in laboratuvarında analiz için Manchester’a götürüldü. “Sonuçlar, çok fazla inek kemiği ve birkaç başka hayvana ait kemikler olduğunu ortaya çıkardı ama hiçbiri insana ait değildi. Büyük bir hayal kırıklığı oldu.”

O noktada Brown projeyi onurla bırakmış olabilirdi. Ama devam etmeyi seçti. Daha sonra Brown 1.500 Denisova kemik örneği hazırladı ve bu örnekler Manchester’a götürüldü. Bu kez, sonuçlar olağanüstü farklıydı. Bir kemiğin bir insan türünden olduğu tespit edildi.

Douka, “Bunun işe yaradığına inanamadık. Harikaydı.” diyor. Brown da çok memnundu. “İnanılmaz derecede heyecanlıydı. Sadece tekniğin çalıştığını göstermekle kalmadık, aynı zamanda bir hominin bulduk. Ve en kötüsüne hazırlanmıştım.”

(HPV, Modern İnsanın Neandertal ve Denisovalılarla Melezlenmesinden Geliyor)

Takım için müthiş bir haberdi. Ancak onların keşfinde önemli bir bilgi parçası yoktu. Evet bir çeşit insan kemiği bulmuşlardı ama hangi türe aitti? Kullandıkları teknik, sadece Homo sapiens, Neandertaller ve Denisovalılar dahil olmak üzere büyük maymunları ve insanları içeren hominidae familyasından bir kemiğe ait olup olmadığını belirleyebiliyor. Bu grup içinde bir ayrım yapamıyor. Higham, “Denisova çevresinde hiç büyük maymunlar olmadı, bu da bir insan parçası bulmamız gerektiği anlamına geliyordu. Fakat hangi türe ait?” diyor.

Bunun için örnek, Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nde Svante Pääbo’ya götürüldü. Pääbo’nün ekibi, daha önce 2010 yılında ilk Denisovalı genomonu dizilemişti. İlk analizler, kemiğin 50.000 yıldan daha eski olduğunu ve bu kişinin öldüğünde 13 yaşında veya daha büyük bir insan olduğunu gösterdi.

Pääbo’nun öğrencisi tarafından yürütülen araştırma ekibi, daha ayrıntılı genetik analizlere başladı ve şaşırtıcı bir keşif yaptı. Örneğin tam olarak yarısı, Neandertal DNA’sından oluşuyordu. Diğer yarısı ise Denisovalı DNA’sından oluşuyordu. İlk olarak, araştırmacılar örneğin kontamine (kirlenmiş) olduğunu varsaydı. Pääbo, “Bir şeyleri mahvetmiş olmalılar diye düşündüm.” diyor.

Ancak yeniden yapılan analizler keşfi doğruladı: araştırma ekibi, bir Neandertal anneye ve bir Denisovalı babaya sahip melez bir kızın 90.000 yıllık kalıntılarını keşfetmişti. Kıza Denny adı takıldı.

İlk nesil bir melezlenme öyküsünü keşfetmek olağanüstü bir şeydi. Ancak daha da ilginç sonuçlar açığa çıktı. Denny’nin Denisovalı babasının genleri hakkında daha ayrıntılı çalışmalar, Neandertal DNA’sının parçalarını içerdiğini gösterdi. Yani iki tür arasındaki melezlenme daha erken bir zamanda da gerçekleşmişti.

İlk bakışta, Denny’nin dikkat çekici ataları, Neandertallerin ve Denisovalıların düzenli olarak birbirleriyle çiftleşmeleri gerektiğini öne sürüyor. Ancak Douka şüpheyle yaklaşıyor: “Neandertallerin ve Denisovalıların DNA’ları farklı. Onları kolayca ayırt edebiliriz. Bu sık sık melezleşmeye zıt düşüyor. Aksi takdirde aynı DNA’ya sahip olurlardı.”

Denisova Mağarası kazıları. C: Robert Clark

Geçmişte yapılan çalışmalar, Denisovalıların ve modern insanların, ayrıca Neandertallerin ve modern insanların birbiriyle çiftleştiklerini açık bir şekilde kanıtladı. Şimdi ise yeni teknik sayesinde, Denisovalı ve Neandertal melezlenmesinin de dramatik kanıtları var. Ancak bu neden Denisova’da gerçekleşti?

