Kis csoportokban éltek a neandervölgyiek, és ezeket a csoportokat a nők vándorlása köthette össze, legalábbis elterjedési területük keleti szélein – derül ki egy, a Nature-ben szerdán megjelent tanulmányból, amelynek az a Svante Pääbo evolúciógenetikus is társszerzője, aki október elején kapta meg az idei orvosi-élettani Nobel-díjat.

Laurits Skov, a Max Planck Evolúciós Antropológiai Intézet genetikusának és kollégáinak kutatása az első, amely családi kapcsolatokat tár fel neandervölgyiek között, miután sikerült azonosítani egy apát és lányát. A valaha végzett legnagyobb ilyen jellegű kutatás 13, a dél-szibériai Altaj hegységben található barlangokban felfedezett neandervölgyi ember genetikai információját rekonstruálta, csontokból és fogakból izolált ősi DNS-ből.

A modern emberrel közeli rokon neandervölgyiek (Homo neanderthalensis) Eurázsia nyugati részén éltek 430-40 ezer éve. Pääbo és kollégái 2010-ben hatalmas áttörést értek el az első neandervölgyi genom meghatározásával, amely feltárta, hogy a neandervölgyiek és a Homo sapiens ebben az időszakban keveredtek egymással. Ma a neandervölgyiektől örökölt genetikai információ a nem afrikai embereknél a genom 1-3 százalékát, az afrikaiaknál pedig 0,3 százalékát teszi ki. Ez az immunrendszerünkre és az anyagcserénkre van a legnagyobb hatással – egyes, a dél-ázsiaiak 50 százalékában és európaiak 16 százalékában fellelhető genomi szegmensek például befolyásolhatják a súlyos covidra való hajlamot is.

Pääbóék a harvardi genetikussal, David Reich-kal a mostani vizsgálati helyszíntől mindössze 100 kilométerre elhelyezkedő gyenyiszovai barlangban egy addig ismeretlen ősember genomját szekvenálták meg – ezt 2010-ben közölték a Nature-ben. A csak töredezett maradványokból ismert gyenyiszovai ember a neandervölgyiek mellett a legközelebbi, az elmúlt néhány tízezer évben kihalt rokonunk, és az övékhez hasonlóan a gyenyiszovaiak genetikai öröksége is fennmaradt a modern emberben. A dél-kelet-ázsiai melanéz őslakosok mai genomjának például az 1,9-3,4 százaléka gyenyiszovai eredetű.

A Nature-nek az új kutatást kommentáló Lara Cassidy, a dublini Trinity College genetikusa a legprovokatívabb felfedezésnek a nők gyakori csoportok közötti vándorlását tartja. Bár korábban is felmerült, hogy a neandervölgyieknél előfordult a patrilokalitás – amikor a nők férfi partnerük családjával éltek együtt – Cassidy szerint a kutatás most az eddigi legmeggyőzőbb bizonyítékot szolgáltatja erre.

Milyen leletekből derült ez ki?

Skov és kollégái szerint a korábban megvizsgált neandervölgyi genomok csak egy áttekintő képet adtak arról, hogyan változtak több tízezer év alatt a neandervölgyi populációk. Arról viszont máig nagyon keveset tudunk, hogyan szerveződtek meg a közösségeik, és hogy ezeken belül, valamint az egyes közösségek között milyen genetikai kapcsolatok voltak. A kutatók a közösségi szerveződés alatt a csoportok nagyságát, nemi összetételét, valamint időbeli és térbeli összetartását értik. Ezeknek a csoportoknak a kapcsolata hozza létre a populációkat, amelyek szélesebb földrajzi területet fednek le.

A kutatók az Altaj hegységben, a mai Oroszország területén található Chagyrskaya és Okladnikov barlangokban talált leletekből összesen 13 neandervölgyi genetikai információját rekonstruálták. A barlangok egymástól nagyjából 100 kilométerre helyezkednek el, a hegység alacsonyabban fekvő területein, és a középső paleolitikumi „Sibiryachikha kőeszközipar” maradványait rejtik. A kormeghatározás alapján a Chagyrskaya barlangban talált maradványok 51-59 ezer évesek, míg az Okladnikov barlangban legalább 44 ezer évesek, ami a kutatók szerint azt mutatja, hogy a két területen nagyjából egyszerre éltek a neandervölgyiek. Cassidy véleménycikkében kifejtette, hogy a közösség tagjai bölényekre vadásztak, és az állatokat a mintegy 90 ezer kőleletet tartalmazó, vélhetően csak egyes évszakokban használt Chagyrskaya barlangban fogyasztották el.

