De ingang van de karstgrot van Baishiya ligt verscholen aan de voet van een steile klip aan de rand van het Tibetaanse Hoogland. Het bleke gesteente waarin de grot is uitgesleten, wordt opgefleurd door kleurrijke gebedsvaantjes, want deze grot is al sinds mensenheugenis een gewijde plek waar Tibetanen zich afzonderen om te bidden en te herstellen van ziekten. Binnen in de koele spelonk stuitte een plaatselijke monnik in 1980 op iets verrassends: een kaakbeen met twee enorme tanden. Hoewel het bot van menselijke oorsprong was, leek het in niets op de beenderen van moderne mensen.
In een onderzoek dat vorige week in het tijdschrift Nature is gepubliceerd, wordt onthuld wat dat kaakbeen ons heeft te vertellen. Uit een nauwgezette analyse van zijn fysieke kenmerken en van proteïnen die uit het fossiel werden geïsoleerd, blijkt dat de kaak 160.000 jaar oud is en toebehoorde aan een van de raadselachtige denisovamensen, een zustergroep van de neanderthalers die eerder werd geïdentificeerd op basis van een handvol fossiele resten in één enkele grot in het Siberische Altajgebergte.
“Ik kon het gewoon niet geloven toen mijn collega’s het mij vertelden,” zegt een van de auteurs van de nieuwe studie, Dongju Zhang van de Universiteit van Lanzhou in China. “Ik was zeer opgetogen.”
Zhangs opwinding is begrijpelijk: het kaakbeen – dat nu als de ‘Xiahe-kaak’ wordt aangeduid, naar de gemeente in China waar hij werd gevonden – vult namelijk een groot hiaat in onze kennis over deze mysterieuze oermens. Hoewel de fragmenten die tot nu toe van denisovamensen werden gevonden allemaal uit de gelijknamige grot in Siberië stammen, hebben moderne mensen in heel Azië en Oceanië het DNA van de denisovamens in hun genoom. De ontdekking van de Xiahe-kaak op een vindplaats die zo’n 2300 kilometer van de Denisova-grot ligt, bevestigt dat de denisovanen zich veel verder over het continent hebben verspreid.
Aangenomen wordt dat de voorouders van de denisovamens zich op z’n laatst rond 400.000 jaar geleden afsplitsen van de neanderthalers en zich vervolgens in oostelijke richting over Azië verspreidden, terwijl de neanderthalers naar westelijk Azië en Europa trokken. Moderne mensen verlieten Afrika voor het eerst 200.000 jaar geleden, eerst in kleine groepjes en daarna in talrijker migratiegolven. Uiteindelijk stuitten ze in het Midden-Oosten op de neanderthalers en vermengden zich ook met deze mensensoort. De Homo sapiensdie oostwaarts naar Azië trokken, vermengden zich met de daar levende denisovanen, die daarmee hun genetische vingerafdruk in het genoom van moderne Aziaten achterlieten.
Een van die genetische overblijfselen van de denisovamens helpt bijvoorbeeld moderne sherpa’s en Tibetanen om zich aan de ijle lucht op het dak van de wereld aan te passen. Maar tot nu toe was er alleen bewijs gevonden voor het bestaan van denisovanen die op relatief geringe hoogte leefden: de Denisova-grot ligt slechts zevenhonderd meter boven de zeespiegel. De Xiahe-kaak werd op een hoogte van zo’n 3280 meter gevonden en is daarmee het eerste fysieke bewijs dat de denisovanen zich op dezelfde hoogten waagden als moderne mensen die beschikken over een genetische aanpassing aan een leven in een milieu met een laag zuurstofgehalte. Het 160.000 jaar oude kaakbeen is bovendien viermaal zo oud als het vroegste bewijs voor menselijke activiteit in het uitdagende klimaat van het Tibetaanse Hoogland, wat nog eens benadrukt hoe gehard onze prehistorische voorouders waren.
“Dankzij dit onderzoek kunnen we de denisovanen als het ware ‘insluiten,’” schrijft María Martinón-Torres, directeur van het Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) in het Spaanse Burgos, in een e-mail. “Hun portret wordt steeds minder vaag.”
