Kości sprzed niemal 200 tys. lat pozwoliły chińskim naukowcom lepiej poznać budowę czaszek i twarzy denisowian, wymarłych krewnych współczesnego człowieka. Badacze potwierdzili pochodzenie skamieniałości znalezionych na północy Chin, a następnie porównali je z innymi szczątkami z Azji. Wyniki opublikowano 21 października w czasopiśmie „Nature”.

Denisowianie zostali zidentyfikowani w 2010 roku dzięki DNA uzyskanemu z fragmentu kości palca odkrytego w Jaskini Denisowej na Syberii. Analizy wykazały, że stanowili odrębną linię ewolucyjną, blisko spokrewnioną z neandertalczykami. Z czasem odnajdywano kolejne ślady ich obecności w Azji, ale materiału kopalnego było zbyt mało, aby opisać zestaw cech anatomicznych charakterystycznych dla tej grupy.

Odpowiedzi dostarczyły badania szczątków ze stanowiska Xujiayao w prowincji Hebei, w pobliżu granicy z Shanxi. Podczas wykopalisk prowadzonych w latach 1976–1979 odkryto tam 20 ludzkich skamieniałości, w tym fragmenty czaszek, żuchw i zębów. Należały do co najmniej 16 osobników, które żyły około 138–199 tys. lat temu.

Przez dekady naukowcy nie byli zgodni, do jakiej grupy należeli dawni mieszkańcy Xujiayao. Ich kości łączyły cechy znane u różnych przedstawicieli rodzaju Homo, dlatego proponowano kilka odmiennych klasyfikacji. W ostatnich latach część badaczy zaliczyła je nawet do gatunku Homo juluensis. Do rozstrzygnięcia sporu potrzebne były jednak dane inne niż sam kształt skamieniałości.

Białka zachowane w kościach dostarczyły odpowiedzi

Zespół związany z Instytutem Paleontologii Kręgowców i Paleoantropologii Chińskiej Akademii Nauk, współpracujący m.in. z Uniwersytetem Nankińskim Normalnym i Uniwersytetem Pekińskim, zastosował paleoproteomikę. Metoda pozwala analizować dawne białka, które mogą zachować się w kościach nawet wtedy, gdy DNA uległo już degradacji.

Naukowcy pobrali niewielkie ilości materiału z dwóch okazów: fragmentu kości ciemieniowej czaszki oraz części żuchwy. W próbkach wykryli 18 białek pochodzących z organizmów badanych osobników. Najważniejszy okazał się charakterystyczny wariant białka kolagenowego COL1A2, oznaczany jako COL1A2-996K.

Ten sam wariant rozpoznano wcześniej u denisowian potwierdzonych badaniami molekularnymi. Nie występuje on w tej postaci u neandertalczyków ani współczesnych ludzi. Porównanie sekwencji białek i analiza pokrewieństwa dostarczyły mocnych dowodów, że dwa badane osobniki z Xujiayao należały do linii denisowian. Dzięki temu można było powiązać wyniki badań molekularnych ze szczegółami budowy ich kości.

Niskie czoło, masywne wały nad oczami i szeroki nos

Po ustaleniu przynależności szczątków badacze zestawili ich cechy z innymi znaleziskami, w tym z niemal kompletną czaszką odkrytą w Harbinie w północno-wschodnich Chinach. Jej związek z denisowianami potwierdziły wcześniejsze badania molekularne. Na podstawie połączonych znalezisk opisano budowę głowy charakterystyczną dla tej wymarłej populacji.

Denisowianie mieli niskie, szerokie czaszki o stosunkowo grubych kościach i pochyłe czoła. Nad ich oczami znajdowały się masywne wały kostne, a oczodoły miały kształt zbliżony do kwadratu lub prostokąta. Szeroki był również dolny otwór nosowy. Środkowa część twarzy pozostawała stosunkowo płaska, a szczęki tylko nieznacznie wysuwały się do przodu.

Badacze wskazali także cechy przypominające wcześniejsze formy człowieka, między innymi Homo erectus, oraz podobieństwa do niektórych cech neandertalczyków. O rozpoznaniu denisowian decyduje jednak cały zestaw właściwości, a nie jeden charakterystyczny szczegół.

Sam kształt zachowanych kości nie pozwala ustalić barwy skóry, oczu ani rodzaju włosów. Artystyczne portrety denisowian mogą oddawać proporcje twarzy, ale szczegóły ich wyglądu pozostają interpretacją twórców ilustracji.

Ślady denisowian w kolejnych regionach Azji

Wyniki badań pozwoliły ponownie przyjrzeć się skamieniałościom odnalezionym w innych chińskich stanowiskach, między innymi Jinniushan, Dali i Hualongdong. Ich klasyfikacja od dawna budziła spory, ponieważ łączą cechy różnych grup dawnych ludzi.

Autorzy pracy dostrzegli podobieństwa między tymi okazami a znaleziskami z Xujiayao i Harbinu. Na tej podstawie zaproponowali, aby również część innych populacji ze środkowego plejstocenu we wschodniej Azji zaliczyć do denisowian. W przypadku takich szczątków jest to jednak wniosek wynikający z porównań anatomicznych, a nie bezpośrednio potwierdzony analizą dawnych białek czy DNA.

Jeśli kolejne badania potwierdzą tę klasyfikację, denisowianie okażą się grupą występującą na znacznie większym obszarze, niż długo przypuszczano. Zgodnie z interpretacją autorów, po uwzględnieniu szerszego zespołu znalezisk denisowianie mogli zamieszkiwać wschodnią Azję od około 300 do 45 tys. lat temu. Ich obecność w różnych częściach kontynentu wskazuje na przystosowanie do odmiennych środowisk, od chłodniejszych obszarów północnych po regiony subtropikalne i tereny wysokogórskie.

Denisowianie spotykali również przodków współczesnego człowieka. Świadczą o tym fragmenty ich DNA zachowane do dziś w genomach części populacji Azji i Oceanii, będące wynikiem krzyżowania się tych grup w odległej przeszłości.

Nowe odkrycie daje naukowcom zestaw cech, z którym mogą porównywać kolejne znaleziska z Azji. Dzięki temu część szczątków od lat trudnych do sklasyfikowania będzie można zbadać ponownie, także tam, gdzie nie udało się zachować materiału genetycznego.

Źródła: Nature, Chińska Akademia Nauk – IVPP, Wenhui Bao via CAS, South China Morning Post, Hereditas, Nature Portfolio.

Artystyczna rekonstrukcja możliwego wyglądu denisowianina: