Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science przez międzynarodowy zespół wykazało, że przeszłe zmiany atmosferycznego CO2 i odpowiadające im zmiany klimatu i roślinności odegrały kluczową rolę w określeniu, kiedy i gdzie krzyżowały się wczesne gatunki ludzkie.
Współcześni ludzie noszą w swoich komórkach niewielką ilość DNA pochodzącego od innych gatunków ludzkich, a mianowicie od neandertalczyków i nieuchwytnych denisowian. W 2018 roku naukowcy ogłosili światu odkrycie osoby, nazwanej później Denny, która żyła 90 000 lat temu i została zidentyfikowana jako córka ojca Denisowiana i matki Neandertalczyka[Slon et al. 2018]. Denny wraz z innymi osobnikami o mieszanym pochodzeniu znalezionymi w jaskini Denisova świadczy, że krzyżowanie się było prawdopodobnie powszechne wśród homininów i nie ograniczało się do naszego gatunku Homo sapiens.
Aby dowiedzieć się, kiedy i gdzie miała miejsce hybrydyzacja człowieka, naukowcy zwykle polegają na analizie paleogenomicznej niezwykle rzadkich okazów kopalnych i ich jeszcze rzadszej starożytnej zawartości DNA. W nowym artykule Science zespół klimatologów i paleobiologów z Korei Południowej i Włoch przyjął inne podejście. Korzystając z istniejących dowodów paleoantropologicznych, danych genetycznych i superkomputerowych symulacji klimatu w przeszłości, zespół odkrył, że neandertalczycy i denisowianie mieli różne preferencje środowiskowe. Mówiąc dokładniej, Denisowianie byli znacznie bardziej przystosowani do zimnych środowisk, charakteryzujących się lasami borealnymi, a nawet tundrą, w porównaniu do ich neandertalskich kuzynów, którzy preferowali lasy i łąki o klimacie umiarkowanym. „Oznacza to, że ich wybrane siedliska były oddzielone geograficznie, przy czym neandertalczycy zazwyczaj preferowali południowo-zachodnią Eurazję, a denisowianie północno-wschodnią” – mówi dr Jiaoyang Ruan, doktor habilitowany w IBS Center for Climate Physics (ICCP) w Korei Południowej i główny autor badania. badanie.
Jednak zgodnie z realistycznymi symulacjami komputerowymi naukowcy odkryli, że w ciepłych okresach międzylodowcowych, kiedy orbita Ziemi wokół Słońca była bardziej eliptyczna, a lato na półkuli północnej występowało bliżej Słońca, siedliska homininów zaczęły się geograficznie nakładać. „Kiedy neandertalczycy i denisowianie dzielili wspólne środowisko, było więcej spotkań i interakcji między grupami, co zwiększyłoby szansę na krzyżowanie się” – dodaje prof. Axel Timmermann, autor korespondent badania i dyrektor ICCP oraz profesor w Pusan Uniwersytet Narodowy.
Symulacja nakładania się siedlisk w przeszłości nie tylko umieszcza pierwszą generację hybrydy neandertalczyka i denisowiana Denny’ego w kontekście klimatycznym, ale także zgadza się z innymi znanymi epizodami krzyżowania się około 78, 120 tysięcy lat temu. Przyszłe rekonstrukcje paleogenetyczne można wykorzystać do sprawdzenia wiarygodności nowych, opartych na modelach superkomputerów, przewidywań potencjalnych interwałów krzyżowania się około 210 i 320 tysięcy lat temu.
Aby dokładniej określić czynniki klimatyczne huśtawki krzyżowania się wschód-zachód, naukowcy przyjrzeli się bliżej zmianom wzorców roślinności w Eurazji w ciągu ostatnich 400 tysięcy lat. Odkryli, że podwyższone stężenie CO2 w atmosferze i łagodne warunki międzylodowcowe spowodowały ekspansję lasów strefy umiarkowanej na wschód do środkowej Eurazji, co stworzyło korytarze rozprzestrzeniania się neandertalczyków na ziemie Denisowian. „To tak, jakby lodowcowo-interglacjalne zmiany klimatu stworzyły scenę dla wyjątkowej i długotrwałej historii miłosnej człowieka, której ślady genetyczne są widoczne do dziś” – komentuje dr Ruan.
Jednym z kluczowych wyzwań, przed którymi stanęli naukowcy, było oszacowanie preferowanych warunków klimatycznych dla denisowian. „Aby poradzić sobie z bardzo rzadkim zbiorem danych Denisovana, musieliśmy opracować nowe narzędzia statystyczne, które mogłyby również uwzględniać znane związki przodków między gatunkami ludzkimi” – mówi prof. Pasquale Raia z Uniwersytetu w Neapolu, Federico II we Włoszech, współautor badania. „Pozwoliło nam to po raz pierwszy oszacować, gdzie mogli mieszkać denisowianie. Ku naszemu zaskoczeniu stwierdziliśmy, że poza obszarami w Rosji i Chinach odpowiednim środowiskiem dla nich byłaby także północna Europa” – dodaje.
Nie wiadomo, czy Denisowianie kiedykolwiek mieszkali na zachód od gór Ałtaju; ale można to przetestować za pomocą analiz genetycznych na dużych próbach pochodzenia denisowian w populacjach europejskich. Oczekuje się, że taka analiza rzuci nowe światło na związek między wczesnym rozproszeniem, ingerencją w siedliska i zróżnicowaniem genetycznym człowieka.