Oddelená genetická línia
Medzinárodný tím vedený výskumníkmi z Inštitútu Maxa Plancka pre evolučnú antropológiu analyzoval DNA dvoch žien z obdobia pred 7-tisíc rokmi, pochovaných v skalnom úkryte Takarkori v juhozápadnej Líbyi. Aj keď je DNA v suchom púštnom prostredí mimoriadne zle zachovaná, vedcom sa podarilo získať dostatok genetických informácií na to, aby mohli zrekonštruovať pôvod týchto jedincov.
Výsledky ich štúdie priniesli prekvapivý záver. Ženy z Takarkori patrili k úplne neznámej severoafrickej genetickej línii, ktorá sa oddelila od subsaharských populácií približne v tom istom období, ako sa predkovia dnešných ľudí sťahovali mimo Afriky – teda v období 130-tisíc až 115-tisíc rokov pred Kristom.
Táto genetická vetva zostala podľa vedcov izolovaná počas väčšiny svojej existencie a nesie len minimálne znaky miešania s inými populáciami. Pritom má najbližšie k línii zaznamenanej u skupín zberačov z jaskyne Taforalt v Maroku, ktoré žili pred približne 15-tisíc rokmi. Tieto takzvané iberomaurské skupiny sú spájané s ranou kamennou industriou a sú považované za jedny z najstarších severoafrických populácií.
Zarážajúce je, že jednotlivci z Takarkori aj Taforaltu zdieľajú rovnakú genetickú vzdialenosť od subsaharských skupín. Záver archeológov je, že aj v čase priaznivých klimatických podmienok počas Afrického vlhkého obdobia bol prenos génov medzi severnou a južnou časťou kontinentu veľmi obmedzený.
Objav z južnej Líbye zároveň spochybňuje doterajší predpoklad, že rozšírenie pastierstva v oblasti bolo výsledkom migrácie. Namiesto toho skôr podporujú hypotézu „kultúrnej difúzie“ – teda šírenia technológií a znalostí bez migrácie samotných ľudí.
Významným objavom je aj podiel neandertálskej DNA. Genóm dvojice žien z Takarkori obsahoval približne pätinu percenta neandertálskej genetickej informácie. Oproti nim obsahovali ľudia z Taforaltu 0,8 percenta neandertálskej DNA – čo je stále asi desaťkrát viac oproti moderným subsaharským populáciám.
Znamená to, že ženy z Takarkori mohli byť vystavené veľmi skorému a ojedinelému genetickému kontaktu s archaickými ľuďmi, pravdepodobne cez dávne migračné trasy alebo sekundárne miešanie s populáciami pochádzajúcimi z Blízkeho východu.
Predkovia sa niekoľkokrát rozišli a opäť spojili
Zistenia podporuje nový analytický model s názvom COBRAA, ktorý vyvinul tím na simuláciu vývoja ľudskej populácie. Tento model identifikoval zložité štruktúry v genetickej histórii moderného človeka, vrátane hypotetického dávneho rozdelenia predkov pred 1,5 miliónom rokov, ktoré sa znovu spojili pred 300-tisíc rokmi. Výsledky tiež zverejnili v časopise Nature.
Genetický materiál pochádzajúci z minoritnej vetvy, ktorú vedci rozpoznali v dnešných genómoch, nesie znaky adaptácie a negatívnej selekcie. Naznačuje to, že ich gény mohli byť pre pôvodnú populáciu nevýhodné.
Model COBRAA tiež ukázal, že genetické oblasti s prevahou dominantnej vetvy sú prekvapivo podobné tým, ktoré sa vyskytujú v genómoch neandertálcov a denisovanov, teda paralelných vetiev evolúcie rodu Homo, ktoré sa vyskytovali predovšetkým v Európe a Ázii.
To naznačuje, že hlavná vetva predkov moderných ľudí mala spoločné korene aj s týmito archaickými ľuďmi. Tieto zistenia tak nielen prehlbujú poznanie vývoja človeka v severnej Afrike, ale sú dôležité aj pre celkové chápanie genézy moderného sapienta.
Koľkokrát ľudia „vyšli z Afriky“?