De monnik en de kaak
Hoewel de kaak al in 1980 werd ontdekt, kwamen onderzoekers er pas drie decennia later toe om het fossiel te bestuderen. In 2010 begon Zhang, die op dat moment pas aan de Universiteit van Lanzhou was gepromoveerd, haar aandacht op de vreemde menselijke resten te richten. Dat deed ze op aandringen van haar studiebegeleider, Fahu Chen, die het recente onderzoek leidde, en haar collega Guangrong Dong van de Universiteit van Lanzhou.
Allereerst moest worden uitgezocht waar het kaakbeen precies was ontdekt. De anonieme monnik die het vreemde fossiel had gevonden, had het overhandigd aan de zesde Levende Boeddha van Gung-Thang, een vooraanstaande persoon die volgens het Tibetaanse geloof de reïncarnatie is van eerdere monniken die deze titel hebben gedragen. Maar de monnik wilde de naam van de grot waar hij op het fossiel was gestuit, niet prijsgeven.
Het team wist het aantal mogelijke vindplaatsen terug te brengen tot slechts één: de Baishiya-karstgrot in de gemeente Xiahe. De naam van de grot betekent ‘witte klip’ in het Chinees. Bij opgravingen in de grot kwamen vervolgens stenen werktuigen en grote dierenbotten met kerfsporen aan het licht. Het onderzoek van deze vondsten is nog aan de gang, aldus Zhang, dus kan ze nog niet zeggen of het de denisovamens van de Xiahe-kaak was die deze werktuigen heeft gemaakt en de kerfsporen op de dierenbotten heeft achtergelaten.
“Het vergt langdurig onderzoek en we doen stapje voor stapje,” zegt Zhang over het project. De analyse van het kaakbeen zelf leverde nog meer verrassingen op. De vorm van het bot wijst erop dat het niet om een Homo erectus gaat en ook niet om een Homo sapiens, waarvan resten op het hele vasteland van Azië worden gevonden. Zo was de vorm van de rij tanden niet langgerekt, zoals bij H. erectus. En de kaak heeft ook geen kin – een uniek kenmerk van de moderne mens. Het meest veelzeggende was de enorme omvang van de tanden, waarmee ze sterk doen denken aan de kiezen die in de Denisova-grot zijn gevonden.
“In mijn ogen klopt de verwachte morfologie heel goed,” zegt paleoantropoloog Bence Viola van de University of Toronto, expert op het gebied van de morfologie van de denisova-fossielen. “Het lijkt echt op wat we hadden gehoopt.”
Om de resultaten te bevestigen onttrokken de onderzoekers DNA aan het kaakbeen. Toen bij de analyse ervan bleek dat het oeroude DNA te veel was beschadigd, namen de wetenschappers hun toevlucht tot een duurzamer maar minder gevoelig moleculair instrumentarium: proteïnen die door het DNA zijn gecodeerd.
De onderzoekers onttrokken proteïnen aan zowel het eigenlijke kaakbeen als aan het tandbeen in de tanden. Vervolgens gebruikten ze een enzym om de proteïnen in afzonderlijke stukjes op te breken, zodat ze de bouwstenen die door het DNA waren gecodeerd, konden identificeren: de aminozuren. In het algemeen leken de proteïnen uit het tandbeen veel meer verwant te zijn aan die van denisovanen uit de Altaj dan aan neanderthalers of moderne mensen, zegt Frido Welker van de Universiteit van Kopenhagen, een specialist op het gebied van proteïnen van vroege mensachtigen en degene die dit deel van het onderzoek leidde.
“Ik vind het geweldig hoe we de doden kunnen laten spreken met behulp van de meest geavanceerde technieken,” zegt Martinón-Torres, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken. “De paleogenetica is een omwenteling in de paleoantropologie geweest, en nu is de proteomica – de studie van proteïnen – een nieuwe baanbrekende techniek die ongekende dimensies van kennis opent.”
