DNA โบราณเผยให้เห็นแวบแรกว่าเดนิโซแวนอาจมีหน้าตาเป็นอย่างไร

พบฟอสซิลของโฮมินิดปริศนาเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น

นักวิทยาศาสตร์ได้วาดภาพเหมือนของหญิงสาวที่อยู่ในกลุ่มประชากรลึกลับที่มีลักษณะเหมือนมนุษย์ที่รู้จักกันในชื่อเดนิโซแวนเมื่อประมาณ 50,000 ปีก่อน นี่คือนักเตะ: พบฟอสซิลเดนิโซแวนเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้น รวมถึงนิ้วก้อยของเด็กหนุ่มด้วย ดังนั้นทีมที่นำโดยนักพันธุศาสตร์เชิงวิวัฒนาการ David Gokhman และ Liran Carmel จากมหาวิทยาลัยฮิบรูแห่งเยรูซาเลมได้สร้างโครงกระดูกของวัยรุ่น Denisovan ขึ้นใหม่โดยใช้เพียงจานสีของรูปแบบดีเอ็นเอโบราณ คำอธิบายของวิธีที่นักวิจัยเปลี่ยน DNA ให้มีลักษณะทางกายภาพปรากฏในวันที่ 19 กันยายนในCell

“นี่เป็นการสร้างโครงสร้างกายวิภาคของเดนิโซแวนขึ้นใหม่ครั้งแรก” คาร์เมลกล่าว

ภาพวาดตามโครงกระดูกนั้นแสดงให้เห็นว่าเดนิโซแวนจ้องมองไปข้างหน้าอย่างเย็นชาด้วยดวงตาสีเข้มเบิกกว้างที่กรอบสะพานของจมูกกว้าง โปรไฟล์นั้นและรูปลักษณ์ที่เหลือของหญิงสาวนั้นมาจากการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญไปยังส่วนต่าง ๆ ของ DNA ของเธอที่ควบคุมกิจกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาโครงกระดูก ทีมงานกล่าว  

ปฏิกิริยาทางวิทยาศาสตร์ต่อลักษณะที่ปรากฏทางพันธุกรรมของเด็กหญิงเดนิโซแวนมีตั้งแต่ความอยากรู้อยากเห็นอย่างระมัดระวังไปจนถึงความสงสัยในทันที คริส สตริงเกอร์ นักบรรพชีวินวิทยาจากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติในลอนดอนกล่าวว่า “งานวิจัยชิ้นนี้เป็นงานบุกเบิก ซึ่งในแวบแรกดูเกือบจะเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์” คำตัดสินขั้นสุดท้ายเกี่ยวกับความถูกต้องของภาพเหมือนของหญิงสาวโบราณกำลังรอการค้นพบชิ้นส่วนโครงกระดูกของเดนิโซวานเพิ่มเติม เขากล่าวเสริม

Denisovans ได้วางปริศนาวิวัฒนาการตั้งแต่การค้นพบไซบีเรียนของนิ้วก้อยของเด็กหญิงโบราณในปี 2008 ( SN: 8/30/12 ) 

พบฟอสซิลเดนิโซแวนอื่นๆ เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น — ฟันหลายซี่ กระดูกแขนขา และขากรรไกรล่าง ( SN: 5/1/19 ) การวิเคราะห์ดีเอ็นเอโบราณระบุว่าเดนิโซแวนซึ่งอาศัยอยู่ในบางส่วนของเอเชียเมื่อประมาณ 300,000 ถึง 50,000 ปีก่อน มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับนีแอนเดอร์ทัล มากกว่า Homo sapiens ประชากรมนุษย์ในปัจจุบันบางกลุ่มมีบรรพบุรุษเดนิโซแวนจำนวนเล็กน้อย

กลุ่มของ Gokhman และ Carmel ได้ตรวจสอบเครื่องหมายโมเลกุลของDNA methylationซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนกิจกรรมของส่วนของ DNA โดยไม่เปลี่ยนแปลงลำดับทางเคมี ( SN: 12/9/16 ) นักวิจัยวิเคราะห์รูปแบบเมทิลเลชั่นใน DNA จากเด็กหญิงเดนิโซแวน นีแอนเดอร์ทัลสองคนที่อาศัยอยู่เมื่อประมาณ 50,000 ปีก่อน และH. sapiens ห้าตัว จาก 45,000 ถึง 7,500 ปีก่อน ร่วมกับข้อมูลเมทิลเลชันจากมนุษย์ 55 คนในปัจจุบันและลิงชิมแปนซี 5 ตัว ทีมงานได้ระบุสถานที่ในสารพันธุกรรมที่สปีชีส์เหล่านี้แสดงความแตกต่างของเมทิลเลชัน

การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความผิดปกติของโครงกระดูกของมนุษย์ซึ่งยีน methylation จำเพาะสูญเสียการทำงานช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าความแตกต่างของ methylation ระหว่างสปีชีส์จะส่งผลต่อรูปร่างกระดูกโดยเฉพาะเช่นการทำให้ขาท่อนบนยาวขึ้นหรือสั้นลง และในการทดสอบเทคนิคนี้ นักวิจัยได้ใช้รูปแบบเมทิลเลชันเพื่อระบุความแตกต่างทางกายวิภาคที่ทราบระหว่างโครงกระดูก Neandertal และชิมแปนซีที่มีความแม่นยำอย่างน้อย 85 เปอร์เซ็นต์ การเปรียบเทียบเมทิลเลชันบ่งชี้ว่าเดนิโซแวนน่าจะมีลักษณะโครงกระดูกหลายอย่างร่วมกับญาติสนิทของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัล เช่น สะโพกกว้างและหน้าผากต่ำ ลักษณะ Denisovan ที่มีแนวโน้มว่าจะพัฒนาขึ้นอย่างอิสระ ได้แก่ ฟันโค้งกว้างและกล่องสมองกว้าง  

นักวิจัยกล่าวว่าการคาดการณ์โดยใช้เมทิลเลชั่นระบุลักษณะหลายอย่างที่สังเกตได้จากขากรรไกร Denisovan ที่ค้นพบก่อนหน้านี้อย่างถูกต้อง กล่องสมอง Homoที่ไม่ปรากฏชื่อบางส่วนสองชิ้น ซึ่งพบก่อนหน้านี้ในประเทศจีน ซึ่งมีอายุระหว่าง 130,000 ถึง 100,000 ปีก่อน ปรากฏว่าแสดงคุณสมบัติของ Denisovan ที่รายงานในการศึกษาใหม่

นักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการ Pontus Skoglund แห่งสถาบัน Francis Crick ในลอนดอนกล่าวว่าแนวทางของทีมในการสร้างโครงกระดูกขึ้นใหม่จากข้อมูลเมทิลเลชั่นนั้นยังมีความหวัง แต่ยังไม่ทราบอีกมากว่า DNA มีส่วนทำให้เกิดความแตกต่างของสปีชีส์อย่างไร “เราไม่รู้แน่ชัดว่าจีโนมที่ทำให้ชิมแปนซีเป็นชิมแปนซีและมนุษย์เป็นมนุษย์มีอะไรบ้าง” ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยไม่ได้คำนึงถึงวิธีที่ซับซ้อนซึ่งโครงกระดูกของ Neandertals และH. sapiensต่างกัน กล่าวโดยนักบรรพชีวินวิทยา John Hawks จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน ตัวอย่างเช่น ทีมงานของ Gokhman และ Carmel ถือว่ากระดูกสะโพกของ Neandertals นั้นใหญ่กว่ากระดูกH. sapiens ในทุกด้านในทุก ด้าน ซากดึกดำบรรพ์สะโพก Neandertal มักจะมีความกว้างเป็นพิเศษ แต่รวมถึงกระดูกหัวหน่าวที่บางกว่าที่ด้านหน้าของกระดูกเชิงกรานมากกว่าที่พบในคนส่วนใหญ่ในปัจจุบัน การผสมผสานของลักษณะที่ซับซ้อนในเชิงกรานและส่วนอื่นๆ ของร่างกายทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับความถูกต้องของการทำนายเมทิลเลชันแบบใหม่ เขากล่าวโต้แย้ง

การศึกษาที่โพสต์เมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ที่ bioRxiv.org ก็เช่นกัน ทีมวิจัยที่นำโดย Genevieve Housman นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการ ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก รายงาน รูปแบบเมทิลเลชันของ DNA จำเพาะของไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ 5 สายพันธุ์ รวมทั้งชิมแปนซีและลิงบาบูนมักมีความเชื่อมโยงที่อ่อนแอต่อความแตกต่างของรูปร่างของกระดูกขาท่อนบน นักวิจัยยังไม่ได้ประเมินว่าความแตกต่างของเมทิลเลชั่นทำนายรูปร่างกระดูกในคนที่มีชีวิตหรือไม่ Hawks กล่าว