Gdy w 2010 roku ogłoszono sekwencjonowanie genomu neandertalczyka, świat nauki stanął u progu rewolucji. Kilka lat później, dzięki analizie maleńkiego fragmentu kości z Syberii, odkryto Denisowian – zupełnie nowy gatunek człowieka, którego istnienia nikt wcześniej nie podejrzewał. Od tamtej pory pytanie powraca jak echo: czy uda się odzyskać DNA Homo erectus, jednego z naszych najstarszych przodków, który przez niemal dwa miliony lat zamieszkiwał trzy kontynenty?
Choć technologia paleogenetyki rozwinęła się błyskawicznie, w przypadku Homo erectus naukowcy wciąż napotykają mur – a raczej ścianę tropikalnego ciepła, czasu i chemii.
Granice biologii: dlaczego DNA Homo erectus nie przetrwało
DNA to niezwykle delikatna cząsteczka. Po śmierci organizmu zaczyna się rozkładać pod wpływem wody, tlenu i mikroorganizmów. W sprzyjających warunkach, np. w wiecznej zmarzlinie, potrafi przetrwać do miliona lat – ale tylko w temperaturach poniżej zera.
Homo erectus żył natomiast głównie w ciepłych, wilgotnych regionach Afryki, Azji Południowo-Wschodniej i Bliskiego Wschodu. Tam degradacja DNA przebiega tysiące razy szybciej. Nawet jeśli szczątki zachowały się jako skamieniałości, to proces fosylizacji zastąpił biologiczne tkanki minerałami, co całkowicie zniszczyło wszelkie ślady materiału genetycznego.
Dlatego choć z młodszych od Homo erectus gatunków udało się uzyskać DNA (np. z Neandertalczyków, Denisowian czy Homo sapiens z jaskini Zlatý kůň), żaden z ponad 40 znanych okazów Homo erectus nie dostarczył jak dotąd nawet pojedynczej cząsteczki DNA.
Najważniejsze próby i stanowiska, z których próbowano wydobyć DNA
Nadzieję budziły stanowiska, gdzie szczątki Homo erectus zachowały się wyjątkowo dobrze:
- Zhoukoudian (Chiny) – słynny „Człowiek Pekiński”, odkryty w latach 20. XX wieku. Niestety, większość oryginalnych kości zaginęła podczas II wojny światowej, a pozostałe okazy są całkowicie zmineralizowane.
- Trinil i Ngandong (Indonezja) – tu odkryto najpóźniejsze znane populacje Homo erectus (ok. 108–117 tys. lat). Próby ekstrakcji DNA nie powiodły się, mimo zachowanego szkliwa i fragmentów kości.
- Koobi Fora (Kenia) i Dmanisi (Gruzja) – stanowiska, które ukazują wczesne etapy ekspansji Homo erectus, jednak klimat i wiek (ponad 1,5 mln lat) nie pozostawiły żadnych szans na zachowanie materiału genetycznego.
Licencja: CC BY-SA 2.5 / CC BY-SA 4.0.
Paleoproteomika – białka zamiast DNA
Skoro nie udało się odzyskać DNA Homo erectus, naukowcy zwrócili się ku paleoproteomice – dziedzinie analizującej starożytne białka zachowane w szkliwie zębów lub w kolagenie kości.
Białka, w przeciwieństwie do DNA, mogą przetrwać nawet milion lat i dłużej.
W 2020 roku zespół Frido Welkera z Uniwersytetu w Kopenhadze opublikował przełomowe badanie: zsekwencjonowano proteom Homo antecessor z Atapuerca (Hiszpania, ~800 tys. lat).
To odkrycie pokazało, że analiza białek może ujawnić pokrewieństwo między gatunkami Homo nawet tam, gdzie DNA już nie istnieje.
Dzięki podobnym metodom w przyszłości możliwe będzie odczytanie fragmentów proteomu Homo erectus – jeśli znajdzie się dobrze zachowany ząb z chłodnego klimatu.
Na razie jednak wszystkie próby (m.in. w laboratoriach w Lipsku, Pekinie i Tokio) kończyły się negatywnymi wynikami – brak sygnału białkowego.
Co wiemy o miejscu Homo erectus w drzewie ewolucyjnym
Mimo braku DNA, genomika porównawcza pozwala odtworzyć przybliżoną pozycję Homo erectus wśród naszych przodków.
