Ο Νεάντερταλ που κρύβουμε μέσα μας.
Ο Νεάντερταλ που κρύβουμε μέσα μας.
Τι μας αποκαλύπτουν για την ιστορία του ανθρώπινου είδους οι πιο πρόσφατες ανακαλύψεις της παλαιογονιδιωματικής που δικαίως τιμήθηκαν με το φετινό βραβείο Νόμπελ στον Σβάντε Πάαμπο ● Αν και ο σύγχρονος άνθρωπος αυτοαποκαλείται αυτάρεσκα «Homo sapiens» (Ανθρωπος ο «σοφός» ή, έστω, ο «έμφρων»), έχει κι αυτός ζωική καταγωγή, που σχετίζεται εντυπωσιακά με τους εξαφανισμένους Νεάντερταλ ● Τι ακριβώς είναι αυτό το εξωτικό φρούτο που οι ειδικοί αποκαλούν «μοριακή ανθρωπολογία» ή, ακριβέστερα, Παλαιογονιδιωματική. Πρόκειται για ένα σχετικά νέο διεπιστημονικό πεδίο, που προέκυψε από τη δυνατότητα εφαρμογής σε παλαιοντολογικές και ανθρωπολογικές έρευνες ορισμένων τεχνικών μοριακής και γονιδιακής ανάλυσης του απολιθωμένου DNA, το οποίο οι ειδικοί έχουν καταφέρει να εξαγάγουν από τα απολιθώματα εξαφανισμένων από καιρό βιολογικών ειδών.
Στις μέρες μας οι παλαιοντολόγοι και οι παλαιοανθρωπολόγοι δεν αρκούνται πλέον στην ανακάλυψη απολιθωμένων οστών και κρανίων για να κατανοήσουν την προέλευση και την εξέλιξη του είδους μας. Χάρη στις νέες τεχνικές της γονιδιακής ανάλυσης οι ερευνητές μπορούν πλέον να «διαβάζουν» το γονιδιακό αποτύπωμα, δηλαδή την ακριβή βιολογική ταυτότητα των φορέων αυτών των οστών. Αναλύοντας το απολιθωμένο DNA που εξάγουν από τα οστά, εντοπίζουν τις γονιδιακές αλλαγές που οδήγησαν στην εξέλιξη και τελικά στην επικράτηση του ανθρώπινου είδους.
Παρά τη σύντομη ιστορία του το νέο πεδίο έρευνα της «Παλαιογονιδιωματικής», ένα είδος γονιδιωματικής αρχαιολογίας, έχει να επιδείξει πλήθος από σημαντικές ανακαλύψεις, οι οποίες πολύ συχνά οδηγούν σε ριζική αναθεώρηση πολλών «καλά εδραιωμένων» επιστημονικών εικασιών σχετικά με την πορεία και τις διαφοροποιήσεις που οδήγησαν στην επικράτηση του ανθρώπινου είδους.
Για παράδειγμα, πρώτος ο Σουηδός παλαιογενετιστής Σβάντε Πάαμπο (Svante Pääbo, βλ. φωτ.), διευθυντής του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ για την Εξελικτική Ανθρωπολογία στη Λιψία, κατάφερε, το 2010, να ανασυγκροτήσει εργαστηριακά ολόκληρο το γονιδίωμα ενός Νεάντερταλ. Μέχρι τότε οι παλαιοντολόγοι και οι εξελικτικοί ανθρωπολόγοι πίστευαν ότι η διαφοροποίηση των γενεαλογικών γραμμών των ανθρώπων του Νεάντερταλ (Homo Neanderthalensis) από τη γενεαλογική γραμμή των σύγχρονων ανατομικά ανθρώπων (Homo sapiens) θα πρέπει να συνέβη στην Αφρική πριν από περίπου 315 έως 500 χιλιάδες χρόνια.
Ομως, υπό το φως των νέων δεδομένων που προέκυψαν από την ανάλυση του απολιθωμένου DNA, η χρονολογία του διαχωρισμού αυτών των δύο ανθρώπινων γενεαλογικών γραμμών έπρεπε να μετατεθεί πολύ πίσω στον χρόνο -ίσως 750 χιλιάδες χρόνια πριν!- αφού όλες οι σχετικές έρευνες έδειξαν ότι ο τελευταίος κοινός πρόγονος τόσο των Νεάντερταλ όσο και των Sapiens έζησε πριν από τουλάχιστον 800 χιλιάδες χρόνια.
