Praca „First multi-individual Neanderthal mitogenomes from north of the Carpathians” przynosi pierwszą tak szczegółową charakterystykę genetyczną wieloosobniczej grupy neandertalczyków z tej części Europy. Badania wykazały, że zęby odnalezione w jaskini Stajnia należały do co najmniej siedmiu, a być może nawet dziewięciu osobników żyjących w okresie pomiędzy120-92 tys. lat temu. To najstarszy tak dobrze rozpoznany genetycznie i antropologicznie  zespół kopalnych szczątków przedstawicieli Homo neanderthalensis w Europie Środkowej.

Odkrycie to ma znaczenie wykraczające poza opis pojedynczego stanowiska archeologicznego. Analiza mitochondrialnego DNA pokazała, że osobnicy ze Stajni należeli do linii genetycznej znanej również z innych części Eurazji, m.in. z południowo-wschodniej Francji, Półwyspu Iberyjskiego i Kaukazu. Wyniki wskazują więc, że linia ta była szeroko rozpowszechniona w epoce wielkich zlodowaceń, a obszar dzisiejszej Polski mógł stanowić ważną część  mapy neandertalskich migracji i powiązań populacyjnych.

Zęby, które opowiedziały historię.

– Badania objęły dziewięć zębów odkrytych w jaskini Stajnia, obecnie najważniejszym stanowisku paleolitycznym  w tej części Europy – tłumaczy współautor publikacji dr Paweł Dąbrowski, antropolog i anatom z Zakładu Anatomii Prawidłowej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, który wraz z innymi  badaczami w międzynarodowym  zespole naukowym zajmował się opisem cech taksonomicznych zachowanych zębów. – Z ośmiu próbek udało się uzyskać pełne lub niemal pełne genomy mitochondrialne, czyli materiał genetyczny dziedziczony w linii matczynej. Dzięki temu ustalono zarówno minimalną liczbę osobników reprezentowanych przez szczątki, a w trzech przypadkach bliskie związki genetyczne pomiędzy nimi. W grupie były zarówno osoby dorosłe, jak i dzieci oraz – jak powiedzielibyśmy dziś – nastolatkowie. Warto tu wspomnieć, że w ocenie wieku biologicznego trzeba uwzględnić inne tempo rozwoju neandertalczyków. W stosunku do Homo sapiens rozwijali się oni szybciej, a więc był to gatunek o strategii szybkiego dojrzewania i szybkiej wymiany pokoleń. Wynikało to w dużej mierze z trudnych warunków, w jakich niewątpliwie żyli neandertalczycy. Musieli szybciej się usamodzielniać, żeby przetrwać.

Dr Paweł Dąbrowski zastrzega, że biologicznych „właścicieli” zbadanych próbek nie można traktować jako rodziny w dzisiejszym rozumieniu tego pojęcia, mimo rozprzestrzenienia ich w osadach jednej warstwy.  Lepszym określeniem w odniesieniu do tej grupy byłby raczej „klan”. Jednocześnie trzy próbki miały identyczne mitochondrialne DNA, co może oznaczać wspólne pochodzenie w linii matczynej i możliwe bliskie pokrewieństwo między częścią osobników.

Autorzy badań podkreślają jednak, że mitochondrialne DNA pokazuje tylko fragment historii populacyjnej. Dlatego wyniki interpretowano w zestawieniu z innymi danymi: archeologicznymi  i  paleontologicznymi. Ważnym elementem pracy było uporządkowanie chronologii materiału ze Stajni. Nie było to proste, ponieważ osady jaskiniowe zostały zaburzone przez procesy naturalne, w tym przemieszczenia warstw i oddziaływanie warunków klimatycznych. Dlatego autorzy  połączyli analizę morfologiczną zębów, datowanie radiowęglowe oraz sekwencjonowanie DNA. Takie interdyscyplinarne podejście pozwoliło lepiej określić wiek szczątków, liczbę osobników oraz ich przynależność taksonomiczną.  Potwierdzono, że wszystkie próbki pochodzą sprzed około 120–92 tys. lat, czyli z okresu ważnego dla historii neandertalczyków w Europie. W naukach o przeszłości Ziemi ten przedział zalicza się do tzw. MIS 5, jednego z morskich stadiów izotopowych używanych do opisu zmian klimatu w plejstocenie (nazwa pochodzi z badań obecności w szkieletach mikroorganizmów morskich z dennych osadów izotopów tlenu), w tym przypadku oznacza ono schyłek środkowego i początek późnego plejstocenu.

Ciekawe jest także samo miejsce, w którym odkryto tak wiele szczątków

– Jaskinia Stajnia jest pod tym względem ewenementem, bo dotychczas znajdowano tylko pojedyncze zęby neandertalczyków – podkreśla dr Paweł Dąbrowski. – Zagadką pozostaje, jaką pełniła funkcję w ówczesnym ekosystemie. Czy był to rodzaj przejściowego obozowiska, np. schroniska, w którym z jakichś powodów się spotykali? Ukształtowanie terenu wskazuje, że mógł to być doskonały punkt obserwacyjny przemieszczających się zwierząt, więc być może chodziło o całą strategię polowania. Jaskinia byłaby według tej koncepcji czymś w rodzaju myśliwskiej ambony ówczesnych łowców. Kolejna zagadka dotyczy stanu zachowania szczątków neandertalskich. Nie wiemy jednak, dlaczego spośród różnych biologicznych szczątków znaleziono tam tylko zęby, ale nie odkryto  innych części szkieletu. Można założyć, że po prostu się nie zachowały ze względu na kwaśny charakter podłoża jaskiniowego i wilgoć. W warunkach fosylizacji, tylko szkliwo  koron zębowych w zasadzie ma szanse na przetrwanie bez możliwości jego remodelowania, stając się  najtrwalszym dowodem istnienia określonego osobnika. Prawdopodobna jest  także inna hipoteza. Można ją nazwać kulinarną. Jaskinia mogła być  schronieniem ówczesnych zwierząt- głównie drapieżników, stanowiąc swoiste miejsce mięsnej uczty. W taki przypadku nasi ewolucyjni krewni byliby na niej głównym daniem.  Zatem po przejściu przez układ pokarmowy drapieżnika, po neandertalczykach mogły pozostać jedynie niestrawione do końca zęby. Miejmy nadzieję, że dalsze badania, w tym traseologiczne i histochemiczne  pozwolą wyjaśnić kolejne zagadki z przeszłości.

Pożegnanie z mitem jaskiniowca

Dr Paweł Dąbrowski przy każdej okazji walczy ze stereotypem neandertalczyka jako prymitywnego „kuzyna” Homo sapiens, postrzeganego stereotypowo jako „gorszego” od naszego gatunku pod każdym względem. Co ciekawe, autorem tego krzywdzącego wizerunku jest wrocławski naukowiec: Hermann Klaatsch, profesor anatomii i antropologii na Uniwersytecie w Breslau, który w 1908 roku dokonał rekonstrukcji tzw. chłopca z Le Moustier. Na skutek wadliwych interpretacji i innych błędów badawczych powstał stereotyp topornego jaskiniowca o masywnej sylwetce, zgarbionej postawie, grubych wałach nadoczodołowych, a także niezbyt rozgarniętego, co wynikało z zastosowanych zasad dziewiętnastowiecznej frenologii.

– Niestety, ten stereotyp wciąż jest obecny w powszechnej świadomości, choć mamy coraz więcej dowodów na to, że jest on krzywdzący – ubolewa dr Paweł Dąbrowski. – W rzeczywistości neandertalczycy byli bardzo sprawni, silni, potrafili szybko biegać – choć w przeciwieństwie do Homo sapiens, raczej  na krótkich dystansach, co było przydatne podczas polowania na duże zwierzęta. Specjalizowali się w produkcji broni łowieckiej  przeznaczonej do bezpośredniego ataku - specyficznych dzid do śmiertelnego kłucia i nadziewania ciał dużych zwierząt. Umieli też wykonywać zabiegi medyczne, m.in. zachowały się ślady nieprzypadkowych amputacji części kończyn, wygojonych miejsc złamań kości długich; nieobca im była opieka paliatywna –  zwłaszcza w przypadku schorzeń  narządu żucia, uniemożliwiających samodzielne spożywanie pokarmu. Jeden z badanych przez nas zębów z jaskini Stajnia nosił ślady celowego usunięcia- wybicia. Urazy korzenia i korony zębowej były niemalże identyczne z obserwowanymi na zębach trzonowych usuwanych „niewprawną” jeszcze ręką stomatologa. Pozbycie się tego zęba mogło wynikać z zaostrzających się zmian paradontopatycznych i towarzyszącej neuralgii.  Neandertalczycy charakteryzowali się  też złożonymi relacjami społecznymi  i kulturowymi. Potrafili komunikować się  drogą werbalną, na co wskazują dowody anatomiczne związane z budową kości gnykowej, stawu skroniowo-żuchwowego oraz podstawy czaszki. Prawdopodobnie rozwinięty aparat krtaniowy, zbliżony budową do „sapiętnego” wskazuje na zdolność do artykulacji. Choć technicznie był bardziej przystosowany do wymawiania samogłosek niż spółgłosek.

Jednocześnie dowody na działalność artystyczną neandertalczyków są niezwykle rzadkie. Być może jednak nie ozdabiali swoich jaskiń i rzadko wyrabiali „biżuterię”, bo nie mieli na taką aktywność czasu? Tryb życia, czas poświęcany na zdobycie pożywienia i związany z tym wysiłek, rozniecanie ognia, wytwarzanie narzędzi, opieka rodzinna, lecznictwo, rozród – to czynności, które wypełniały  czas aktywności dziennej. Jednocześnie ich ręce działały precyzyjne, o czym świadczy ukształtowanie kciuka i liczne wokół niego przyczepy mięśniowe, których już nie posiada człowiek współczesny. 

 

W genomie wielu współczesnych ludzi, zwłaszcza spoza Afryki, zachował się niewielki udział DNA neandertalskiego. Około 45 tysięcy lat temu doszło do trwałego kontaktu przedstawicieli obu gatunków na południu Europy lub nawet na Bliskim Wschodzie.  Neandertalczycy wchodzili z nami w bliskie relacje. Być może „produkcja” hybryd międzygatunkowych była strategią przetrwania pod koniec ostatniego zlodowacenia, odpowiedzią adaptacyjną  na zmieniające się warunki siedlisk,  zarówno z naszej, jak i z ich strony. To genetyczne dziedzictwo, rozpoznane przez  znakomitego genetyka ewolucyjnego Svante Pääbo z Instytutu Maxa Plancka w Lipsku wraz z zespołem, może mieć znaczenie m.in. dla cech związanych z odpornością, metabolizmem czy pigmentacją. To temu gatunkowi zawdzięczamy m.in. rozjaśnienie karnacji, niebieskie tęczówki, rudą barwę włosów, cechy rozwijające się przez tysiące lat po wymarciu neandertalczyka w Europie. Znacząco stłumiły  one nasze afrykańskie morfologiczne markery. Neandertalczycy odpowiadają też za insulinooporność i skłonność do cukrzycy typu II. Neandertalski gen  SLC16A11 wspierał u niego odkładanie  i transport lipidów  oraz szybką reakcję trzustki w warunkach głodu, poprzez wyrzut insuliny.

– Te cechy metaboliczne sprawdzały się u ruchliwego łowcy, nomady – w okresie niedoboru pożywienia – podkreśla dr Dąbrowski. –  Neandertalczyk najadał się na zapas, ale równie szybko zużywał te zapasy. U Homo sapiens w obecnych warunkach żywieniowych i przy trybie życia typu stułbia; taki metabolizm kompletnie się nie sprawdza. Tyjemy i chorujemy. To nasze przekleństwo. To także taka przestroga z głębokiej przeszłości:  jeśli chcesz przeżyć to ruszaj się jak twoi przodkowie. Związków genetycznych z tą wymarłą linią człowieka znamy coraz więcej, a wiele z nich zapewne wciąż czeka na dokładniejsze opisanie przez kolejnych specjalistów. Poznanie przeszłości jest niezwykle istotne, jeśli chcemy wiedzieć, kim jesteśmy i jaka jest nasza historia. Neandertalczycy są jej istotną częścią, a my, współcześni ludzie  stanowimy żywą spuściznę tamtych czasów.

Wśród autorów najnowszego badania szczątków z jaskini Stajnia znaleźli się naukowcy z wielu ośrodków, m.in. z Uniwersytetu Bolońskiego, Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka, Uniwersytetu Wrocławskiego, Uniwersytetu Śląskiego, Polskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu. Dr Paweł Dąbrowski z UMW jest jednym z autorów publikacji łączącej perspektywę paleoantropologii, archeologii, genetyki ewolucyjnej.

Wyniki opublikowane w „Current Biology” pokazują, jak wiele informacji można uzyskać z niewielkich fragmentów, szczątków pozostających w podłożu post mortem, jeśli zostaną przebadane z użyciem nowoczesnych metod. W przypadku materiału z jaskini Stajnia zęby pozwoliły nie tylko potwierdzić obecność neandertalczyków na terenach dzisiejszej Polski, lecz także odtworzyć fragment historii ich gatunku  na obszarze Europy Środkowej. Badania będą kontynuowane. Planowana jest m.in. dalsza analiza DNA, tym razem jądrowego. Pozwoli ona na bardziej szczegółowe ustalenia dotyczące płci i stopnia pokrewieństwa grupy neandertalczyków z polskiej jaskini.