Analizy genetyczne Neandertalczyków, Denisowian i współczesnych ludzi wskazują, że:
- wspólny przodek tych trzech gatunków żył około 700–800 tysięcy lat temu,
- linia prowadząca do Homo erectus oddzieliła się wcześniej, prawdopodobnie 1,2–1,5 mln lat temu,
- Homo erectus stanowił więc bazalną, wczesną gałąź rodzaju Homo, z której wyewoluował Homo heidelbergensis – przodek Neandertalczyków i Denisowian.
Niektóre cechy morfologiczne sugerują, że różne populacje Homo erectus mogły ewoluować niezależnie – np. afrykańska, gruzińska i jawajska.
W praktyce oznacza to, że „Homo erectus” mógł obejmować kilka odrębnych linii, które nigdy nie zostawiły wspólnego genomu.
Czy możliwa jest pośrednia rekonstrukcja DNA Homo erectus?
Nie mając bezpośrednich próbek, naukowcy próbują odtworzyć hipotetyczny genom Homo erectus pośrednio, poprzez porównanie znanych sekwencji Neandertalczyków, Denisowian i ludzi współczesnych.
Tego typu rekonstrukcje filogenetyczne pozwalają przewidywać, jak wyglądały konkretne geny u wspólnego przodka – np. geny związane z rozwojem mózgu, pigmentacją czy metabolizmem.
Na tej podstawie przypuszcza się, że Homo erectus:
- posiadał gen FOXP2 (związany z rozwojem mowy i zdolności językowych) w wersji podobnej do ludzkiej,
- miał prawdopodobnie ciemną skórę i włosy,
- a jego populacje w Azji mogły posiadać inne warianty genów adaptacyjnych (np. do ciepłego klimatu).
Choć to tylko modele, stanowią fascynujące przybliżenie tego, jak mogło wyglądać „utracone DNA” Homo erectus.
Gdzie szukać dalej?
Przyszłość badań nad DNA Homo erectus zależy od dwóch rzeczy: odkrycia nowych szczątków i postępu technologicznego.
- Nowe stanowiska – istnieje szansa, że w chłodniejszych rejonach (np. Azja Środkowa, Kaukaz, północne Chiny) zachowały się lepiej zakonserwowane szczątki.
- Nowe metody – rozwijane są technologie odczytywania tzw. ultrasfragmentów DNA, które przetrwały w minerałach.
W 2024 roku udało się np. wykryć mikrofragmenty DNA bakterii sprzed 2 milionów lat w osadach z Grenlandii – co daje nadzieję, że pewnego dnia podobny sukces będzie możliwy w przypadku Homo erectus.
Homo erectus – gatunek, który rozpoczął ludzką ekspansję
Mimo że nie mamy jego DNA, Homo erectus pozostaje jednym z najlepiej poznanych hominidów pod względem morfologii i zachowań.
Był pierwszym, który:
- opanował ogień,
- wytwarzał złożone narzędzia (kultura aszelska),
- i opuścił Afrykę, docierając aż do Azji Południowo-Wschodniej.
Bez Homo erectus nie byłoby Neandertalczyków, Denisowian ani nas samych.
Jego geny – choć nieuchwytne w laboratorium – trwają w naszej historii ewolucyjnej jako niewidoczny, ale fundamentalny fundament człowieczeństwa.
Zakończenie
Czy kiedykolwiek uda się odzyskać DNA Homo erectus?
Być może – ale jeśli tak, stanie się to nie dzięki szczęśliwemu trafowi, lecz dzięki przełomowi w biotechnologii.
Nawet jeśli nigdy nie poznamy jego genomu, Homo erectus wciąż mówi do nas poprzez kamień, popiół i kształt czaszki.
Nasze własne DNA to opowieść, która zaczęła się znacznie wcześniej, niż umiemy ją odczytać.
Bibliografia
- Antón, S. C. (2012). Early Homo Evolution: The Story of Homo erectus. Evolution: Education and Outreach, 5(4), 501–517.
- Demarchi, B. et al. (2016). Protein sequences bound to mineral surfaces persist into deep time. eLife, 5, e17092.
- Kuhlwilm, M., & Boeckx, C. (2019). A catalog of single nucleotide changes distinguishing modern humans from archaic hominins. Scientific Reports, 9, 8463.
- Pääbo, S. (2022). Neanderthal Man: In Search of Lost Genomes. Basic Books.
- Welker, F. et al. (2020). The dental proteome of Homo antecessor. Nature, 580, 235–238.
- Zanolli, C. et al. (2019). Homo erectus at Ngandong and Sambungmacan, Java, Indonesia. Nature Communications, 10, 4387.
- Zeng, W. et al. (2023). Advances in ancient protein analysis for human evolution studies. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 24, 111–132.