De geest van Denisova
Maar er zijn grenzen aan wat proteïnen ons kunnen vertellen. De denisovamensen vertoonden een verbluffende mate van diversiteit. Uit een onderzoek dat eerder dit jaar werd gepubliceerd, komt naar voren dat ‘de denisovamens’ weleens uit drie verschillende genetische afstammingslijnen zou kunnen bestaan, waarvan er één bijna net zoveel verschilt van andere denisovanen als van neanderthalers. Maar door de overeenkomsten tussen proteïnen uit verschillende groepen en verschillende generaties is het erg moeilijk om precies te kunnen vaststellen tot welke van deze drie denisova-lijnen de eigenaar van het kaakbeen behoorde. Mogelijk wijst de Xiahe-kaak zelfs op weer een andere zustergroep.
“Het kaakbeen zal op een of andere manier in dit verhaal moeten passen,” zegt Welker.
Het fascinerende verband dat door deze kaak wordt gelegd tussen een groep mensen van wie aanvankelijk werd gedacht dat ze op relatief geringe hoogte leefde en de raadselachtige rol in het aanpassingsvermogen van moderne mensen die op grote hoogte leven, blijft vooralsnog onduidelijk, zegt Emilia Huerta-Sanchez, bevolkingsgeneticus aan de Brown University en hoofdauteur van een onderzoek uit 2014 in Nature waarin dat genetische verband voor het eerst werd vastgesteld.
“Ik ben het met de auteurs eens dat deze groep mensachtigen zich kan hebben aangepast aan een leven op grote hoogte,” zegt zij. “Maar ik denk niet dat we het zeker weten.”
Huerta-Sanchez legt uit dat de genetische veranderingen die moderne Tibetanen hebben geholpen bij het overleven in milieus met een laag zuurstofgehalte, geen deel uitmaken van een sequentie in het genoom dat proteïnen codeert, maar dat ze in plaats daarvan controleren hoeveel van een bepaald proteïne wordt aangemaakt. Hoewel het kaakbeen werd gevonden op een plek met ijle lucht, kunnen wetenschappers zonder het DNA zelf niet met zekerheid zeggen of de eigenaar van het kaakbeen was aangepast voor een leven op grote hoogte.
“Maar ik zou willen dat het inderdaad het geval zou zijn,” zegt Huerta-Sanchez verlangend.
Spannende toekomst
Hoewel er dus nog veel puzzelstukjes ontbreken, zijn wetenschappers opgetogen over andere aanwijzingen die het kaakbeen zou kunnen bevatten en die meer inzicht kunnen bieden in de menselijke evolutie in Azië. Zo zou het fossiel gebruikt kunnen worden om andere denisovamensen te identificeren binnen de groeiende groep fossielen van Aziatische mensachtigen die niet goed aansluiten op de bekende takken van de steeds warriger stamboom van de vroege mens, aldus Martinón-Torres, die uitgebreid onderzoek heeft gedaan naar Aziatische fossielen. Zo doet een kies met drie wortels uit de Xiahe-kaak denken aan een kies in een eerder beschreven kaak die bekendstaat als ‘Penghu 1’, wat erop wijst dat deze eveneens van een Denisovamens afkomstig zou kunnen zijn.
Het onderzoek heeft bij wetenschappers ook grote nieuwsgierigheid gewekt naar mogelijk andere vondsten op grote hoogte. “Het hooggebergte van Azië is eigenlijk totaal onbekend,” zegt Viola. “Men nam over het algemeen aan dat daar niemand woonde.”
Viola doet onderzoek naar een van de weinige vindplaatsen op aanzienlijke hoogte waar de aanwezigheid van onbekende mensachtigen is aangetoond: de Sel’ungur-grot in Kirgizië, die op een hoogte van 1900 meter ligt. Hij en zijn medewerkers namen altijd aan dat de beenderen uit deze grot afkomstig waren van neanderthalers, maar door de nieuwe studie ziet hij nieuwe scenario’s opdoemen.
“Misschien waren het wel denisovamensen,” vraag hij zich af.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
