Cofnijmy się w czasie o kilkadziesiąt tysięcy lat. Gdzieś na Bliskim Wschodzie stają przed sobą dwie grupy ludzi. Pierwsi są ciemnoskórzy, szczupli i wysocy. To Homo sapiens – nasi bezpośredni przodkowie, którzy właśnie opuścili Afrykę i przenoszą się stopniowo na północ. Druga grupa to ludzie o krępej budowie ciała, jasnej skórze i szerokich twarzach z wydatnymi brwiami. Oni są tu już od tysięcy lat – to neandertalczycy.
Na pierwszy rzut oka wydawać by się mogło, że mamy do czynienia z dwoma różnymi gatunkami. Grupy w najlepszym razie mogły minąć się obojętnie, w najgorszym – rozpocząć krwawą wojnę. Jednak naukowcy twierdzą, że było inaczej. Nasi przodkowie i neandertalczycy polubili się – tak bardzo, że do dziś żyją ich wspólni potomkowie. To my, Europejczycy, a także rdzenni mieszkańcy Azji i obydwu Ameryk.
Kolejne badania wykazują, że w naszych komórkach znajdują się geny neandertalczyków. I nie są to tylko „pamiątki” po dawnych romansach. Neandertalskie DNA dało nam m.in. jasną skórę, lepszy metabolizm tłuszczów i mniejszą wrażliwość na zimno. Ale także lepszą odporność na infekcje i większą podatność na niektóre choroby.
Włosy, paznokcie i skóra
Do wymieszania się obydwu grup doszło po raz pierwszy 40-80 tys. lat temu, prawdopodobnie na Bliskim Wschodzie. Neandertalczycy przywędrowali w te rejony z Europy, gdzie rozwijali się przez tysiące lat. Mieliśmy z nimi wspólnego przodka. Prawdopodobnie był nim jakiś potomek Homo erectus, czyli człowieka wyprostowanego.
Mimo tak długiego ewolucyjnego rozstania neandertalczycy nie utracili biologicznej zgodności z Homo sapiens: ze związków mieszanych rodziły się dzieci, które przekazywały geny kolejnym pokoleniom. Dopiero niedawno dowiedzieliśmy się, jakie to były geny. Przełomowe prace na ten temat opublikowały dwie grupy amerykańskich uczonych. Obydwie porównywały neandertalskie DNA z naszym, przy czym w grę wchodziły jedynie osoby mieszkające poza Afryką, bo tylko u nich można znaleźć ślady krzyżowania się obydwu grup.
Pierwszy zespół, kierowany przez prof. Davida Reicha z Harvard Medical School, wykazał, że neandertalczycy przekazali nam geny wpływające na wytrzymałość skóry, włosów i paznokci. Dzięki temu prawdopodobnie mieliśmy lepszą izolację termiczną, przydającą się w chłodnym północnym klimacie. „Bardzo możliwe, że neandertalczycy byli już dobrze przystosowani do środowiska mniej ciepłego niż afrykańskie i przekazali tę pożyteczną cechę ludziom” – mówi prof. Reich.
Drugi zespół badaczy, dowodzony przez prof. Joshuę Akeya z University of Washington, opublikował pracę na temat karnacji. Wszystko wskazuje na to, że pierwsi Homo sapiens byli zaadaptowani do ostrego afrykańskiego słońca i mieli ciemną skórę. Jednak w Europie czy Azji, gdzie nasłonecznienie jest mniejsze, taka karnacja nie była już potrzebna, a mogła wręcz szkodzić. Gdy słońca jest mało, osoby o ciemnej skórze produkują mniej witaminy D, niezbędnej do prawidłowego rozwoju kości. Niedobór tej substancji prowadzi także do osłabienia układu odpornościowego.
„To właśnie neandertalskie DNA umożliwiło pierwszym Europejczykom i Azjatom lepsze przystosowanie do lokalnych warunków” – mówi Benjamin Vernot, który prowadził badania z prof. Akeyem. Nic dziwnego, że niektóre z genów zapewniających jasną karnację są dziś bardzo powszechne. Jeden z nich, zwany Hyal2, występuje w DNA 49 proc. Japończyków i 66 proc. mieszkańców południowych Chin. I pochodzi właśnie od neandertalczyków.
Mniej infekcji, więcej cukrzycy
Jednak nie wszystkie genetyczne „prezenty” od naszych praprzodków były tak przyjemne. Analizy wykazały, że neandertalczycy przekazali nam również większą skłonność do niektórych schorzeń. Należą do nich choroba Leśniowskiego-Crohna oraz toczeń. Ich wspólny mianownik to autoagresja: układ odpornościowy zaczyna atakować nasze własne tkanki.
W pierwszym przypadku chodzi o jelita, w drugim – o całe ciało. Obydwie te choroby przysparzają wiele cierpień pacjentom. Możliwe jednak, że jest to cena, jaką płacimy za większą odporność na infekcje. Wskazuje na to także inne odkrycie, którego dokonał zespół prof. Norberta Kocha z Universitat Bonn. W naszym DNA znajduje się odziedziczony po neandertalczykach gen wpływający na pracę układu odpornościowego. Dzięki niemu organizm skuteczniej rozpoznaje atakujące go mikroby. Według szacunków prof. Kocha nawet dwie trzecie współczesnych Europejczyków może mieć ten gen.
Po neandertalczykach odziedziczyliśmy również większą podatność na cukrzycę typu 2. Dziś jest to choroba cywilizacyjna, na którą w Polsce choruje ponad milion osób. W przeszłości mogła być jednak zaletą! Metabolizm cukrzyka jest bowiem nastawiony na gromadzenie zapasów. To dlatego w jego organizmie odkłada się więcej tłuszczu, a poziom glukozy we krwi rośnie. Dzięki temu mechanizmowi neandertalczycy – a potem Europejczycy – mogli lepiej znosić chłodne i głodne zimowe miesiące.
Człowiek neandertalski
Neandertalczycy przez wiele dziesięcioleci byli uznawani za istoty mniej rozwinięte niż Homo sapiens, zwłaszcza pod względem intelektu. Najnowsze badania Paola Villa z University of Colorado i Wila Roebroeksa z Universiteit Leiden dowodzą jednak, że to nieprawda. Neandertalczycy, tak jak nasi przodkowie z gatunku Homo sapiens, potrafili symbolicznie i abstrakcyjnie rozumować. Dowodzi tego np. wykorzystywanie przez nich barwników do malowania ozdób czy ciała. Mogli mówić, bo ich gardła i krtanie były zbudowane identycznie jak nasze. A niektóre wynalazki „opatentowali” nawet wcześniej niż my! Znaleziska z Włoch dowodzą, że potrafili robić roślinny klej co najmniej 200 tys. lat temu, podczas gdy Homo sapiens opracował tę technologię 130 tys. lat później. Z kolei badania przeprowadzone w południowo-wschodniej Francji wykazały, że już ok. 50 tys. lat temu mieszkający tam neandertalczycy wytwarzali narzędzia z kości. Wcześniej sądzono, że sztukę tę opanował Homo sapiens, który przybył do Europy dopiero 40 tys. lat temu. Teraz uczeni przypuszczają, że nasi przodkowie nauczyli się tego od neandertalczyków!
Lepszy metabolizm, większy mózg?
Do podobnych wniosków doszli naukowcy z Max-Planck-Institut fur evolutionare Anthropologie, którymi kieruje prof. Svante Paabo. To jeden z największych światowych specjalistów od DNA neandertalczyków. Z badań jego zespołu wynika, że dzięki pradawnym genom inaczej wykorzystujemy związki lipidowe: tłuszcze, witaminy A, D, E i K oraz cholesterol. A to mogło mieć znaczenie np. przy uzyskiwaniu energii z pożywienia takiego jak mięso upolowanych zwierząt.
Współcześni Europejczycy mają aż trzy razy więcej neandertalskiego DNA związanego z metabolizmem lipidów niż inni mieszkańcy Ziemi. Być może tylko dlatego udało im się przeżyć epokę lodowcową na Starym Kontynencie. W innych rejonach świata, np. w Azji, miała ona o wiele łagodniejszy przebieg.
Co ciekawe, większość neandertalskich genów wpływających na metabolizm tłuszczów ma związek z działaniem naszego mózgu. Jaki? „Tego jeszcze nie wiemy. Ale możliwe, że te geny zmieniły jego budowę” – mówi Philipp Khaitovich, członek zespołu prof. Paabo. Potrzebne będą jednak dalsze badania, by ustalić, czy tak było i jakie znaczenie mogły mieć te zmiany dla naszej ewolucji.
Możliwe, że dały nam np. większą odporność na choroby układu nerwowego. Wskazują na to prace zespołu Lirana Carmala z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie. Jego zdaniem neandertalczycy mieli mniej aktywne geny związane z takimi schorzeniami jak schizofrenia, autyzm czy Alzheimer. Gdyby nie oni, być może cierpielibyśmy na te choroby znacznie częściej.
