»Fantastisk« denisova-fossil fundet: Menneskets forhistoriske fætter boede i et af verdens mest ekstreme miljøer
»I løbet af de næste år går vi ind i en æra, hvor denisovaer bliver mere spændende end neandertalere, fordi de ser ud til at have været meget mere udbredte.«
virtual-reconstruction-of-the-xiahe-mandible

Det er fundet af en halv underkæbe, der afslører en masse nyt om denisovaen. Her er hele kæben rekonstrueret digitalt. (Illustration: Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig)

Da en buddhistisk munk i 1980 gik op i en kinesisk bjerggrotte for at bede, gjorde han et spektakulært fund, som danske og kinesiske forskere i dag jubler over.

På grottens klippegulv lå højre halvdel af en underkæbe. Den så menneskelig ud, men var langt større - intet nutidsmenneske ville have så stort et kæbeparti - så det gik straks op for munken, at her var tale om et levn fra et forhistorisk menneske.

Munken bragte kæbefossilet til et lokalt kloster i den kinesiske Gansu-provins, hvor det længe har ligget gemt.

I dag kan et forskerhold fra blandt andet Lanzhou Universitet i Kina og Københavns Universitet i et nyt Nature-studie afsløre, at kæben stammer fra en denisova, en af menneskets forhistoriske og meget ukendte forfædre, der for 160.000 år siden beboede den kinesiske grotte i den nordlige del af Himalaya-bjergene.

Grotten er kun det andet sted i verden, der nogensinde er fundet et denisova-fossil, og det er til og med klart det største af de to, der er blevet fundet.

»De mest afgørende spørgsmål, arkæologer har haft om denisovaer, er, hvordan de så ud, samt hvor udbredte de var. For første gang nogensinde har vi mere end et fossil, som viser netop det,« siger Frido Welker, postdoc ved Statens Naturhistoriske Museum på Københavns Universitet, som er en af forskerne bag det nye studie, til Videnskab.dk.

Fossilet er blevet artsbestemt udelukkende ved hjælp af proteinanalyse - mere om det i boksen under artiklen. 

the-opening-of-the-cave-from-inside

Baishiya Karst-grottens åbning er omtrent 5 meter i højde og 7 meter bred. Forskellige buddhistiske ofringer er blevet placeret ved grottens indgang. (Foto: Dongju Zhang, Lanzhou University)

Studiet kort 
  • Forskere har fundet højre halvdel af en denisova-underkæbe (døbt Xiahe-underkæben), som er minimum 160.000 år gammel
  • Forskerne har artsbestemt fossilet udelukkende ved hjælp proteinanalyse
  • Fundet er gjort i Baishiya Karst-grotten i Det Tibetanske Plateau
  • Det er det første denisova-fossil fundet udenfor Denisova-grotten i Sibirien.
  • Fundet forklarer, hvorfor denisovaer er genetisk disponeret for at tåle højder
  • Det er det tidligste fortidsmenneske-fossil fundet på Det Tibetanske Plateau
  • Det er det største denisova-fossil hidtil fundet.

Kilde: A late Middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau

Homo sapiens’ gådefulde fætter

Det var pokkers heldigt, at den buddhistiske munk fandt denisova-kæben i 1980, for arkæologerne har hidtil vidst ufatteligt lidt om denisova-mennesket.

»Det er jo fantastisk det her, for indtil nu har vi kun haft bittesmå knogler og enkelte tænder fra denisovaerne,« siger Mikkel Heide Schierup, professor fra Center for Bioinformatik på Aarhus Universitet, til Videnskab.dk. Han har ikke selv deltaget i studiet.

Felix Riede, der er professor ved Afdeling for Arkæologi og Kulturarvsstudier, Aarhus Universitet, og som heller ikke har været involveret i studiet, istemmer:

»Det nye fund er grundlæggende helt fantastisk og længe ventet, for det oprindelige denisova-fund åbnede i sin tid op for en gåde, et decideret mysterium, om en art, der primært kunne spores gennem genetik,« siger han.

Virtuel rekonstruktio af Xiahe-kæben. (Video: Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig)

Det første denisova-fossil blev fundet i en grotte i Sibirien i 2010.

Her fandt forskere resterne af en fingerknogle fra en ung fortidskvinde, der blev døbt X-woman. Analyserne af DNA’et viste, at X-woman adskilte sig genetisk fra både neandertalere og homo sapiens, men repræsenterede en ukendt slags menneske. 

Siden er der også blevet fundet tænder fra nogle enkelte andre denisovaer i den sibiriske grotte, men de hidtidige fund er så begrænsede, at forskerne ikke har kunnet bruge dem til at sige så meget om denisovaernes udseende.

»Genetikken giver et perspektiv på denisovaens evolutionære historie, levevis og tilpasning til forskellige miljøer. Kæber og tænder giver et andet, og de skal helst kombineres,« fortæller Felix Riede.

Kæber og tænder kan for eksempel vise, hvad folk har spist, og hvordan de har set ud.

LÆS OGSÅ: Ukendt menneskeart fundet i Sibirien

Homo-slægtens stamtræ

Stamtræet viser teorien om, at denisovaer, neandertalere og homo sapiens alle kom fra en fælles stamfader, homo heidelbergensis og splittede fra denne på forskellige tidspunker. Slægten, der blev til denisovaer og neandertalere, anslås at have splittet fra slægten, der blev til moderne mennesker for mellem 600 tusind og 744 tusind år siden, men flyder sammen med homo sapiens igen, fordi mennesketyperne har parret sig på kryds og tværs. (Illustration: Dbachmann, CC BY-SA 4.0)

Nyt fund opklarer denisovaens genetiske gåde

Det har længe været en gåde for forskerne, hvorfor denisovaerne i den sibiriske grotte besidder en særlig genetisk variant, der ruster kroppen til at overkomme hypoksi, en tilstand af iltmangel, der kan opstå i stigende højder.

Denisova-grotten i Sibirien ligger kun 700 meter over havniveau, så de russiske fortidsmennesker har næppe haft brug for evnen til at modstå højdesyge.

Men med fundet af kæbefossilet giver denisovaernes højdetilpasning pludselig rigtig god mening.

Det er nemlig fundet i Baishiya Karst-grotten beliggende 3.280 meter over havniveau i Det Tibetanske Plateau, omgivet af Himalayabjergene mod syd og Kunlunbjergkæden mod nord.

Når denisovaerne skulle overleve der, har det været en livsbetingelse at være særlig rustet til at kunne håndtere ekstreme højder.

»Man kan forestille sig, at denisova-menneskets primære tilpasning har været til højder, så det sibirske miljø, de første denisovaer blev fundet i, slet ikke minder om det miljø, som denisovaer oprindeligt har udviklet sig i,« siger Felix Riede.

Denisova-kæben fra Kina er omkring 120.000 år ældre end fossilerne fra Sibirien, så det peger på, at denisova-mennesket kunne have boet i de kinesiske bjerge og udviklet deres særlige højdetilpasning i en årrække, før de vandrede til Sibirien.

Denisova-grotten

Denisova-grotten i Rusland har fået sit navn, fordi den engang i 1700-tallet var opholdssted for en eneboer, der hed Dennis. Der er blevet fundet levn fra 6 forskellige denisovaer i grotten. (Foto: Xenochka,  CC BY-SA 4.0 )

Boede i et af verdens mest ekstreme miljøer

Traditionelt er forhistoriske mennesker som neandertalere og denisovaer ikke blevet regnet som nær så tilpasningsdygtige som nutidsmennesker, fortæller Frido Welker fra KU.

Men ifølge ham understøtter det nye denisova-fund, at denisovaer faktisk var utroligt tilpasningsdygtige.

Det har nemlig krævet en overlevelsesevne udover det sædvanlige at klare sig i den kinesiske grotte, hvor kæbe-fossilet er blevet fundet.

Jiangla Valley

Jiangla River Valley, hvor Baishiya Karst-grotten ligger. (Foto: Dongju Zhang, Lanzhou University)

 

»Det mest slående ved fundet er, at denisovaerne boede på Det Tibetanske Plateau. Det er et område med knaphed af ilt og store svingninger mellem dag- og nattetemperaturer. Man har troet, at kun moderne mennesker kunne klare sig der, så vores fund sætter den teori i et helt nyt perspektiv,« siger Frido Welker fra KU.

Som om det ikke var nok, at denisovaerne skulle kæmpe mod kulde og iltmangel, viser forskernes datering også, at ejermanden af kæbefossilet boede i grotten under den næstsidste istid, som begyndte for 194.000 år siden og ophørte igen for 135.000 år siden.

»Så ressourcerne har været meget begrænsede med meget lidt vegetation,« siger Frido Welker.

LÆS OGSÅ: Forskere finder første barn af to forskellige menneskearter

baishiya karst cave

I dag er grotten, hvor denisovaen engang slog sine folder, en lokalt berømt buddhistisk grotte, og det er lidt af et problem for foskerholdet bag det nye fund. De vil gerne tilbage til grotten for at undersøge den for flere fortidslevn, men det kræver en særlig tilladelse fra de lokale myndigheder, som er ret svær at få. (Foto: Dongju Zhang, Lanzhou University)

Et tibetansk område

Grotten, hvor Denisova-kæben er fundet, ligger i det historiske Tibet.

Det var en del af staten Tibet indtil 1950, hvor Kina besatte landet og indlemmede det i Folkerepublikken Kina. 

I dag bliver området stadig benævnt som en del af Tibet af den tibetanske eksilregering.

Forhistorisk sex forklarer nutidsmenneskers genetik

Selvom kæbefossilet nu giver os de første håndfaste beviser for, at der har levet denisovaer udenfor Sibirien, har teorien om, at denisovaer beboede et område, der rækker langt udover den sibiriske grotte, hvor X-woman blev fundet, længe eksisteret.

Rester af denisova-mennesket spøger nemlig stadig i arvemassen i nulevende mennesker fra Asien og vidner om, at denisovaer og homo sapiens tydeligvis ikke holdt sig tilbage for at have sex med hinanden.

Fortidens sex på tværs af mennesketyper betyder, at nogle befolkninger i dag bærer på en genetisk variant i EPAS1-genet. Den øger kroppens iltoptag, når man befinder sig ved lavt ilttryk, der findes ved over 3.000 meters højde.

»Det tyder på, at denisovaerne har givet genvarianten til sherpaernes forfædre for længe siden, og at sherpaerne så for nyligt har givet det til tibetanerne. Dette genbrug af en genetisk tilpasning har givet tibetanerne en stor fordel i forhold til at leve i højderne,« siger Mikkel Heide Schierup fra Aarhus Universitet.

Forskere har også fundet, at mellem tre og seks procent af DNA’et hos beboerne i Melanesien, blandt de oprindelige folk i Ny Guinea og blandt aboriginals i Australien stammer fra denisovaer.

LÆS OGSÅ: Vores forfædre havde sex med mystisk menneskeart

Udvandringen fra Afrika

Kortet viser, hvordan arkæologerne mener, at denisovanere, homo heidelbergensis og neandertalere er vandret ud af Afrika, og har besat forskellige dele af Europa og Asien. (Kort: John D. Croft, CC BY-SA 3.0)

Startskuddet på mere Denisova-forskning

Da den buddhistiske munk samlede denisova-kæben op fra grottegulvet i 1980, forestillede han sig næppe, at knogleresten rummede så store mængder genetisk og anatomisk viden om et fortidsmenneske, der døde for 160.000 år siden.

Fundet kan måske føre til nye erkendelser om, hvordan menneskearten har udviklet sig. 

»Man kan se, at der er overlap mellem denisova-kæben og andre forhistoriske mennesker både fra Europa og fra Kina. Nogle af dem anses normalt for at være homo erectus, imens det er blevet foreslået, at andre kan være denisovaer,« siger Felix Riede.

Det nye fund kan være med til at afsløre, om nogle af de tidligerefaktisk kan være endnu flere denisovaer. For eksempel har flere arkæologer troet, at Penghu-kæben fundet i Taiwan, stammede fra en homo erectus, men nu viser det sig, at den robuste kæbe ligner den nyfundne Denisova-kæbe.

»Fundet giver os en klar kobling mellem genetik og anatomi, og det betyder, at vi kan lave en revurdering af de fossiler, der allerede er fundet,« fortsætter Felix Riede.

Denisova-underkæbe

Underkæben blev oprindeligt fundet i 1980 i Baishiya Karst-grotten i Kina. (Foto: Dongju Zhang, Lanzhou University)

Denisovaer får mere spotlys

Mikkel Heide Schierup er enig i, at vi langt fra har hørt det sidste til denisovaerne.

virtual reconstruction-of-the-xiahe-mandible-upper-view

Denisova-underkæben er så velbevaret, at forskerne har kunnet rekonstruere den venstre side, som mangler. (Illustration: Jean-Jacques Hublin, MPI-EVA, Leipzig)

»Jeg er sikker på, at forskere kigger alle homonine (menneskelige, red.) knogler, de nogensinde har fundet, igennem. For hvor mange af dem er i virkeligheden denisovaer? Det her er ikke det sidste eksempel - der kommer mange flere,« siger Mikkel Heide Schierup og fortsætter:

»I løbet af de næste år går vi ind i en æra, hvor denisovaer bliver mere spændende end neandertalere, fordi de ser ud til at have været meget mere udbredte.«

Traditionelt er der blevet forsket meget i neandertalere, fordi de var mest udbredt i Europa, og der er fundet mange velbevarede neandertal-knogler. Derfor er de er langt mere velbeskrevne i forskningen end denisovaer, »men der er også fundet masser af knoglerester i Kina, som venter på at blive undersøgt,« fortsætter AU-professoren.

»Det her rykker feltet til at fokusere mere på Østasien, hvor denisovaer allerede er repræsenteret i de fossile optegnelser,« istemmer Frido Welker.

LÆS OGSÅ: Neandertal-gener gennemsyrer os - undtagen i hjernen og testiklerne

LÆS OGSÅ: Dyrkede sex med fortids-mennesker: Derfor bliver tibetanere ikke højdesyge

Utraditionelt metodevalg baner vejen for nye arkæologiske fund

5.-the-excavation

Forskerholdet undersøger den kinesiske grotte, hvor denisova-kæben er fundet. (Foto: Dongju Zhang, Lanzhou University)

En del af grunden til, at det nye studie vil kunne skabe mere fokus på tidligere arkæologiske fund, der muligvis er denisovaer, hænger sammen med den metode, som forskerne bag fundet af denisova-kæben har brugt.

Forskerne fra blandt andet Lanzhou Universitet i Kina og Københavns Universitet er de første nogensinde, der udelukkende har brugt proteinanalyse til at fastslå, hvilken art et fossil stammer fra.

»Det her er det eneste tilfælde på verdensplan, hvor man udelukkende har anvendt proteinanalyse, men analyse af forhistorisk protein er helt sikkert i vækst, for teknologien bliver mere og mere avanceret,« siger Frido Welker.

»Selvfølgelig er der blevet ekstraheret (udtrukket, red.) forhistorisk protein fra pattedyr før, men først nu begynder det at blive muligt at artsbestemme ud fra det,« fortsætter KU-forskeren.

Proteinanalyse vil kunne tegne et meget klarere billede af, hvordan forhistoriske menneskearter var beslægtede med hinanden, mener han.

En utraditionel metode

Faktisk er det en lidt utraditionelt at analysere protein for at artsbestemme et fossil.

»Proteinanalyse er normalt noget, man tyr til, når man ikke kan udtrække DNA,« fortæller Mikkel Heide Schierup.

Det skyldes både, at det er mere besværligt at udtrække protein end DNA, og at det kræver et såkaldt referencegenom, forklarer AU-professoren.

Det betyder, at forskere bliver nødt til at have et genom fra en denisova at sammenligne med for at kunne artsbestemme fossilet ud fra proteinet.

Forskerne bag det nye studie var så heldige, at man havde været i stand til at udtrække DNA fra X-woman, der blev fundet i 2010, og dermed kunne kortlægge hendes genom. Derfor kunne de sammenligne proteinsekvenserne med hendes. 

Denisova-kæben fra den kinesiske grotte har desværre ikke været lige så god til at modstå tidens tand. DNA nedbrydes generelt hurtigere end proteiner, og DNA’et i denisova-kæben var nedbrudt i så små stykker, at forskere ikke kunne kigge på det.

Proteinet bar på en sekvens af aminosyrer, der bar på et genom. Derfor høstede forskerne proteinet og sammenlignede.

»Vi sammenlignede protein-sekvenserne med moderne mennesker, neandertalere og denisovaer, og det viste sig, at det, vi havde fundet, var nærmest beslægtet til denisovaer,« siger Frido Welker.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.