Κατόπιν, το 2016, ο Σβάντε Πάαμπο και οι συνεργάτες του κατάφεραν, εφαρμόζοντας τις τεχνικές της Παλαιογονιδιωματικής, να ανακαλύψουν τη βιολογική ταυτότητα ενός άλλου αινιγματικού ανθρωποειδούς απολιθώματος, τα οστά του οποίου είχαν εντοπιστεί πριν από μερικά χρόνια στο σπήλαιο Sima de los Huesos (που σημαίνει «Λάκκος των οστών») στην Ισπανία. Ετσι διαπίστωσαν ότι το DNA από τα λίγα απολιθωμένα οστά ανήκε σε ένα πρώιμο είδος ανθρώπου του Νεάντερταλ που ζούσε στην Ισπανία τουλάχιστον 400 χιλιάδες χρόνια πριν.
Αυτές και άλλες πρωτοποριακές έρευνες του Σβάντε Πάαμπο επιβραβεύτηκαν φέτος με Νόμπελ Φυσιολογίας και Ιατρικής για το 2022. Παρ’ όλα αυτά, πριν από λίγες ημέρες και μόλις έναν μήνα μετά τη βράβευσή του, ανακοινώθηκε μία ακόμη σπουδαία ανακάλυψη στην οποία συμμετείχε ενεργά.
Η γονιδιακή «ανάσταση» οικογένειας Νεάντερταλ
Πράγματι, στις 19 Οκτωβρίου, δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Nature μια μεγάλη διεθνής έρευνα γύρω από μια ομάδα Νεάντερταλ που ζούσε πριν από χιλιάδες χρόνια στην απομονωμένη σπηλιά Chagyrskaya, η οποία βρίσκεται στη βάση των βουνών Αλτάι στη Σιβηρία (βλ. φωτ. 1,2). Υπό τη διεύθυνση του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ της Εξελικτικής Αρχαιολογίας που διευθύνει ο Σβάντε Πάαμπο, ερευνητικές ομάδες από διάφορες χώρες κατάφεραν, πρώτη φορά, να αλληλουχήσουν, να ταυτοποιήσουν και να συγκρίνουν μεταξύ τους τα γονιδιώματα μιας ολόκληρης οικογένειας από Νεάντερταλ.
Από προηγούμενες αρχαιολογικές ανασκαφές ήταν γνωστό ότι οι Νεάντερταλ ήταν πολύ πιο εξελιγμένοι από ό,τι πιστεύαμε μέχρι πρόσφατα, αφού όχι μόνο έθαβαν τους νεκρούς τους, διακοσμούσαν τις σπηλιές όπου ζούσαν και κατασκεύαζαν περίτεχνα εργαλεία και στολίδια. Εν τούτοις, ελάχιστα ήταν γνωστά για τη δομή των οικογενειών και την κοινωνική οργάνωση των ομάδων Νεάντερταλ. Και αυτό το γνωστικό κενό ήλθαν να διαφωτίσουν οι νέες ανακαλύψεις.
Από τα συνολικά 80 θραύσματα από δόντια και οστά, οι ερευνητές κατάφεραν να αλληλουχήσουν πλήρως το γονιδίωμα 11 ατόμων, ένα πρωτοφανές επίτευγμα από μία μόνο επιστημονική έρευνα. Τα συμπεράσματα αυτής της έρευνας στο σπήλαιο έδειξαν ότι τα άτομα αυτά είχαν στενότατες βιολογικές-γονιδιακές σχέσεις με τους άλλους πληθυσμούς Νεάντερταλ, που περίπου την ίδια ιστορική περίοδο ζούσαν στην υπόλοιπη Ευρώπη.
Μια άλλη απρόσμενη ανακάλυψη από αυτή την έρευνα είναι ότι μέσα σε αυτή την ομάδα Νεάντερταλ οι γενετικές διαφορές ήταν σχετικά μικρές, γεγονός που δείχνει ότι πρόκειται για μια σχετικά μικρή ομάδα από 10 έως 20 άτομα που ζούσαν σχετικά απομονωμένα. Πιο συγκεκριμένα, από τις γονιδιακές αναλύσεις προέκυψε ότι στην ομάδα των 11 Νεαντερτάλιων υπήρχαν ένας πατέρας και η ανήλικη κόρη του, αλλά και ένα ζευγάρι συγγενών δεύτερου βαθμού που αποτελούνταν από έναν έφηβο και μία ηλικιωμένη γυναίκα, η οποία ενδέχεται να ήταν μεγαλύτερη ξαδέλφη ή θεία ή γιαγιά του εφήβου.