Dôležitým svedectvom o rozšírení ľudí mimo Afriky je aj nález čeľuste a zubov v jaskyni Misliya v Izraeli. Tento nález však posúva prvý známy výskyt moderného človeka mimo Afriky o desiatky tisíc rokov dozadu.
Strecha jaskyne sa zrútila približne pred 160-tisíc rokmi a uzavrela fosíliu hornej čeľuste spolu s kamennými nástrojmi a zvyškami osídlenia. Vedci vylučujú, že by fosília bola z neskorším zásahom – jaskyňu už totiž žiadna iná hominidná skupina neobývala.
Podľa izraelského paleoantropológa Israela Hershkovitza bolo určenie pôvodu vzorky náročné. Mohlo ísť o neandertálca, sapienta, jedinca druhu Homo heidelbergensis alebo o úplne inú skupinu. Výskumníci použili mikro-CT skenovanie na vytvorenie 3D modelu a porovnávali ho s čeľusťami z rôznych častí sveta a rôznych období.
Datovanie prebiehalo v troch laboratóriách testovaním čeľuste, jej patiny a spáleného pazúrika v okolí. Všetky výsledky sa zhodli na úzkom rozpätí medzi 177- až 194-tisíc rokmi.
Nezávislí odborníci považujú dôkazy za indíciu toho, že Homo sapiens možno vznikol mimo strednej či východnej Afriky. Christopher Bae z Havajskej univerzity pre Nature označil nález za presvedčivý dôkaz o prítomnosti moderného človeka mimo čierneho kontinentu v skoršom období.
Katerina Douková z Inštitútu Maxa Plancka varovala, že bez väčších častí kostry je potrebná opatrnosť pri interpretácii. Napriek tomu považuje biologickú analýzu za spoľahlivú.
Objav z jaskyne Misliya podkopáva tradičný model jednej veľkej vlny migrácie sapientov z Afriky približne pred 60-tisíc rokmi. Namiesto toho sa čoraz viac ukazuje, že išlo o viacnásobné, často neúspešné expanzie.
Podobné závery priniesli aj nálezy z Maroka, kde boli objavené najstaršie známe pozostatky moderného človeka staré 300-tisíc rokov či dôkazy o prítomnosti Homo sapiens v Ázii už pred 120-tisíc rokmi.
Douková konštatuje, že nové objavy potvrdzujú teóriu mnohých expanzií z Afriky, pričom len niektoré boli evolučne úspešné. Bae dodáva, že nové dáta, ako tie z Misliye a východnej Ázie, nútia vedcov prehodnocovať doterajšie predstavy o pôvode moderného človeka. Hershkovitz uzatvára, že nález z Misliye prepája doterajšie fragmentárne poznatky do konzistentnejšieho obrazu ľudskej evolúcie: „Zrazu všetko začína dávať zmysel.“
Praľudia prišli aj do Afriky
Ďalšia štúdia, publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences USA, tiež zásadne spochybňuje predstavu jednosmerného šírenia prvých ľudí z Afriky. Na základe analýzy viac než päťtisíc zubov pochádzajúcich z vyhynutých druhov rodu Homo a príbuzných druhov Australopithecus vedci tvrdia, že mnohí z raných obyvateľov Európy mohli pochádzať skôr z Ázie ako z Afriky.
Štúdiu viedla paleobiologička Maria Martinón-Torresová z Národného centra pre výskum ľudskej evolúcie v španielskom Burgose. Výskumný tím porovnával morfológiu zubov jedincov z obdobia pleistocénu a neskorého pliocénu – období, ktoré sa vyznačovali významnými migračnými pohybmi medzi kontinentmi. Hlavným predmetom skúmania boli predné a zadné zuby – ich tvar, robustnosť a povrchová štruktúra.
„Zuby sú najspoľahlivejší genetický marker, ktorý máme vo fosílnom zázname,“ vysvetľuje pre magazín Scientific American fyzický antropológ Erik Trinkaus z Washingtonskej univerzity v St. Louis, ktorý sa na štúdii nepodieľal. Dôvodom je, že tvar zubných koruniek je daný geneticky, a nie je ovplyvnený vonkajšími vplyvmi počas vývinu – odráža teda priamy genetický kód jedinca.
