Az ember unokatestvére

Az új eredmények közelebb visznek bennünket kapcsolatuk tisztázásához is.
Az emberfélék (hominidák) evolúciójának kutatása kemény kihívások elé állítja a szakembereket. Megkövült, hiányos csontmaradványok, letűnt korok csont- és kőeszközei alapján kell megmagyarázniuk az ember kialakulását, evolúciós rokonsági viszonyait. Nem csoda hát, hogy a legközelebbi rokonainkkal, a Neander-völgyiekkel való kapcsolatunk körül is rengeteg a megválaszolatlan kérdés. Vajon őseink keveredtek-e robusztus „unokatestvéreinkkel”? Ha igen, születtek-e közös utódaik? Ha nem, hogyan különülhettek el egymástól? Vajon miért tűntek el olyan hirtelen a Neander-völgyiek? A modern ember szorította őket háttérbe mintegy 30 ezer évvel ezelőtt, amikor Afrikából Eurázsiába, az akkor még Neander-völgyiek lakta területekre vándorolt?
Ez kérdések egyelőre a paleoantropológusokat is megosztják. Abban azonban ma már jobbára egyetértenek, hogy a Neander-völgyi ember (Homo neanderthalensis) és a hozzá képest anatómiailag modern ember (Homo sapiens) két külön emberfajba tartozik, amely valószínűleg egymás legközelebbi rokona (korábban a kutatók zöme a Homo sapiens jégkori körülményekre specializálódott alfajának tartotta a Neander-völgyieket).

A mitokondriális DNS vizsgálata
Az első, Neander-völgyinek keresztelt emberféle maradványait 1856 nyarán a Feldhofer-barlangban (Neander-völgy, Németország) Carl Fuhlrott fedezte fel. Ezeket és az azóta előkerült példányokat is egy évszázadig a klasszikus paleoantropológiai módszerekkel tanulmányozták. Az 1990-es évektől azonban genetikai alapokon nyugvó technológiákat kezdtek alkalmazni az emberfélék maradványainak vizsgálatában is. Az 1990-es évek közepén a Svante Pääbo (jelenleg a német Max Planck Intézet kutatója) által vezetett híres vizsgálat eredményei már mitokondriális DNS analízisén alapultak.
A mitokondriumok a sejtek fontos energiatermelő sejtszervecskéi, amelyek rendelkeznek saját örökítőanyaggal, azaz DNS-sel is. Ez a fajta DNS (mtDNS) ritkán szenved mutációkat (a sejtszervecske fontossága miatt), így a sejtmagban található genetikai készlethez képest hosszabb ideig megőrzi eredeti információtartalmát. Emiatt bizonyos génjei alkalmasak evolúciós folyamatok vizsgálatára. Ilyen mtDNS-t sikerült Svante Pääbonak és kollégáinak izolálnia Neander-völgyi maradványokból, amelyek vizsgálata alapján ők mondták ki először: a Neander-völgyi a modern emberrel párhuzamosan fejlődött emberféle, és a két csoport körülbelül 500 ezer évvel ezelőtt „vált szét” két külön fajjá. Az mtDNS azonban a teljes genetikai állománynak (genomnak) csupán egy apró szeletét tartalmazza, így analízise a két embertípus részletes összehasonlításához már nem elegendő.
A sejtmagban kódolt DNS-hez megkövült maradványok esetén nagyon nehéz hozzájutni. Nemcsak azzal kell szembenézniük a tudósoknak, hogy a DNS általában teljesen elroncsolódik és összetöredezik az idő múlásával, hanem annak szennyeződése is jelentős problémákat okoz. Összekeveredik például a maradványokat bontó baktériumok örökítőanyagával, illetve nem ritkán a felfedezők érintésével is kerülnek idegen DNS-darabok a vizsgálandó mintákba. Az amerikai Lawrence Berkeley National Laboratory és a Joint Genome Institute (Berkeley, Kalifornia) munkatársai mindezeken felülkerekedve egyedülálló módszert dolgoztak ki a Neander-völgyi genom megismerésére.

Részletek a sejtmagi genomból
A kaliforniai kutatócsoport tagja, Edward Rubin olyan vizsgálati módszert alkalmazott, amelynek segítségével a fosszilis mintákban lévő „szennyező”, azaz mikrobáktól származó DNS kiszűrhető, s így azonosíthatóvá válik a kívánt – jelen esetben a Neander-völgyiektől származó – örökítőanyag. (Rubin egyébként ennek a „metagenomikának” nevezett kutatási módszernek az egyik úttörője; a módszer lényege, hogy egy környezeti mintából – pl. egy csont- vagy talajmintából – direktben vonnak ki DNS-t, és ennek elemzésével, „szétbontásával” határozzák meg a mintában élő bakteriális közösség profilját.)
Rubin és társai egy 38 ezer éves, a horvátországi Vindijából származó Neander-völgyi férfi combcsontjának teljes hozzáférhető DNS-tartalmát (hozzávetőlegesen hatmillió bázispár) kivonták. Ezen belül eddig 65 250 bázispárnyi olyan szekvenciát sikerült azonosítaniuk, amely nem baktériumoktól, hanem a Neander-völgyi egyedtől származik. A kutatóknak arról is sikerült megbizonyosodniuk, hogy ez a genomtöredék nem a mai embertől eredő szennyeződés. A Neander-völgyi DNS ugyanis a sok tízezer év elteltével egészen apró, 50-70 bázispárnyi darabokra töredezett. A „frissen” a fosszilis mintába került emberi DNS-darabok hossza jóval meghaladta ezt (100-1000 bázispárnyi részeket különítettek el belőle).

Meghökkentő eredmények
Az így azonosított Neander-völgyi szekvenciákat Rubin és kollégái összehasonlították a modern ember és a csimpánz DNS-ének megfelelő szakaszaival. Meghökkentő eredményeik szerint a Neander-völgyiek genomja csupán 0,5 százalékban különbözik a modern emberétől. Ezzel együtt számos ponton nagyobb egyezést találtak a Neander-völgyiek és a csimpánzok között, mint Neander-völgyiek és modern ember között.
Az új eredmények alapján a modern ember és a Neander-völgyiek közös őse körülbelül 700 ezer évvel ezelőtt élt. A két faj elkülönülését mintegy 330 ezer évvel későbbre teszik, későbbi kereszteződésükre azonban a nagyfokú genomikai egyezés ellenére sem találtak bizonyítékot – bár egyelőre nem zárták ki ennek lehetőségét.
A Neander-völgyi genom első analízise tehát érdekes eredményeket hozott, nem szabad azonban elfelejtenünk, hogy a vizsgált minta mindössze töredéke a teljes Neander-völgyi genomnak – amely a mai emberéhez hasonlóan körülbelül 3 milliárd bázispár nagyságú lehetett.