Αναλύοντας ειδικότερα το μιτοχονδριακό DNA και όχι αυτό που υπάρχει στους πυρήνες των κυττάρων, οι ερευνητές ανακάλυψαν αρκετές μιτοχονδριακές «ετεροπλασίες», έναν τύπο ιδιαίτερων γενετικών παραλλαγών που διατηρούνται για μικρό αριθμό γενεών, οι οποίες ήταν κοινές σε αυτούς τους Νεάντερταλ. Αυτό το φαινόμενο, σε συνδυασμό με τη γενετική συγγένεια που διαπιστώθηκε ότι υπήρχε ανάμεσα στα μέλη αυτής της ομάδας, δείχνει σαφώς ότι αυτοί οι Νεάντερταλ έζησαν και πέθαναν περίπου την ίδια χρονική περίοδο.
Ωστόσο, αυτοί οι Νεάντερταλ δεν ζούσαν εντελώς απομονωμένοι. Οπως προκύπτει συγκρίνοντας τις γενετικές διαφορές ανάμεσα στο χρωμόσωμα Υ που κληροδοτείται μόνο από τον πατέρα στο παιδί του και τις μιτοχονδριακές αλλαγές που κληροδοτούνται μόνο από τη μητέρα, διαπίστωσαν ότι αυτές οι κοινότητες Νεάντερταλ σχετίζονται κυρίως με τις μεταναστεύσεις των γυναικών. Οι οποίες με τις ενίοτε μεγάλες μετακινήσεις τους κατάφερναν να συμβάλουν καθοριστικά στην αναγκαία γενετική ποικιλομορφία και άρα στις προσαρμοστικές ανάγκες για γενετική ποικιλομορφία μιας ομάδας. Μάλιστα, η συγκεκριμένη έρευνα έδειξε ότι στη μικρή ομάδα του σπηλαίου Chagyrskaya πάνω από το 60% των θηλυκών Νεάντερταλ είχε μεταναστεύσει από κάποια άλλη κοινότητα.
Πράγματι, στις 19 Οκτωβρίου, δημοσιεύτηκε στο κορυφαίο επιστημονικό περιοδικό Nature μια μεγάλη διεθνής έρευνα γύρω από μια ομάδα Νεάντερταλ που ζούσε πριν από χιλιάδες χρόνια στην απομονωμένη σπηλιά Chagyrskaya, η οποία βρίσκεται στη βάση των βουνών Αλτάι στη Σιβηρία (βλ. φωτ. 1,2). Υπό τη διεύθυνση του Ινστιτούτου Μαξ Πλανκ της Εξελικτικής Αρχαιολογίας που διευθύνει ο Σβάντε Πάαμπο, ερευνητικές ομάδες από διάφορες χώρες κατάφεραν, πρώτη φορά, να αλληλουχήσουν, να ταυτοποιήσουν και να συγκρίνουν μεταξύ τους τα γονιδιώματα μιας ολόκληρης οικογένειας από Νεάντερταλ.
- 7 ανδρών και 6 γυναικών Νεάντερταλ ταυτοποιήθηκε το DNA. Από αυτούς ήταν ενήλικοι οι 8 και παιδιά ή έφηβοι οι 5
Από προηγούμενες αρχαιολογικές ανασκαφές ήταν γνωστό ότι οι Νεάντερταλ ήταν πολύ πιο εξελιγμένοι από ό,τι πιστεύαμε μέχρι πρόσφατα, αφού όχι μόνο έθαβαν τους νεκρούς τους, διακοσμούσαν τις σπηλιές όπου ζούσαν και κατασκεύαζαν περίτεχνα εργαλεία και στολίδια. Εν τούτοις, ελάχιστα ήταν γνωστά για τη δομή των οικογενειών και την κοινωνική οργάνωση των ομάδων Νεάντερταλ. Και αυτό το γνωστικό κενό ήλθαν να διαφωτίσουν οι νέες ανακαλύψεις.
