Fosil Jari di Gua Siberian Menghasilkan Genom dari Kerabat Manusia yg Belum Diketahui

Kamis, 23 Desember 2010 - Satu kelompok manusia kemudian datang dalam kontak dengan Denisovan, meninggalkan jejak DNA Denisovan dalam genom manusia yang menetap di Melanesia.

---

Sepotong tulang jari berusia 30.000 tahun ditemukan di sebuah gua di Siberia selatan, berasal dari seorang gadis muda yang bukan merupakan manusia modern awal ataupun Neanderthal, tetapi milik kelompok keluarga manusia yang sebelumnya tidak diketahui, yang mungkin telah tinggal di sebagian besar Asia pada zaman Pleistosen akhir. Meskipun bukti fosil hanya terdiri dari satu fragmen tulang dan gigi, DNA yang diekstraksi dari tulangnya telah menghasilkan draft urutan genom, memungkinkan para ilmuwan mencapai beberapa kesimpulan yang mengejutkan tentang cabang punah dari pohon keluarga manusia ini, yang disebut “Denisovan”, nama gua di mana fosil ini ditemukan.
Temuan ini dilaporkan dalam Nature edisi 23 Desember oleh tim ilmuwan internasional, termasuk banyak dari para peneliti yang awal tahun ini mempublikasikan genom Neanderthal. Rekan penulis, Richard Green, dari Universitas California, Santa Cruz, memainkan peran utama dalam analisis data sekuens genom, di mana portalnya khusus dirancang di UCSC Genome Browser. Tim ini dipimpin Svante Paabo dari Institut Max Planck untuk Antropologi Evolusioner di Leipzig, Jerman.
Perbandingan dengan Neanderthal
Dengan membandingkan urutan genom Denisovan dengan genom manusia Neanderthal dan manusia modern, para peneliti menentukan bahwa Denisovan merupakan kelompok saudara Neanderthal, turun dari populasi leluhur yang sama, yang telah terpisah sebelumnya dari nenek moyang manusia masa kini. Studi ini juga menemukan bukti mengejutkan dari sekuen gen Denisovan di Melanesia modern, menunjukkan bahwa terdapat kawin campur antara Denisovan dan nenek moyang Melanesia, seperti halnya Neanderthal tampaknya pernah kawin dengan nenek moyang semua non-Afrika modern.
“Cerita ini sekarang sedikit lebih rumit,” kata Green, asisten profesor teknik biomolekuler di Sekolah Teknik Baskin, UC Santa Cruz. “Daripada kisah bersih yang kami gunakan untuk menilik manusia modern bermigrasi keluar dari Afrika dan menggantikan Neanderthal, sekarang kami melihat garis-garis cerita yang sangat terjalin ini dengan lebih banyak pemain dan dengan lebih banyak interaksi daripada yang kami ketahui sebelumnya.”
Denisovan tampaknya sangat berbeda, baik secara genetik maupun morfologi, dari Neanderthal dan manusia modern. Gigi yang ditemukan dalam gua yang sama seperti tulang jari menunjukkan morfologi yang berbeda dari Neanderthal dan manusia modern dan menyerupai nenek moyang manusia yang jauh lebih tua, seperti Homo habilis dan Homo erectus. Analisis DNA menunjukkan bahwa gigi dan tulang jarinya berasal dari individu yang berbeda dalam populasi yang sama.

Penggalian di dalam Galeri Timur gua Denisova di mana arkeolog menemukan bagian tulang jari pada tahun 2008. (Kredit: Institut Max Planck untuk Antropologi Evolusi)

Ditemukan di Gua Siberian
Tulang jari ini ditemukan pada tahun 2008 oleh ilmuwan Rusia di Gua Denisova, sebuah situs arkeologi di Siberia selatan. Paabo, yang pernah bekerja dengan para ilmuwan Rusia sebelumnya, mengerjakan tulang ini untuk penelitiannya pada DNA purba. Di Leipzig, peneliti mengambil DNA dari tulang ini dan mengurutkan genom mitokondria, urutan DNA yang lebih kecil yang terpisah dari DNA kromosom dan lebih mudah diperoleh dari sampel purba. Hasilnya yang dipublikasikan awal tahun ini, menunjukkan perbedaan yang mengejutkan dari genom mitokondria manusia Neanderthal dan manusia modern, dan tim riset dengan cepat mulai bekerja untuk urutan genom inti.

Fosil tulang ini (bukan fosil Denisova) sedang disiapkan untuk ekstraksi DNA. (Kredit: Institut Max Planck)

“Ini sungguh kebetulan bahwa penemuan ini datang dengan cepat pada tumit dari genom Neanderthal, karena kami sudah mengumpulkan tim dan siap untuk melakukan analisis lain yang sama,” kata Green. “Ini merupakan contoh yang sangat terawetkan dengan baik, jadi sungguh menyenangkan bekerja dengan data yang bagus ini. Kami tidak tahu alasannya mengapa, tetapi ini hampir ajaib bagaimana DNA-nya telah terawetkan dengan baik.”
Hubungan antara Denisovan dan Melanesia masa sekarang merupakan temuan yang tak terduga, katanya. Analisis komparatif, yang termasuk juga urutan genom individu dari New Guinea dan Pulau Bougainville, menunjukkan bahwa materi genetik yang berasal dari Denisovan mencapai hingga sekitar 4 sampai 6 persen genom dari setidaknya beberapa populasi Melanesia. Fakta bahwa Denisovan ditemukan di Siberia selatan tetapi mengkontribusikan bahan genetik untuk populasi manusia modern di Asia Tenggara menunjukkan bahwa populasi mereka mungkin telah meluas di Asia selama Pleistosen akhir, kata David Reich dari Harvard Medical School, yang memimpin analisis genetik populasi.
Tidak jelas mengapa bukti fosil sudah tidak lagi mengungkapkan adanya kelompok kerabat manusia purba ini. Namun Green mencatat bahwa tulang jari awalnya dianggap dari manusia modern awal, dan gigi ini menyerupai gigi dari nenek moyang manusia purba lain. “Bisa jadi contoh lain adalah kesalahan klasifikasi,” katanya. “Tapi sekarang, dengan menganalisis DNA, kami bisa mengatakan lebih pasti tentang mereka. Secara teknis semakin mudah untuk melakukan hal ini, dan ini merupakan cara baru yang besar untuk mengekstrak informasi dari fosil.”
Gambaran Kompleks Evolusi
Dalam genom Neanderthal dan Denisovan, gambaran baru, yang lebih kompleks, muncul dari sejarah evolusi manusia modern dan kerabat punah kita. Menurut Green, ada kemungkinan kelompok leluhur yang meninggalkan Afrika antara 300.000 dan 400.000 tahun yang lalu dan cepat menyimpang, dengan satu cabang menjadi Neanderthal, menyebar ke Eropa dan cabang lainnya bergerak ke timur dan menjadi Denisovan. Ketika manusia modern meninggalkan Afrika sekitar 70.000 hingga 80.000 tahun yang lalu, mereka pertama kali bertemu Neanderthal, interaksi yang meninggalkan jejak DNA Neanderthal tersebar melalui genom semua non-Afrika. Satu kelompok manusia kemudian datang dalam kontak dengan Denisovan, meninggalkan jejak DNA Denisovan dalam genom manusia yang menetap di Melanesia.

Pengurutan dan analisis bahan genetik diekstrak dari Neanderthal di gua Vindija di Kroasia, menunjukkan bahwa non-Afrika modern - Han China, Perancis Eropa dan Papua New Guinea - telah mewarisi 1-4 persen gen mereka dari Neanderthal, mungkin karena perkawinan silang yang terjadi dalam populasi nenek moyang dari semua non-Afrika di Levant atau di Afrika utara. Sekarang, para ilmuwan juga menemukan bahwa Denisovan memberi kontribusi 4-6 persen bahan genetik mereka ke genom New Guinean saat ini, sehingga mengidentifikasi peristiwa aliran gen kedua. (Kredit: David Reich, Harvard Medical School)

“Studi ini mengisi beberapa rincian, tapi kami ingin tahu lebih banyak tentang Denisovan dan interaksi mereka dengan populasi manusia,” kata Green. “Dan Anda pastinya bertanya-tanya apakah ada populasi lain yang masih harus ditemukan. Apakah ada pemain keempat dalam cerita ini?”
28 rekan penulis makalah ini mencakup para ilmuwan dari Jerman, Spanyol, Cina, Rusia, Kanada, dan Amerika Serikat. Reich dan Green adalah di antara tujuh rekan penulis yang memberi kontribusi yang sama untuk pekerjaan ini. Penelitian ini didukung oleh Max Planck Society, Yayasan Krekeler, US National Institutes of Health, dan US National Science Foundation.