De mysterieuze Denisovamens ontrafeld

Wat betekent het om mens te zijn? Deze vraag hield me al bezig op de middelbare school en inspireerde mij om wetenschapper te worden. Dat wij niet altijd de enige mensensoort op aarde zijn geweest vond ik altijd al razend interessant. Destijds vertrok ik naar Londen voor de studie paleoantropologie – de wetenschap die menselijke evolutie onderzoekt door het bestuderen van fossielen en andere overblijfselen van onze voorouders. Tijdens een van de eerste colleges hoorde ik voor het eerst over de Denisovamens: een mysterieuze verwant van ons en van de bekendere Neanderthaler, die tussen 300.000 en 50.000 jaar geleden de aarde bewandelde. Destijds wist niemand nog waar deze menssoort precies leefde en hoe deze eruit zag. Daar hoorde ik voor het eerst over de Denisovamens: een mysterieuze verwant van ons en van de bekendere Neanderthaler, die enkele honderdduizenden jaren geleden de aarde bewandelde.  De wetenschap van ancient DNA – waarbij genetisch materiaal uit duizenden jaren oude fossielen wordt geanalyseerd – stond toen nog in de kinderschoenen. 

Een nieuwe publicatie deze maand in het wetenschappelijke tijdschrift Science breidt ons denken hierover uit en zet wat wij weten over de Denisovamens op zijn kop. Wetenschappers braken namelijk hun hersens over het feit dat sommige groepen in Azië Denisova-DNA met zich mee blijken te dragen, terwijl er alleen een paar botjes in koude gebieden waren aangetroffen. Hoe zit dat? Laten we dat samen proberen te ontrafelen in deze blog.

Wie zijn wij?

Laten we eerst teruggaan naar het allereerste begin van de moderne mens. De anatomische moderne mens, Homo sapiens, is ongeveer driehonderdduizend jaar oud en komt voort uit andere menssoorten die zich over miljoenen jaren van evolutie ontwikkelden op het Afrikaanse continent, met verschillende migraties naar Eurazië. Kenmerkende eigenschappen van de mens zijn dat wij op twee benen lopen, gereedschap maken, een grote herseninhoud hebben en vuur kunnen beheersen. Daarnaast zorgen wij voor onze zieken, leven wij samen in groepen, en communiceren wij met complexe taal. 

Wat we lange tijd niet wisten, maar nu dankzij genetisch onderzoek hebben ontdekt, is dat ons DNA sporen bevat van ontmoetingen met andere menssoorten die gelijktijdig met ons op aarde leefden.

Een van de soorten waarvan we de sporen nog met ons meedragen is de Neanderthaler. De Neanderthaler (Homo neanderthalensis) was nauw verwant aan ons en leefde van ongeveer 400.000 tot circa 40.000 jaar geleden in Europa en West-Azië, vooral tijdens koude periodes van de laatste ijstijd. De meeste mensen kennen Neanderthalers als stoere oermensen met een gedrongen postuur, grote wenkbrauwen, platte neuzen en brede schouders. Vaak worden ze in de media afgebeeld als primitieve bruten, maar dat beeld is wetenschappelijk achterhaald.

Neanderthalers jaagden in groepen, zorgden voor zieken en gewonden, en er is steeds meer wetenschappelijk bewijs dat ze mogelijk symbolisch gedrag vertoonden, zoals het maken van kunst en het begraven van hun doden. Sommige rotstekeningen en bewerkte voorwerpen die eerst aan Homo sapiens werden toegeschreven, brengen onderzoekers nu in verband met late Neanderthalers.

Het idee dat zij abrupt verdwenen zonder nalatenschap klopt niet: archeologisch bewijs toont aan dat ze duizenden jaren naast Homo sapiens leefden in bepaalde gebieden. Uit DNA-onderzoek blijkt dat er kruising plaatsvond tussen Neanderthalers en vroege moderne mensen - veel mensen buiten Afrika dragen vandaag de dag 1-4% Neanderthaler-DNA. Hun verdwijning was waarschijnlijk het gevolg van een combinatie van factoren, waaronder klimaatverandering, kleine populaties, en competitie met ons, de Homo sapiens.

Toch is er nog een andere tak van de menselijke stamboom die minstens zo intrigerend, maar veel minder bekend is: die van de Denisovamens. Terwijl de Neanderthaler inmiddels stevig is ingeburgerd in ons collectieve beeld van de oermens, kennen maar weinig mensen deze andere verwant. En dat is opmerkelijk, want het verhaal van de Denisovanen werpt minstens zoveel licht op wie wij zijn en waar we vandaan komen.