Από τα συνολικά 80 θραύσματα από δόντια και οστά, οι ερευνητές κατάφεραν να αλληλουχήσουν πλήρως το γονιδίωμα 11 ατόμων, ένα πρωτοφανές επίτευγμα από μία μόνο επιστημονική έρευνα. Τα συμπεράσματα αυτής της έρευνας στο σπήλαιο έδειξαν ότι τα άτομα αυτά είχαν στενότατες βιολογικές-γονιδιακές σχέσεις με τους άλλους πληθυσμούς Νεάντερταλ, που περίπου την ίδια ιστορική περίοδο ζούσαν στην υπόλοιπη Ευρώπη.
Μια άλλη απρόσμενη ανακάλυψη από αυτή την έρευνα είναι ότι μέσα σε αυτή την ομάδα Νεάντερταλ οι γενετικές διαφορές ήταν σχετικά μικρές, γεγονός που δείχνει ότι πρόκειται για μια σχετικά μικρή ομάδα από 10 έως 20 άτομα που ζούσαν σχετικά απομονωμένα. Πιο συγκεκριμένα, από τις γονιδιακές αναλύσεις προέκυψε ότι στην ομάδα των 11 Νεαντερτάλιων υπήρχαν ένας πατέρας και η ανήλικη κόρη του, αλλά και ένα ζευγάρι συγγενών δεύτερου βαθμού που αποτελούνταν από έναν έφηβο και μία ηλικιωμένη γυναίκα, η οποία ενδέχεται να ήταν μεγαλύτερη ξαδέλφη ή θεία ή γιαγιά του εφήβου.
Αναλύοντας ειδικότερα το μιτοχονδριακό DNA και όχι αυτό που υπάρχει στους πυρήνες των κυττάρων, οι ερευνητές ανακάλυψαν αρκετές μιτοχονδριακές «ετεροπλασίες», έναν τύπο ιδιαίτερων γενετικών παραλλαγών που διατηρούνται για μικρό αριθμό γενεών, οι οποίες ήταν κοινές σε αυτούς τους Νεάντερταλ. Αυτό το φαινόμενο, σε συνδυασμό με τη γενετική συγγένεια που διαπιστώθηκε ότι υπήρχε ανάμεσα στα μέλη αυτής της ομάδας, δείχνει σαφώς ότι αυτοί οι Νεάντερταλ έζησαν και πέθαναν περίπου την ίδια χρονική περίοδο.
Ωστόσο, αυτοί οι Νεάντερταλ δεν ζούσαν εντελώς απομονωμένοι. Οπως προκύπτει συγκρίνοντας τις γενετικές διαφορές ανάμεσα στο χρωμόσωμα Υ που κληροδοτείται μόνο από τον πατέρα στο παιδί του και τις μιτοχονδριακές αλλαγές που κληροδοτούνται μόνο από τη μητέρα, διαπίστωσαν ότι αυτές οι κοινότητες Νεάντερταλ σχετίζονται κυρίως με τις μεταναστεύσεις των γυναικών. Οι οποίες με τις ενίοτε μεγάλες μετακινήσεις τους κατάφερναν να συμβάλουν καθοριστικά στην αναγκαία γενετική ποικιλομορφία και άρα στις προσαρμοστικές ανάγκες για γενετική ποικιλομορφία μιας ομάδας. Μάλιστα, η συγκεκριμένη έρευνα έδειξε ότι στη μικρή ομάδα του σπηλαίου Chagyrskaya πάνω από το 60% των θηλυκών Νεάντερταλ είχε μεταναστεύσει από κάποια άλλη κοινότητα.
Ανασυγκροτώντας το μωσαϊκό της εξέλιξής μας
Ηδη από τα τέλη του 1990, χάρη στις νέες τεχνικές ανάλυσης του «αρχαϊκού DNA», δύο πρωτοπόροι παλαιογενετιστές, ο Σουηδός Σβάντε Πάαμπο (φωτ.3) και ο Αμερικανός Εντουαρντ Ρούμπιν (Edward Rubin) στην Καλιφόρνια κατάφεραν, πρώτη φορά, να αφαιρέσουν το μιτοχονδριακό DNA από απολιθωμένα οστά των Νεάντερταλ και να το συγκρίνουν με δείγματα μιτοχονδριακού DNA από ανθρώπους τύπου Κρο Μανιόν και με δείγματα από σημερινούς ανθρώπους. Ετσι κατέληξαν σε μια σειρά από εντυπωσιακά συμπεράσματα.
