Sejak ditemukan pada tahun 1990, La Sima de los Huesos, sebuah gua bawah tanah di Pegunungan Atapuerca, Spanyol Utara, telah menghasilkan lebih dari 6.000 fosil dari 28 leluhur manusia purba, menjadikannya situs paling signifikan di Eropa untuk studi tentang manusia purba. Namun terlepas dari analisis selama bertahun-tahun, usia tepatnya dan bahkan spesies yang dimiliki individu-individu ini diragukan.
Namun, sekarang, sekelompok ilmuwan internasional telah mengekstraksi dan mengurutkan DNA dari tulang paha fosil dari salah satu individu ini untuk pertama kalinya. Data yang dihasilkan — yang mewakili bahan genetik tertua yang pernah diurutkan dari hominin, atau leluhur manusia purba — akhirnya memberi kita gambaran tentang usia dan garis keturunan individu misterius ini, dan bukan itu yang diharapkan banyak ilmuwan.
Fosil tulang yang diuji, seorang femur, berumur sekitar 400.000 tahun. Tetapi kejutan besar adalah bahwa, meskipun para ilmuwan sebelumnya percaya bahwa fosil-fosil itu adalah milik Neanderthal karena penampilan anatomisnya, analisis DNA sebenarnya menunjukkan mereka lebih dekat dengan Denisovans, garis keturunan ketiga leluhur manusia yang baru-baru ini ditemukan yang hanya diketahui dari DNA. diisolasi dari beberapa fosil yang ditemukan di Siberia pada 2010. Temuan ini, yang diterbitkan hari ini di Nature, akan memaksa para antropolog untuk mempertimbangkan kembali bagaimana Denisovan, Neanderthal dan leluhur langsung manusia modern bersatu dalam pohon keluarga yang rumit.
Femur dari mana DNA diekstraksi untuk analisis. Foto oleh Javier Trueba, Film Ilmiah Madrid
Analisis ini dimungkinkan oleh kemajuan terbaru dalam metode untuk memulihkan fragmen DNA kuno yang dikembangkan di Institut Max Planck untuk Antropologi Evolusi di Jerman, yang sebelumnya digunakan untuk menganalisis DNA fosil beruang gua yang ditemukan di gua yang sama. "Ini tidak akan mungkin terjadi hanya dua tahun yang lalu, " kata Juan Luis Arsuaga, seorang ahli paleontologi di Universitas Madrid yang memimpin penggalian awal gua dan bekerja sama dalam studi baru. "Dan bahkan dengan metode baru ini, kita masih tidak mengharapkan tulang-tulang ini untuk memelihara DNA, karena mereka begitu tua — sepuluh kali lebih tua dari beberapa Neanderthal tertua yang darinya kita telah mengambil DNA."
Setelah mengekstraksi dua gram tulang yang dihancurkan dari tulang paha, sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Matthias Meyer mengisolasi DNA mitokondria (mtDNA), kumpulan materi genetik yang berbeda dari DNA dalam kromosom yang terletak di inti sel kita. Alih-alih, mtDNA ini hidup dalam mitokondria sel kita — organel mikroskopis yang bertanggung jawab untuk respirasi sel — dan panjangnya jauh lebih pendek daripada DNA nuklir.
Ada kekhasan lain dari mtDNA yang menjadikannya sangat berharga sebagai sarana mempelajari evolusi manusia purba: Tidak seperti DNA nuklir Anda, yang merupakan campuran DNA dari kedua orang tua Anda, mtDNA Anda hanya berasal dari ibu Anda, karena sebagian besar sperma mitokondria ditemukan di ekornya, yang keluar setelah fertilisasi. Akibatnya, mtDNA hampir identik dari generasi ke generasi, dan sejumlah kecil urutan mtDNA (disebut haplogroups) telah diamati pada manusia modern dan leluhur manusia purba. Tidak seperti karakteristik anatomi dan DNA inti, yang dapat bervariasi dalam suatu kelompok dan membuatnya sulit untuk secara percaya membedakan satu dari yang lain, mtDNA umumnya konsisten, sehingga lebih mudah untuk menghubungkan spesimen tertentu dengan garis keturunan.
Itulah sebabnya, ketika para peneliti membandingkan mtDNA femur dengan sampel yang diurutkan sebelumnya dari Neanderthal, dari tulang jari dan gigi Denisovan yang ditemukan di Siberia dan dari banyak manusia modern yang berbeda, mereka menemukan itu sangat mengejutkan sehingga lebih mirip dengan Denisovan. "Ini benar-benar tidak terduga, " kata Arsuaga. "Kami harus berpikir sangat keras untuk membuat beberapa skenario yang berpotensi menjelaskan hal ini."
Para antropolog sudah tahu bahwa ketiga silsilah (manusia, Neanderthal dan Denisovan) memiliki nenek moyang yang sama, tetapi jauh dari jelas bagaimana ketiga kelompok itu bersatu, dan gambar tersebut semakin dikaburkan oleh fakta bahwa kawin silang mungkin terjadi di antara mereka setelah mereka menyimpang. Dengan membantu, membandingkan mtDNA femur dengan sampel manusia Neanderthal, Denisovan dan modern memungkinkan para peneliti untuk memperkirakan usianya — berdasarkan tingkat mutasi mtDNA yang diketahui, usia sampel lain yang diketahui sebelumnya, dan tingkat perbedaan di antara mereka — yang mengarah ke angka 400.000 tahun.
Untuk menjelaskan bagaimana seorang individu yang tampak Neanderthal dapat memiliki Denisovan mtDNA selama periode waktu ini, para ilmuwan menyajikan beberapa skenario hipotetis yang berbeda. Sebagai contoh, ada kemungkinan bahwa fosil tersebut berasal dari garis keturunan yang berfungsi sebagai nenek moyang Neanderthal dan Denisovans, atau lebih mungkin, fosil yang muncul setelah pemisahan antara kedua kelompok (diperkirakan sekitar 1 juta tahun yang lalu) dan terkait erat dengan yang terakhir tetapi tidak yang pertama. Ini juga kemungkinan bahwa tulang paha itu milik kelompok ketiga yang berbeda, dan bahwa kemiripannya dengan Denisovan mtDNA dijelaskan oleh kawin silang dengan Denisovans atau keberadaan garis keturunan hominin lain yang dibiakkan dengan Denisova dan La Sima de los Huesos populasi dan memperkenalkan mtDNA yang sama untuk kedua kelompok.
Jika ini kedengarannya seperti silsilah keluarga yang rumit bagi Anda, Anda tidak sendirian. Analisis ini, bersama dengan pekerjaan sebelumnya, menambah misteri lebih lanjut ke situasi yang sudah membingungkan. Pengujian awal pada tulang jari Denisovan yang ditemukan di Siberia, misalnya, menemukan bahwa ia berbagi mtDNA dengan manusia modern yang hidup di New Guinea, tetapi di tempat lain. Sementara itu, sebelumnya diperkirakan bahwa Neanderthal telah menetap di Eropa dan Denisovans lebih jauh ke timur, di sisi lain Pegunungan Ural. Analisis baru mempersulit gagasan itu.
Untuk saat ini, para peneliti percaya skenario yang paling masuk akal (diilustrasikan di bawah) adalah tulang paha milik garis keturunan yang berpisah dari Denisovans beberapa saat setelah mereka menyimpang dari leluhur bersama Neanderthal dan manusia modern. Tapi mungkin kesimpulan paling menarik untuk keluar dari karya ini adalah bahwa itu membuktikan bahwa materi genetik dapat bertahan setidaknya 400.000 tahun, dan dapat dianalisis bahkan setelah jumlah degradasi itu. Berbekal pengetahuan dan teknik-teknik baru ini, para antropolog sekarang dapat mencoba mensurvei banyak spesimen purba lainnya dengan harapan dapat lebih memahami pohon keluarga kita.
Gambar melalui Nature / Meyer et. Al.
