Portret van een jong denisova-meisje, gebaseerd op een reconstructie van het skelet. Maayan Harel

Een eerste blik op hoe de ongrijpbare denisova-mens er uit gezien kan hebben

Momenteel wordt de aarde bevolkt door slechts één soort mens, Homo sapiens, maar 100.000 jaar geleden leefden er ook nog neanderthalers op aarde en denisova-mensen. Van de neanderthalers hebben we een vrij goed beeld, maar hoe de denisova's er uitzagen, was een volkomen raadsel. De reden daarvoor was eenvoudig: de hele verzameling stoffelijke resten van de denisova's bestaat uit drie tanden, een deel van een onderkaak en een beentje van de pink van een jonge vrouw, dat dan nog gedeeltelijk vernietigd is om er DNA uit te kunnen halen. Nu hebben Israëlische onderzoekers evenwel reconstructies gemaakt van onze mysterieuze verwanten op basis van de methyleringspatronen in hun DNA.

"Wij hebben de eerste reconstructie van de anatomie van het skelet van de denisova's gemaakt", zei professor Liran Carmel. "In vele opzichten leken denisova-mensen op neanderthalers, maar wat een aantal kenmerken betreft, leken ze op ons, en andere kenmerken kwamen dan weer alleen bij hen voor." Carmel is een geneticus en evolutionair bioloog aan de Hebrew University of Jeruzalem en een van de auteurs van de studie over de reconstructies. 

Alles bij elkaar identificeerden de onderzoekers 56 anatomische kenmerken die anders waren bij de denisova-mensen dan bij moderne mensen en/of neanderthalers.  34 van die kenmerken werden gevonden in de schedel: zo hadden de denisova's waarschijnlijk een bredere schedel dan moderne mensen en neanderthalers, en waarschijnlijk hadden ze ook langere tandbogen, de opeenvolging van tanden op de kaken.

Carmel, eerste auteur van de studie David Gokhman en hun collega's kwamen tot die conclusie door genetische gegevens te gebruiken om de anatomische kenmerken van de denisova-mensen te voorspellen. In plaats van te vertrouwen op DNA-sequenties, haalden ze anatomische informatie uit de patronen van de activiteit van de genen. Die patronen werden afgeleid uit epigenetische patronen, de patronen van de methylering doorheen het genoom. 

Methylering van DNA is een proces waarbij een methylgroep (CH3) wordt toegevoegd aan de DNA-molecule, meestal aan de base cytosine. Dat verandert de activiteit van genen zonder dat de onderliggende volgorde van de basen veranderd wordt en er dus ook niets aan de genen zelf verandert. Daarom wordt het epigenetisch genoemd, 'op de genen'.   

De onderzoekers zochten uit welke kenmerken van de denisova's verschilden van die van de neanderthalers en de moderne mensen. Cell 2019 Gokhman D. et al.

Chimpansees

De onderzoekers vergeleken eerst de methyleringspatronen van het DNA tussen de drie groepen van hominini, de moderne mens, neanderthaler en denisova, om gebieden in het genoom te vinden die op een andere manier gemethyleerd waren.

Vervolgens zochten ze naar aanwijzingen over wat die verschillen zouden kunnen betekenen voor anatomische kenmerken, en ze baseerden zich daarbij op wat er geweten is over aandoeningen bij de mens waarbij die zelfde genen niet werken. (Hominini zijn een groep van geslachten van de familie van de mensachtigen, waarvan naast de drie nog levende soorten, de chimpansees, de bonobo's en de moderne mens, ook een heel aantal uitgestorven mensachtigen deel uitmaken, onder meer de neanderthalers en de denisova-mensen.)  

"Door dit te doen, kunnen we een voorspelling krijgen over welke delen van het skelet beïnvloed worden door een verschillende regeling van elk gen, en in welke richting dat deel van het skelet zou veranderen - bijvoorbeeld een langer of een korter dijbeen", zei Gokhman. 

Om de methode te testen, pasten de onderzoekers ze eerst toe op twee soorten waarvan de anatomie bekend is: de neanderthaler en de chimpansee. Het bleek dat ruwweg 85 procent van de reconstructies van de kenmerken juist waren wat betreft het voorspellen van welke trekken afweken, en in welke richting ze afweken.

Door zich te concentreren op consensus-voorspellingen en de richting van de verandering, in plaats van te proberen precieze afmetingen te voorspellen, waren ze in staat om het eerste gereconstrueerde anatomische profiel voort te brengen van de grotendeels onbekende denisova-mens. 

Uit hun bevindingen blijkt dat de denisova's waarschijnlijk trekken met de neanderthalers deelden zoals een lang gezicht en een breed bekken. Er kwamen ook een aantal verschillen duidelijk naar voren, die eigen waren aan de denisova-mensen, zoals een grotere tandboog en een zijwaartse vergroting van de schedel, zo zeggen de onderzoekers. 

Een portret van een jonge denisova-vrouw, gebaseerd op de reconstructie van het skelet van de denisova-mens door de Israëlische en Catalaanse onderzoekers. Maayan Harel

Kaakbeen

Carmel merkt op dat terwijl hun studie werd nagelezen voor publicatie, er een andere studie verscheen die het eerste bevestigde kaakbeen van een denisova-mens beschreef.  

De onderzoekers waren zeer tevreden toen bleek dat het kaakbeen hun voorspellingen bevestigde. "Het kaakbeen werd beschreven, en we waren zeer opgewonden te zien hoe het overeenkwam. Het was een soort van onafhankelijke bevestiging van onze methode", zo zei professor Carmel aan de BBC.

De bevindingen van het team tonen dat de methylering van DNA gebruikt kan worden om anatomische kenmerken te reconstrueren, waaronder ook een aantal die niet bewaard blijven in fossielen. De benadering kan uiteindelijk een breed gamma van potentiële toepassingen kennen. 

"Het bestuderen van de anatomie van de denisova's kan ons iets leren over de aanpassingen van de mens, evolutionaire beperkingen, ontwikkeling, interacties tussen genen en de omgeving, en de dynamiek van ziekten", zei Carmel. "Op een meer algemeen niveau brengt deze studie ons dichter bij het vermogen om de anatomie van een individu af te leiden uit zijn DNA." 

De studie van Carmel, Gokhman en hun collega's van de Hebrew University of Jerusalem, de Te Aviv University, en verschillende Catalaanse instituten is gepubliceerd in Cell. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van Cell Press. 

Portret van een jong denisova-meisje, gebaseerd op de reconstructie van het skelet van de denisova-mens in de nieuwe studie. Maayan Harel
Een eerste poging om een portret te schilderen van een jonge denisova-vrouw op basis van de recente reconstructie. Maayan Harel