Svanteho Pääba zastihl telefonát nobelovského výboru doma v kuchyni nad hrnkem kávy. Tam se švédský genetik pracující v Lipsku v Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie dozvěděl, že je laureátem Nobelovy ceny za fyziologii a medicínu na rok 2022 za „objevy týkající se genomů vyhynulých homininů a lidské evoluce“.
Pääbo s touhle vrcholnou poctou nepočítal a o telefonátu z rodného Švédska si nejprve myslel, že mu někdo volá kvůli trablům s domkem, který ve Švédsku stále vlastní.
Nobelova cena za fyziologii a medicínu se tentokrát nedělila, což dokládá, že Svante Pääbo nemá v oboru „pravěké DNA“ konkurenta a je skutečně hlavním a jediným průkopníkem tohoto směru genetického výzkumu. Pääbo nám umožnil genetickou „cestu do pravěku“, když před čtvrtstoletím získal první zlomky neandrtálské DNA.
Dnes známe díky práci jeho týmu nejen dědičnou informaci pravěkých lidí v neuvěřitelných detailech, ale dozvěděli jsme se i to, že dnešní Homo sapiens vznikl jako mezidruhový kříženec několika různých druhů pravěkého člověka.
Jako ukázku toho, co Pääbo svou prací umožnil, lze uvést nejnovější studii jeho týmu publikovanou v časopise Nature. Díky analýzám DNA izolované z ostatků neandrtálců máme možnost nahlédnout do rodinného života těchto pravěkých lidí. Neandrtálec je naším nejbližším evolučním příbuzným.
Homo neanderthalensis, jak zní jeho vědecké jméno, žil v celé Evropě a v západní Asii. Jeho životní areál zasahoval na východě až do pohoří Altaj na jižní Sibiři. Dnes známe genetickou historii neandrtálců nejen na tomto obrovském území ale také v neuvěřitelně rozsáhlém časovém období, které začíná před 430 000 roků a končí před 40 000 lety.
Titulní foto: Neanderthal-Museum, Mettmann, CC BY-SA 4.0
Nejvýchodnější neandrtálci
Věda ví o existenci neandrtálců více než sto šedesát let. O velikosti jejich tlup a jejich sociální organizaci však víme zoufale málo. To se teď mění díky analýzám DNA neandrtálců, kteří žili v podhůří pohoří Altaj před čtyřiapadesáti tisíciletími. Vědci analyzovali starověkou DNA ze zubů a kostí mnoha neandrtálců, kteří žili přibližně ve stejné době.
Fosilie byly získány při archeologických vykopávkách v Okladnikovově jeskyni v polovině 80. let minulého století a v Čagyrské jeskyni při výzkumných pracích prováděných od roku 2007. V jeskyni Čagyrská našli archeologové více než osmdesát neandrtálských fosilií, což představuje svého druhu největších kolekcí na světě.
Neandrtálci využívali obě altajské jeskyně jako lovecké tábory. Jasně to dokládají kosti ulovených zvířat zvířat, jako jsou bizoni a koně. Přestože představují Čagyrská a Okladnikovova jeskyně východní výspu neandrtálského životního areálu, narazili na obou nalezištích vědci na výrazné kamenné nástroje, které se nápadně podobají nástrojům nalezeným na neandrtálských sídlištích ve střední a východní Evropě.
Neandrtálská rodina
Nálezy neandrtálských ostatků z Čagyrské a Okladnikovovy jeskyně pocházejí z jedné doby a vědcům se tak nabídla možnost prověřit, nakolik byli tito lidí vzájemně příbuzní. Genetici izolovali z kostí a zubů neandrtálskou DNA a analýzami pak prověřovali DNA obsaženou v organelách mitochondriích, která se předává pouze po ženské linii.
Dále se zaměřili na chromozomy Y, které určují geneticky mužské pohlaví a předávají se z otce na syna. Dnešní metody už dovolují přečíst celý neandrtálský genom, takže lze postihnout dědičnost od obou rodičů.