A szakemberek 27 neandervölgyihez tartozó fog- és csontpormintából kíséreltek meg ősi DNS-t izolálni, ami a Chagyrskaya esetén 17-ből 15, az Okladnikovnál pedig 10-ből 2 egyénnél sikerült. Ez az arány jól mutatja, hogy az elmúlt évek biotechnológiai fejlődése ellenére még mindig milyen nagy kihívás több tízezer éves DNS-sel dolgozni. A kutatók felderítették az általánosságban egy élőlény genomjának hívott, a sejtmagban található nukleáris genomot, valamint a kémiai energiát előállító, mitokondriumnak nevezett sejtszervecske anyai ágon öröklődő mitokondriális genomját is. A kutatók a 17 neandervölgyi genetikai nemét a testi és ivari kromoszómák között szekvenálási lefedettségben jelentkező különbségekkel határozták meg, amiből kiderült, hogy 6 női és 11 férfi maradványt találtak.

A neandervölgyiek közti rokonsági kapcsolatok felderítéséhez a sejtmagi DNS-ben több százezer ponton észlelhető genetikai variánsokat vizsgálták. A szakemberek ezt azzal indokolták, hogy rokonok közt kevesebb ilyen eltérés lesz, mivel genomjaik egy részét a közeli múltban élt közös felmenőiktől örökölték. Emellett megnézték az egy emberben előforduló mitokondriális DNS-szekvencia-eltéréseket is, amelyek szintén közeli rokoni kapcsolatokról árulkodhatnak. A mitokondriális kód ilyen különbségei ugyanis az anyáról gyermekére örökíthetők, és tipikusan három generációig léteznek a szakemberek szerint.

Európai neandervölgyiek leszármazottai voltak

A genetikai vizsgálatok kimutatták, hogy a Chagyrskaya D-nek elnevezett felnőtt férfi több más, a területen élő neandervölgyi közeli rokona volt, és a Chagyrskaya H nevű serdülőkorú lány apja. Mivel a két egyén különböző mitokondriális genomot hordoz, a kutatók úgy vélik, ez a rokonsági kapcsolat a legvalószínűbb köztük az összes lehetséges közül. A D jelű férfi mitokondriális DNS-e megegyezett két másik férfiéval, (Chagyrskaya C és E), így ők valószínűleg anyai ágú rokonok lehettek, potenciálisan azonos nagymamával. A kutatók emellett találtak még egy másodfokú rokonsági kapcsolatot Chagyrskaya A és L között.

Ezek a közeli kapcsolatok a kutatók szerint arra utalnak, hogy legalább három, a Chagyrskaya barlangban azonosított neandervölgyi egy időben élt, és úgy látják, igazolják azt a kezdeti hipotézist, hogy a barlangban élt 11 neandervölgyi mindegyike azonos közösségbe tartozott. Az Okladnikov barlangi két neandervölgyi nem állt sem egymással, sem a Chagyrskaya barlangi emberekkel rokonságban. Ugyanakkor Okladnikov B-nek megegyezett a mitokondriális DNS-e Chagyrskaya G-ével , ami a szakemberek szerint annyit jelent, hogy valószínűleg egymáshoz képest néhány ezer év különbséggel éltek. A két barlangot elfoglaló közösségek között lehetett valamilyen szintű genetikai kapcsolat, mert a Chagyrskaya barlangban korábban üledékrétegekből vett ősi DNS-minták hasonlóbbak voltak az Okladnikov B nevű egyénhez, mint a Chagyrskaya barlangban élt neandervölgyiekhez.

A területen 50 ezer évvel ezelőtt élő neandervölgyiek genetikailag legjobban egy, a horvátországi Vindija-barlangban felfedezett neandervölgyihez hasonlítottak, nem pedig a 91-130 ezer éve az Altaj hegységben élőkhöz. Skovék szerint ez azt mutatja, hogy bár a Chagyrskaya- és Okladnikov-közösségek genetikailag egymástól elkülönültek, egy azonos, európai neandervölgyiektől eredő populáció tagjai voltak.

A kutatók négy Chagyrskaya barlangi egyén, további három neandervölgyi, két gyenyiszovai és négy mai ember Y-kromoszóma-szekvenciájának segítségével az evolúciós rokonsági kapcsolatokat megjelenítő filogenetikai törzsfát is felállítottak. Ebből világossá vált, hogy a négy Chagyrskaya barlangi ember egy csoportot alkot, de hasonlóbbak egy, a mai Spanyolország területén élt neandervölgyihez, mint egy földrajzilag jóval közelebbi oroszországihoz. A kutatók szerint ez egybevág azzal, hogy a neandervölgyiek az utolsó eljegesedési elején, 100-115 ezer évvel ezelőtt terjedtek el gyorsan Nyugat-Eurázsiában. Arra viszont nem találtak bizonyítékot, hogy lett volna bármilyen keveredés gyenyiszovai emberek és a Chagyrskaya barlangi neandervölgyiek ősei között.

Kis közösségekben éltek

A kutatók végül a Chagyrskaya-közösség méretét és társas viszonyait szerették volna feltárni a rekonstruált genomok segítségével, amihez 8 neandervölgyi úgynevezett homozigóta genomi szakaszait vizsgálták. Ezek olyan DNS-szekvenciák, amelyek megegyeznek az anyai és apai homológ kromoszómák között. A kutatók szerint a hosszú homozigóta szakaszok arra utalnak, hogy az egyén szüleinek nagyon közeli közös felmenője volt, nagyjából 10 generációval korábban.

A 8 neandervölgyinél a genom 1,6-14,9 százalékában figyeltek meg hosszú homozigóta és 9,5-20,5 százalékban a közösség méretéről hosszabb távon információt adó közepes méretű homozigóta szakaszokat. A szakemberek úgy vélik, ezek magas aránya azt mutatja, hogy a helyi közösség kis méretű volt. Homozigóta szakaszok hasonló mértékben csak a veszélyeztetett státuszú hegyi gorillák genomjaiban fordulnak elő, amelyek 4-20 egyedet számláló közösségekben élnek. A kutatást kommentáló Cassidy szerint ez azt jelenti, hogy a chagyrskayai genomok beltenyészet jeleit mutatják, amit a közösség folytonosan alacsony létszáma okozhatott.

Ahhoz, hogy a közösség életéről a kutatók még többet kiderítsenek, összehasonlították a 11 anyai ágon örökölt mitokondriális DNS-szekvencia változatosságát a 6 apai ágon örökölt, sejtmagi genom részét képező Y-kromoszómával. A közös őstől eltelt koaleszcencia időt megadó eredmények az Y-kromoszómánál 446 évet, míg a mitokondriális genomoknál ennek tízszeresét, 4348 évet hoztak ki, aminél extrémebb arányt csak hegyi gorilláknál figyeltek meg eddig.

A kutatók tanulmányukban hangsúlyozták, hogy ez nem azt jelenti, hogy a neandervölgyiek és a mai hegyi gorillák közösségei hasonlóan szerveződnének. A megfigyelésekre legjobban illő modelljük azt sugallja, hogy a neandervölgyi közösségek a területen 20 főből álltak, és a nők 60-100 százaléka egy másik közösségből vándorolt át a Chagyrskaya barlangba. Ugyanakkor arra is vannak bizonyítékok, hogy legalább néhány nő azzal a közösséggel maradt élete végéig, ahol született. A kutatók úgy látják, az kijelenthető, hogy a Chagyrskaya-közösség szerveződésében fontos tényező volt a nők nagyobb arányú vándorlása.

A fő kérdés, amire a kutatás nem tud válaszolni, hogy az ősember elterjedésének keleti határán megfigyeltek mennyire általánosíthatók a neandervölgyiek más populációira, vagy azok inkább izolált földrajzi helyzetük következményeiből fakadnak. A szakemberek szerint a jövőben több ember genomját kellene rekonstruálni Eurázsia-szerte neandervölgyi közösségekből ahhoz, hogy erre válaszolni lehessen, és még közelebb jussunk közeli rokonaink életének megértéséhez.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: