Denisova-mens krijgt smoel

Menselijke evolutie Eindelijk is er een substantieel fossiel ontdekt van de denisova-mens. De kaak is geïdentificeerd met eiwitanalyse, een unicum.

De 160.000 jaar oude onderkaak.
De 160.000 jaar oude onderkaak. Foto’s Dongju Zhang/Lanzhou University

Een halve onderkaak van minstens 160.000 jaar oud uit de Tibetaanse provincie Xiahe blijkt van een denisoviër te zijn. Het is voor het eerst dat er van deze mensachtige een fossiel buiten de Siberische Denisova-grot is gevonden. Én voor het eerst dat er meer gevonden is dan een fragmentarisch stukje bot of een tand, zo schrijft een internationaal team van onderzoekers woensdag in Nature.

Door het gebrek aan fossiel materiaal gebeurt identificatie van denisoviërs aan de hand van DNA, al sinds de soort in 2010 ontdekt werd. Maar de Xiahe-kaak, waarin geen paleo-DNA werd aangetroffen, is geïdentificeerd aan de hand van een achttal eiwitten uit een van de twee tanden die nog in de kaak zaten.

De denisoviërs waren een nauw aan neanderthalers verwante mensensoort. De neanderthalers leefden vooral in West-Europa en het Midden-Oosten, denisoviërs waren veel oostelijker verspreid. In Centraal-Azië heeft hun leefgebied soms overlapt.

Eén vingerkootje

Tot nu kwamen alle denisoviërfossielen uit de inmiddels beroemde Denisova-grot in het Russische gedeelte van het Altai-gebergte, 3.500 kilometer ten westen van Xiahe. Het bestaan van de soort werd in 2010 afgeleid uit analyse van DNA uit één vingerkootje uit de Denisova-grot. Die ontdekking gold indertijd als een grote triomf van paleo-DNA-onderzoek.

Uit het DNA kon worden afgeleid dat de voorouders van denisoviërs en neanderthalers rond 450.000 jaar geleden uit elkaar gingen. Toen waren de voorouders van moderne mensen al van die lijn afgeplitst (ca. 750.000 jaar geleden).

In de Denisova-grot zijn sindsdien ook nog twee tanden en een teenkootje gevonden van denisoviërs, én een stukje pijpbeen van een hybride – half neanderthaler, half denisoviër – allemaal gedateerd tussen 70.000 en 160.000 jaar geleden.

De denisoviërs vermengden zich ook met hun ‘neven’ Homo sapiens, de huidige mens. Want in het genoom van nu levende mensen in Zuidoost-Azië, Australië en Melanesië zijn sporen van denisova-DNA teruggevonden. Onlangs werd nog bekend dat die bijmenging afkomstig is uit minstens drie sterk verschillende denisovapopulaties. Er is dus op verschillende plaatsen seksueel contact met denisoviërs geweest.

Lees ook: Een Siberische grot vol denisoviërs en neanderthalers

De Tibetaanse kaak kon aan een denisoviër worden toegeschreven dankzij eiwitten die bewaard waren gebleven. Op experimentele basis is al eerder ervaring opgedaan met soortbepaling op basis van eiwitten, maar dit is de eerste keer dat eiwit-analyse cruciaal is voor de identificatie van een fossiel, zo vertelt een van de hoofdauteurs, de Nederlandse Frido Welker (Universiteit van Kopenhagen). Hij is bio-archeoloog en eiwitdeskundige. Eiwitanalyse is hiermee een veelbelovend onderdeel geworden van evolutionair onderzoek. Want, zoals Welker uitlegt: „Eiwitten zijn veel stabieler dan DNA.” Waar geen paleo-DNA meer gevonden wordt, omdat het is vergaan, kan eiwitanalyse uitkomst bieden.

Uit het boorgat in de tand haal ik 20 milligram materiaal, zo groot als wat broodkruimels

Frido Welker bio-archeoloog

De kaak is al in 1980 gevonden in de Baishiya-grot bij Xiahe, door een lokale Tibetaanse monnik die het bot daarna gaf aan de zesde geïncarneerde Gungthang-lama, een Tibetaanse religieuze leider die toen net was vrijgelaten uit twintig jaar Chinese gevangenschap. Deze lama gaf het fossiel weer aan de Universiteit van Lanzhou, waar het sinds 2010 wordt bestudeerd.

Eiwitresten uit een tand

„Dat dit fossiel al die tijd door moderne mensen is aangeraakt, is voor mijn eiwitonderzoek geen groot probleem”, legt eiwit-onderzoeker Welker uit. „Want de eiwitten van de huid zijn heel specifiek, die houd ik buiten mijn analyses.” Welker onderzocht eiwitresten in de binnenkant van een van de tanden uit de kaak, waarin een gaatje van een paar millimeter is geboord. „Daar komt dan 20 mg materiaal uit, zo groot als een paar broodkruimels. In de acht eiwitten die ik kon reconstrueren vond ik een duidelijke denisova-signatuur.”

De grot, een boeddhistisch heiligdom. Foto’s Dongju Zhang/Lanzhou University

Ook al voor de vondst van de kaak in Tibet waren er aanwijzingen dat er denisoviërs op dit ‘dak van de wereld’ hadden geleefd. In 2014 werd bekend dat nu levende Tibetanen hun biologische aanpassing aan leven op grote hoogte te danken hebben aan een gen van de denisoviërs. De Xiahe-kaak is gevonden op 3.200 meter hoogte, de Denisova-grot ligt op 700 meter. Eind vorig jaar bleek uit de vondst van werktuigen dat er in Tibet rond 30.000 jaar geleden al mensen leefden op 4.600 meter hoogte.

Ongedetermineerde fossielen

Maar hoe de denisovamensen eruit zagen, als een neanderthaler of toch anders, bleef onbekend. Zelfs de genen voor huidskleur die in het Denisova-genoom gevonden zijn, bleken moeilijk te interpreteren. De halve kaak uit Xiahe-vondst biedt nu meer mogelijkheden. Volgens de onderzoekers in Nature is de kaak bijvoorbeeld duidelijk minder dik dan die van neanderthalers. In allerlei andere eigenschappen van de kaak lijkt hij meer op vroege Homo sapiens en ongedetermineerde Homo-fossielen uit de periode 300.000 tot 50.000 jaar geleden (Midden-Paleolithicum) dan op die van neanderthalers.

Er zijn al kandidaten voor andere denisova-fossielen. Het valt bijvoorbeeld op hoezeer de Xiahe-kaak lijkt op de Penghu 1-kaak die in 2008 werd opgevist uit de zee nabij Taiwan. Geschatte leeftijd: ergens tussen 10.000 en 190.000 jaar. Ook wordt in de Nature-publicatie een voorzichtig verband gelegd met grote schedels van ruim 100.000 jaar oud uit Xuchang, 1.500 km verder naar het oosten in China. Ook zijn er neanderthaler-achtige fossielen uit Xujiayao, in Noord-China, bij Beijing, ca. 300.000 jaar oud.

Zou op al die nog ongedetermineerde fossielen ook zo’n eiwitanalyse mogelijk zijn? „Ja hoor”, zegt Frido Welker. „Ik ben hier in Kopenhagen met een groot project bezig met onderzoek van fossielen uit Afrika en Azië.” Maar over details daarvan wil de eiwitpionier nu nog niks zeggen.