Bir  teoriye göre, bu mağara, her iki tür için de bir sınır noktasında yer alıyordu. Temel olarak Avrupa’da yaşamış bir tür olan Neandertallerin en doğu sınırı ve temel olarak Asya’da yaşamış Denisovalıların en batı sınırı. Bazen her iki gruptan da üyeler aynı zamanda mağaraya ulaşmış olmalıydı.

Bu, Denny’nin Neandertal annesinin ayrıntılı çalışmaları ile ortaya atılmış bir fikir. Annenin genleri, Hırvatistan’da yaşayan Neandertallerle bir yakınlık gösteriyor. Bu da, Denny’nin annesinin atalarının, doğuya doğru Denisova’ya tarafına göç eden bir grubun parçası olabileceğini gösteriyor. Dolayısıyla Denny’nin annesi, Denisova’da Denny’nin babasıyla karşılaşmış olabilir.

Bunu doğrulamak için daha fazla bilgi gerekse de ilgi çekici bir teori. Bilim insanları, Rusya, Yeni Gine ve Okyanusya’nın diğer bölgelerindeki popülasyonların DNA’larında, genlerinin tespit edilmiş olmasına rağmen, Denisovalıların anavatan menzilinin esas olarak mağaranın doğusunda olduğuna dair doğrudan bir kanıt bulunmuyor. Gelecekte yapılacak araştırmaların, doğu Rusya, Çin ve güneydoğu Asya’ya odaklanması gerekiyor.

Higham, Denisovalılar hakkında daha fazla bilgi edinilmesi gerektiğini söylüyor: “Onların yayılımları nasıldı? Neandertallerle 500.000 yıl önce paylaştıkları ortak atadan ortaya çıkmaları için en erken kanıt neydi? Başka alanlarda bir veya iki kemik bulabilirsek, bu muazzam derecede yardımcı olur.”

Olası bir fosil kaynağı, on yıllar önce Asya’daki müzelere yerleştirilen eski insan kalıntıları olabilir. Bu kemikler yanlış etiketlenmiş olabilir ve Denisovalılara ait olabilir. Ne yazık ki, örnekleme için bu kemiklerin ayrıştırılması artık çok zor.

Douka ve Higham bir takım girişimler planlıyor. Bunlardan biri, Çin laboratuvarlarındaki araştırmacılarla işbirliği yapmak, yeni tekniği nasıl kullanacaklarını öğretmek ve daha fazla Denisovalı sitesini ortaya çıkarmak için teknolojiyi nasıl kullanacaklarını açıklamak.

Denisovalı DNA’sındaki zenginlikler

Denisovalı insanların var olduğu, 20 yıl önce bilim insanlarının fosillerden DNA ayıklamak için teknikler geliştirip bu çalışmaların incelenmesine izin veren genetik materyalin kopyalarını oluşturmasıyla başlayan antik genom çalışmaları ile ortaya çıktı.

Bilim adamları, Neandertal fosillerinin bulunduğu Sibirya’daki Altay Dağları’ndaki Denisova mağarasında bulunan kemikler ve dişler üzerinde çalışıyorlardı. Keşfedilen bir kemik ve bir diş, daha önce bilinmeyen bir antik insan türüne aitti.

Bu birkaç fosil, bilim adamlarının genomların tamamının dizilmesine olanak tanıyarak, genetik materyal bakımından muazzam derecede zengin olduğunu kanıtladı. Denisovalı genomu hakkındaki bu detaylı bilgiler, onların modern insanlarla çiftleştiğini ortaya koydu.

Küçük miktarlarda Denisovalı DNA’sı taşıyan bu insanların torunları, binlerce yıl önce Melanezya ve Avustralya’ya yerleşmeye devam ettiler.

Bu şekilde Denisovalı DNA’sını modern insanlarda görebiliyoruz, ancak Denisovalıların neye benzediğini veya tam olarak nerede yaşadıklarını bilmiyoruz.

The Guardian. Robin Mckie. 24 Kasım 2018.