Een mysterieus meisje uit een Siberische grot

De Denisovamens leefde tienduizenden jaren geleden, ongeveer gelijktijdig met de Neanderthalers en de voorouders van de moderne Homo sapiens. De evolutionaire lijnen van de Neanderthaler en Denisovanen waren waarschijnlijk al zo’n 400.000 jaar eerder van elkaar gescheiden vanuit een gemeenschappelijke voorouder. Toch ontdekten wetenschappers pas in 2010 dat deze aparte mensensoort überhaupt had bestaan.

De ontdekking van Denisova-DNA dat niet paste bij dat van een Neanderthaler of een Homo sapiens was een nieuwe doorbraak die ons begrip van menselijke evolutie verder verrijkte. Voor het eerst identificeerden onderzoekers een volledig onbekende mensachtige enkel op basis van DNA. Maar dit wisten ze in eerste instantie nog niet, op basis van de botten. Deze ontdekking fascineerde mij meteen: het idee dat er nog een derde menssoort had bestaan waarvan we niets wisten, terwijl de traditionele paleoantropologie zich enkel richtte op fossielen, heeft sindsdien mijn wetenschappelijke interesse niet meer losgelaten.

Lang dachten wetenschappers dat er tijdens de ijstijden in Europa en Azië voor de komst van de Homo sapiens slechts één enkele mensensoort leefde naast de voorouder van de moderne mens. In Eurazië heerste de Neanderthaler (Homo neanderthalensis) en in het oosten van Azië mogelijk nog enkele populaties van Homo erectus, een eerdere menssoort in onze evolutionaire lijn. In Afrika ontwikkelde zich ondertussen de Homo sapiens waar wij van afstammen, aldus het traditionele verhaal. 

Maar toen werd in 2008, diep in een koude grot in de Altai-bergen van Siberië, een klein botfragment gevonden – een vingerkootje van een jong meisje. Het was niet eens compleet, en op het eerste gezicht leek het een standaardvondst: waarschijnlijk van een Neanderthaler, of misschien een vroege moderne mens.

Toch besloten genetische onderzoekers het DNA te analyseren om zekerheid te krijgen omdat zij vermoedden dat het genetisch materiaal door de lage temperaturen goed bewaard was gebleven. Wat ze vonden was verbluffend: het genetische profiel van dit meisje kwam niet overeen met dat van Homo sapiens, en ook niet met dat van de Neanderthaler. Het bleek te gaan om een volledig onbekende tak van onze menselijke stamboom – een tak waarvan niemand wist dat die bestond. De onderzoekers noemden deze nieuwe mensachtige de Denisovamens, naar de Denisovagrot waarin ze het botje aantroffen.

Later werden ook kiezen en een onderkaakfragment uit dezelfde grot op basis van genetisch materiaal aan deze nieuwe groep toegeschreven. Wat we weten is nog steeds niet veel: de Denisovanen leefden ongeveer tussen 300.000 en 50.000 jaar geleden. Ze verbleven waarschijnlijk ongeveer tussen 200.000 en 50.000 jaar geleden in de grot. Ze bewoonden dezelfde grot waar ook Neanderthalers soms verbleven. 

Toch bleef het beeld van de Denisovanen lange tijd buitengewoon vaag. In de paleoantropologie is het gebruikelijk om een zogenoemd typespecimen te hebben: een karakteristiek fossiel dat als standaardvoorbeeld dient voor de soort, waarmee je andere fossiele vondsten kunt vergelijken. Maar in dit geval bestonden er aanvankelijk alleen een paar kiezen en een fragment van een vingerbot – te weinig om met zekerheid te zeggen of andere, eerder gevonden fossielen misschien ook bij deze mensengroep hoorden. Het uiterlijk van de Denisovamens bleef daarmee grotendeels een mysterie, als ook waar de Denisovamens leefde.

De Denisovamens leeft in ons voort

Het bestaan van de Denisovamens bleef dus erg mysterieus: we hadden wat botfragmenten uit een afgelegen Siberische grot en een genoom dat niet leek op dat van de moderne mens en ook niet op dat van de Neanderthal. Later kwamen daar nog enkele Denisovafossielen bij, waaronder het Xiahe 1-kaakfragment en een rib (Xiahe 2) ook uit een andere hooggelegen grot op het Tibetaanse plateau. De fossielen waren allemaal afkomstig uit koude klimaten, maar ver van elkaar verwijderd.