Celkem vědci získali genomy sedmnácti neandrtálských fosilií. Ukázalo se, že zuby a kosti pocházely od třinácti jedinců. Jedenáct z nich žilo v jeskyni Čagyrská a dva v Okladnikovově jeskyni. Mezi prověřovanými neandrtálci bylo sedm mužů a šest žen. Osm bylo dospělých a pět zemřelo v dětském věku nebo jako mladiství.
Jde o nejvyšší počet individuálních neandrtálských genomů přečtených v rámci jedné jediné studie. Analýzy prokázaly, že mezi zkoumanými neandrtálci byl i otec a jeho dospívající dcera. Vědci tu také narazili na příbuzné druhého stupně – mladý chlapec tu zemřel s dospělou ženou, která byla možná jeho sestřenicí, tetou nebo babičkou.
Okladnikovova a Čagyrská jeskyně leží nedaleko slavné Denisovy jeskyně, kterou obývali neandertálci již před 200 000 lety a kam se opakovaně uchylovali i záhadní pravěcí lidé označovaní právě podle tohoto místa jako denisované.
Obyvatelé Čagyrské a Okladnikovovy jeskyně ale nepatřili k vzdáleným potomkům neandrtálců z Denisovy jeskyně a byli více příbuzní neandrtálcům z Evropy. Blízkost altajských neandrtálců a evropským příslušníků jejich druhu dokládá i vysoká podobnost kamenných nástrojů.
Zajímavostí bylo zjištění, že DNA z mitochondrií neandrtálců z Čagyrské jeskyně vykazovala několik tzv. heteroplazmií. To znamená, že u jednoho jedince se vyskytuje několik variant mitochondriální DNA. Hetroplazmie obvykle nepřetrvá déle než tři generace. Toto zjištění společně s důkazy o blízkých pokrevních vazbách naznačuje, že neandrtálci museli v Čagyrské jeskyni žít a také zemřít v přibližně stejné době.
Balanc na pokraji vyhynutí
Genetické analýzy odhalily, že neandrtálská komunita byla geneticky extrémně „jednobarevná“, což odpovídá tlupě s pouhými deseti až dvaceti členy. Odhalená genetická pestrost neandrtálců je menší než genetická rozmanitost jakéhokoli jiného starověkého nebo současného lidského společenství a je srovnatelná s genetickou rozmanitostí druhů ohrožených vyhynutím, jako jsou gorily horské.
Vše nasvědčuje tomu, že nálezy z čagyrské jeskyně jsou svědectvím o zániku jedné velké neandrtálské rodiny. Příčinu jejich zániku neznáme. Je možné, že v okolí jeskyně nebylo ten rok dost zvěře, že např. nedorazily na svých pravidelných tazích velcí kopytníci. Nelze ale vyloučit ani rozšíření smrtící infekční choroby.
Navzdory velké genetické jednotvárnosti neandrtálců z Čagyrské jeskyně nežili tito lidé v izolaci od jiných neandrtálských tlup. Genetické analýzy odhalily, že jejich mitochondriální DNA byla mnohem pestřejší než DNA obsažená v Y-chromozomech.
Část artefaktů nalezených v Denisově jeskyni (Foto: Thilo Parg, CC BY-SA 4.0)
To dokládá, že muži zůstávali v dospělosti v rodných tlupách a ženy se po dosažení dospělosti často stěhovaly do jiných tlup. Podobnou prevenci příbuzenských sňatků praktikují i naši nejbližší živočišná příbuzní. U šimpanzů opouštějí samičky rodnou tlupu a samci v ní zůstávají.
Vědce zajímalo, jestli do neandrtálských tlup nepřicházely také denisovanské ženy. Tito lidé, kteří tvořili sesterskou evoluční větev neandrtálců, obývali nepříliš vzdálenou Denisovu jeskyni opakovaně v období před 250 000 lety až 50 000 lety. Víme, že v Denisově jeskyni plodili neandrtálci a denisované potomky.
Vědci tu našli ostatky dívky staré 100 000 let, která měla neandrtálskou matku a denisovanského otce. Neandrtálci z Čagyrské jeskyně se ale do pletek s denisovany zřejmě nepouštěli. Vědci u nich nenarazili na příměs denisovanské dědičné informace.