Πρώτον, οι Νεαντερτάλιοι δεν είναι πρόγονοί μας αλλά ανήκουν σε ένα πολύ συγγενικό και διαφορετικό ανθρώπινο υποείδος. Δεύτερον, η διαφοροποίηση των δύο εξελικτικών σειρών, που από έναν κοινό πρόγονο οδήγησε σε αυτά τα δύο υποείδη του γένους Homo, υπολογίζεται ότι συνέβη πολύ νωρίτερα από μισό εκατομμύριο χρόνια πριν. Τρίτον, η πρώτη εμφάνιση του γονότυπου των Νεάντερταλ εκτιμάται ότι έλαβε χώρα στην Αφρική πριν από τους Sapiens, κάτι που επιβεβαιώνεται και από τη χρονολόγηση των απολιθωμάτων.
Από αυτές τις πρόσφατες έρευνες μπορούμε να εξαγάγουμε ένα μάλλον γενικό αλλά πολύ σημαντικό συμπέρασμα σχετικά με την εξελικτική ιστορία των πρωτευόντων θηλαστικών και ειδικότερα του ανθρώπινου γένους πάνω στη Γη. Η τυπικά νεωτερική και ιδιαίτερα καθησυχαστική αντίληψη περί σταδιακής και γραμμικής προόδου από ένα απλούστερο προς ένα πιο πολύπλοκο ανθρώπινο είδος καθόλου δεν επιβεβαιώνεται ούτε από τα δεδομένα της κλασικής Παλαιοντολογίας ούτε από τις πιο πρόσφατες αναλύσεις της Παλαιογονιδιωματικής! Πάντως, για να εξηγήσουν την τεράστια εξελικτική επιτυχία και την τελική επικράτηση του σύγχρονου ανθρώπου σε σχέση με τα άλλα ανθρώπινα υποείδη που υπήρχαν κάποτε, οι ειδικοί έχουν προτείνει δύο εντελώς διαφορετικά εξηγητικά σχήματα.
Σύμφωνα με τη θεωρία της «Αφρικανικής Αντικατάστασης», οι σύγχρονοι άνθρωποι εξελίχθηκαν αρχικά στην Αφρική, από εκεί διασκορπίστηκαν και σταδιακά εποίκισαν ολόκληρο τον Παλαιό Κόσμο. Σε αυτή την πορεία του ο σύγχρονος άνθρωπος αντικατέστησε ή ίσως και να εξολόθρευσε τους προϋπάρχοντες και λιγότερο εξελιγμένους ανθρώπινους πληθυσμούς, όπως για παράδειγμα ήταν οι Νεάντερταλ. Επομένως, οι πρώτοι σύγχρονοι άνθρωποι δεν είχαν, υποτίθεται, καμία στενή επαφή ή σχέση συμβίωσης με τους άλλους, πιο αρχαϊκούς ανθρώπινους πληθυσμούς που συνάντησαν κατά τη μεγαλειώδη επέκτασής τους σε ολόκληρο τον πλανήτη.
Ενα εναλλακτικό, λιγότερο επιθετικό και «αιμοδιψές» μοντέλο επιστημονικής εξήγησης είναι αυτό της «Αφομοίωσης» (assimilation model), σύμφωνα με το οποίο η εξέλιξη και η τελική επικράτηση του Homo sapiens δεν έγινε ως εκ θαύματος σε ένα εξελικτικό κενό, χωρίς δηλαδή επιμιξίες με τους προϋπάρχοντες, πιο «πρωτόγονους» πληθυσμούς του ανθρώπινου γένους. Και άρα οι πρώτοι Sapiens, ενώ εμφανίστηκαν αρχικά στην Αφρική, πολύ σύντομα εξαπλώθηκαν εκτός Αφρικής, συμβιώνοντας ή αφομοιώνοντας εν μέρει τους αρχαιότερους ανθρώπινους πληθυσμούς που ήδη ζούσαν εκτός Αφρικής.
Οι παλαιοανθρωπολόγοι προσπαθούσαν από πολύ καιρό να απαντήσουν στο ερώτημα αν ανάμεσα στους δύο πληθυσμούς των Νεάντερταλ και των Sapiens είχαν αναπτυχθεί πιο «στενές» σχέσεις. Στη λύση αυτού του αινίγματος οι πρόσφατες παλαιογονιδιωματικές έρευνες του απολιθωμένου DNA των Νεαντερτάλιων αποδείχτηκαν μια πολύτιμη δεξαμενή πληροφοριών.
Σπύρος Μανουσέλης
29/10/2022
https://www.efsyn.gr/epistimi/mihanes-toy-noy/365041_o-neantertal-poy-kryboyme-mesa-mas