Maar waar leefde de Denisovamens en hoe verhielden zij zich tot deze andere menssoorten? Opnieuw gaven DNA-analyses een verrassend antwoord: Denisovanen zijn niet zomaar uitgestorven, delen van hun DNA leven voort in sommige mensen van nu. Vooral mensen in Zuidoost-Azië en Oceanië, zoals uit Papua Nieuw Guinea en Melanesië, hebben tot wel 5% Denisova-DNA. 

Ook moderne Tibetanen erfden iets van de Denisovamens: een gen dat hen helpt om te overleven op grote hoogte, waar de lucht ijl is. Zonder dat gen kan het lichaam veel moeilijker zuurstof opnemen. Samen met de Xiahe-vondsten leverde dit het bewijs dat Denisovanen ooit op het hoge Tibetaanse plateau verbleven en dat zij nu voortleven in moderne mensen uit tropische klimaten in Zuidoost-Azië. Toch waren al hun fossielen alleen gevonden in koude, bergachtige gebieden – hoe wisten ze dan hun sporen na te laten in mensen uit warmere, tropische streken?

Revolutionaire vondst

Een nieuwe publicatie in het belangrijke wetenschappelijke tijdschrift Science geeft antwoorden: onderzoekers uit Japan en Denemarken beschrijven een prehistorische onderkaak die ooit van de zeebodem bij Taiwan is opgedregd. De onderzoekers konden met hulp van geavanceerde eiwitanalyse aantonen dat dit fossiel, bekend als Penghu 1, genetisch tot de Denisovalijn behoort en van een mannelijk individu is. 

De morfologische kenmerken van Penghu 1 – zoals een robuuste kaak, grote kiezen en specifieke wortelstructuren – komen sterk overeen met de eerder ontdekte Denisovafossielen uit Tibet en Siberië. Het bevestigen van deze kenmerken aan de hand van moleculaire data maakt Penghu 1 pas het derde fysiek bekende Denisovafossiel dat zowel genetisch als anatomisch betrouwbaar geïdentificeerd is.

Completere stamboom

Waarom is dit zo belangrijk? Ten eerste laat het zien dat Denisovanen niet alleen in koude, bergachtige gebieden leefden, maar zich ook thuis voelden in warmere, tropische delen van Azië. 

Er waren namelijk twee perioden in het verleden, waarschijnlijk tussen 10.000 en 70.000 of 130.000 en 190.000 jaar geleden, toen de zeespiegels zo laag waren dat je vanuit het vasteland van China naar Taiwan kon lopen. Deze bevinding sluit aan bij wat genetisch onderzoek al suggereerde: dat de Denisovamensen zich ver hadden verspreid in Azië en zich op verschillende momenten vermengden met vroege Homo sapiens.

Ten tweede geeft dit fossiel een duidelijker beeld van hoe Denisovanen eruitzagen. Tot nu toe was dat vooral giswerk op basis van losse kiezen en DNA. Dit onderkaakfragment is groter, completer dan eerdere vondsten, en vertelt ons meer over hun bouw en kenmerken. Alhoewel: alle grotere fossielen, inclusief deze, zijn van mannelijke individuen. Het blijft daarom onduidelijk of de stevige kaak een uniek kenmerk is van alle Denisovanen of enkel de mannelijke.

Wat deze ontdekking ook duidelijk maakt, is hoe weinig we eigenlijk nog weten over onze eigen geschiedenis. We hebben altijd veel aandacht voor de moderne mens, maar tegelijkertijd lopen er sporen van andere mensensoorten door ons DNA heen – van Neanderthalers, van Denisovanen, en misschien zelfs van soorten die we nu nog niet kennen.

In een tijd van polarisatie waarin mensen steeds vaker in verschillen denken in plaats van overeenkomsten, is het goed om te benadrukken dat we allemaal voortkomen uit een gedeeld evolutionair verleden. De Denisovamens is uitgestorven, maar leeft voort in het DNA van mensen van nu. Ons verhaal als mensheid is geen rechte lijn, maar een verweven geschiedenis van vermenging, verandering en gedeelde oorsprong. Juist in een wereld die steeds verder verdeeld raakt, is elke ontdekking die ons herinnert aan wat we gemeenschappelijk hebben – zoals dit nieuwe puzzelstukje in de menselijke evolutie – een krachtig en welkom stukje wetenschap. Het verbindt ons met elkaar, voorbij grenzen en tijd.