Vedci zistili zaujímavý rozdiel medzi africkými a euroázijskými vzorkami. Predné zuby z Eurázie mali tendenciu byť robustnejšie a často mali trojuholníkový, takzvaný lopatkovitý tvar. Zadné zuby boli menšie a hladšie, čo naznačuje odlišný spôsob hryzenia a konzumácie potravy. Vzorky z Afriky sa vyznačovali väčšími zadnými zubami s výrazne členitejšími a špicatejšími žuvacími plochami.
Na základe týchto morfologických rozdielov vedci dospeli k záveru, že vývojové línie na africkom a euroázijskom kontinente boli po dlhú dobu relatívne nezávislé.
„Kontinuita euroázijského dentálneho vzoru od raného pleistocénu až po neskoro-pleistocénnych neandertálcov naznačuje, že Ázia zohrala väčšiu úlohu pri kolonizácii Európy, než sa doteraz predpokladalo,“ uvádza štúdia. Zároveň však dodáva, že tieto výsledky nevylučujú existenciu genetickej výmeny medzi kontinentmi – len ju interpretujú ako možnú obojsmernú interakciu.
Trinkaus v tejto súvislosti pripomína tradičný model troch veľkých migračných vĺn z Afriky do Európy. Prvá sa mala udiať približne pred dvoma až 1,5 miliónmi rokov počas neskorého pliocénu a raného pleistocénu.
Druhá migračná vlna sa kladie do obdobia medzi jedným miliónom a 500-tisíc rokmi a tretia zodpovedá rozšíreniu moderného človeka pred 50- až 30-tisíc rokmi. Nové výsledky však druhú vlnu spochybňujú – nie jej existenciu, ale jej význam.
„Vedci netvrdia, že sa druhá migrácia neuskutočnila, len že bola menej významná ako pohyby naprieč Euráziou,“ hovorí Trinkaus.
Druhy či poddruhy
Tieto objavy a ich interpretácia – že populácie prapôvodných hominidov sa navzájom krížili a miešali, a ich genetický materiál sa premiešal do súčasnej podoby – vyvolávajú ďalšiu, rovnako dôležitú otázku. Do akej miery boli Homo sapiens, Homo neanderthalensis, Homo denisova a ďalšie samostatnými druhmi – a neboli poddruhmi toho istého druhu?
Súčasná antropológia pracuje s oboma scenármi, v dôsledku čoho je možné stretnúť sa s názvoslovím Homo sapiens sapiens/neanderthalensis/denisova, čo označuje poddruh. Anglické názvoslovie naproti tomu pracuje s názvami „archaický človek“ (archaic human) pre vymreté vetvy rodu Homo a „raný moderný človek“ (early modern human) pre sapientov.
To však nekorešponduje s doteraz najuznávanejšou definíciou toho, čo vlastne znamená „druh“. Ide o najväčšie geneticky kompatibilné spoločenstvo, ktoré je schopné sa množiť (v prípade pohlavného dimorfizmu páriť), pričom ich potomstvo ostáva plodné. Táto definícia napríklad dokazuje, že kôň a somár nepatria k tomu istému druhu, pretože aj keď dokážu splodiť mulicu či mula, tie sú neplodné.
Ak sa však populácie praľudí rodu Homo stretávali aj v období medzi 1,5 milióna rokov a 5 500 rokmi, a ich potomstvo bolo očividne plodné, na základe tejto definície by všetky museli patriť k jednému druhu.
Evolučne sa druh osamostatní, ak už nie je schopný sa páriť s jedincami druhu, z ktorého pochádza – napriek tomu sa neandertálci s kromaňoncami párili až do svojho vymiznutia. Gény, ktoré po nich ostali, predstavujú asi 1,8 až 7,9 percenta celkového ľudského genómu, predovšetkým u Európanov a východných Aziatov (Číňanov). To je jeden z dôvodov, prečo sú si Indoeurópania, Číňania či turkické národy vzájomne geneticky bližší ako pôvodní Afričania.