Gdzie i kiedy żyli?
- Neandertalczycy i ludzie mają wspólnego przodka – był nim potomek człowieka wyprostowanego, czyli Homo erectus.
- Gdy neandertalczycy zamieszkiwali Europę, panowały tu surowe warunki klimatyczne.
- Żyli w okresie od 600-300 tys. do 35-30 tys. lat temu.
- Zdominowali terytorium Europy i Azji.
- Żyli obok Homo sapiens i nagle zniknęli, nie pozostawiając po sobie wielu śladów.
Nasi nieobecni krewni
Wszystko więc wskazuje na to, że pochodzący z Afryki Homo sapiens był kompletnie nieprzygotowany do podboju świata pod względem biologicznym. Udało mu się, bo mnóstwo pożytecznych cech przejął od neandertalczyka. Tylko co się stało z naszym krewnym?
Dane naukowe wskazują jednoznacznie, że neandertalczycy zniknęli z kart historii około 35-30 tys. lat temu. Hipotez, próbujących to wyjaśnić, było do tej pory mnóstwo. Większość zakładała, że Homo sapiens zepchnął neandertalczyka w nicość – czy to zagarniając terytoria łowieckie, czy też po prostu wybijając obcy gatunek do nogi. Badania genetyczne pokazują nam inny scenariusz. Neandertalczycy po prostu „wtopili” się w nasz gatunek.
Dziś każdy z nas ma w sobie do 4 proc. neandertalskich genów. To jednak tylko średnia statystyczna, bo różni ludzie odziedziczyli różne zestawy genów. Gdy zbierze się je wszystkie, okazuje się, że w naszym materiale genetycznym zachowało się aż 30 proc. DNA neandertalczyków. Tak przynajmniej wynika z badań prowadzonych przez prof. Reicha.
Odkrycia i najważniejsze pozostałości
- 1856r., Neanderthal 1 (Niemcy) – W dolinie Neanderthal po raz pierwszy odnaleziono szczątki kości Homo neanderthalensis.
- 1908 r., La Chapelle (Francja) – Pierwszy prawie kompletny szkielet neandertalczyka sprzed 60 tys. lat.
- 1909 r. La Ferrassie (Francja) – Najlepiej zachowana czaszka gatunku – należała do kobiety, która żyła 50 tys. lat temu.
- 1909 r. Le Moustier (Francja) – Narzędzia kamienne, od których nazwę wzięła tzw. kultura mustierska.
Oczywiście nadal jest to mniejszość – neandertalczycy krzyżowali się z Homo sapiens, ale to ten drugi gatunek zyskał przewagę genetyczną. I to też można wyjaśnić dzięki nowym badaniom. „Kiedy prehistoryczni ludzie spotkali się i krzyżowali z neandertalczykami, obie te grupy znajdowały się na krawędzi biologicznej niekompatybilności” – twierdzi prof. Reich. Dzieci rodzące się z takich mieszanych związków były nieco mniej płodne niż reszta.
Dlatego po neandertalczykach do dziś przetrwały tylko geny. Albo aż geny, bo czy naprawdę można ich uznać za wymarły gatunek, skoro stali się częścią nas samych?
Czy można sklonować neandertalczyka?
- Pierwsze wyodrębnienie DNA mitochondrialnego (1997) – Z powodu zanieczyszczenia próbek wyizolowanie materiału genetycznego okazało się trudnym zadaniem.
- Projekt genomu neandertalczyka (2006) – Dwa równoległe badania opublikowane w „Nature” i „Science” przedstawiły sekwencję DNA neandertalczyka.
- Plan sklonowania neandertalczyka za pomocą komórek macierzystych (2012) – Pomysł genetyka George’a Churcha polegał na uzyskaniu komórek macierzystych zawierających neandertalskie DNA. Następnie miałyby zostać umieszczone w ludzkim zarodku, który wszczepiono by do macicy matki zastępczej.
DLA GŁODNYCH WIEDZY:
- Strona projektu sekwencjonowania genomu neandertalczyka – www.eva.mpg.de/neandertal
- Nasz artykuł o podobieństwach między ludźmi i neandertalczykami – “Neandertalczycy tacy jak my”
- Więcej o sekretach kryjących się w naszym DNA – “Geny, komórki, mikroby” praca zbiorowa (G+J Książki 2012)