Ze leken een beetje op Neanderthalers en een beetje op ons, maar hadden ook unieke uiterlijke kenmerken.

Tienduizenden jaren geleden liepen op aarde behalve moderne mensen ook Neanderthalers en Denisovamensen rond. Van het uiterlijk van de Neanderthalers hebben we inmiddels een vrij goed beeld. Maar hoe de Denisovamensen eruit zagen, bleef in nevelen gehuld. Dat heeft alles te maken met het feit dat er tot op heden maar heel weinig resten van deze oude mensachtigen zijn teruggevonden; wetenschappers moeten het doen met een vingerkootje, drie tanden en een onderkaak. Niet direct een ideaal uitgangspunt voor het reconstrueren van het uiterlijk van de al lang uitgestorven Denisovamens.

DNA-methylatie
En toch zijn onderzoekers daar nu in geslaagd. Ze lieten zich daarbij niet zozeer leiden door de fossiele resten zelf, maar door het DNA dat hierin terug is gevonden. Ze richtten zich daarbij niet op de DNA-sequentie, maar op DNA-methylatie, een proces dat de genactiviteit reguleert (zie kader).


DNA-methylatie is een zogenoemd epigenetisch proces waarbij methylgroepen het DNA helpen reguleren of afstellen. Daarbij kun je je de methylgroepen voorstellen als een soort dimmers die aan het DNA worden toegevoegd, waardoor de genactiviteit op die plek in het DNA afneemt. De onderliggende DNA-sequentie blijft hierbij ongewijzigd.

De onderzoekers vergeleken de methyleringspatronen in het genoom van Denisovamensen met de methyleringspatronen in het genoom van moderne mensen en Neanderthalers. Ze zochten daarbij naar gebieden in het genoom waar de methyleringspatronen verschilden. Vervolgens gingen ze – afgaand op wat we weten over menselijke stoornissen waarbij dezelfde genen hun functie verliezen – na of die verschillen gevolgen hadden voor anatomische kenmerken. “Het is algemeen bekend dat veel fysiologische, morfologische en anatomische verschillen tussen nauw aan elkaar verwante groepen toegeschreven kunnen worden aan verschillen in genregulatie in plaats van verschillen in de DNA-sequentie,” legt onderzoeker Liran Carmel aan Scientias.nl uit. “Door deze aanpak konden we voorspellen welke delen van het skelet beïnvloed worden door verschillen in genactiviteit en in hoeverre dat deel van het skelet hierdoor verandert,” voegt onderzoeker David Gokhman toe.

De reconstructie
Het onderzoek resulteert in de allereerste reconstructie van het uiterlijk van de Denisovamens. “Denisovamensen leken in veel opzichten op Neanderthalers, maar als je kijkt naar andere uiterlijke kenmerken leken ze weer meer op ons en sommige kenmerken zijn juist weer uniek,” aldus Carmel. Samenvattend identificeerden de onderzoekers 56 anatomische kenmerken die we alleen bij Denisovamensen zien en niet bij Neanderthalers of moderne mensen. 34 ervan bevinden zich in de schedel. Zo is de schedel van de Denisovamensen bijvoorbeeld veel breder dan die van Neanderthalers of moderne mensen. Ook hadden ze een langere tandboog. Wat de Denisovamensen met Neanderthalers gemeen hebben is het langere gezicht en een breder bekken.

Zo moet een jonge Denisova-vrouw eruit hebben gezien. Afbeelding: Maayan Harel.

Betrouwbaarheid
Het is natuurlijk prachtig om te zien, zo’n reconstructie. Maar hoe betrouwbaar is deze nu? Het antwoord is eenvoudig: net zo betrouwbaar als de methode die de onderzoekers gebruikt hebben om tot de reconstructie te komen. En de betrouwbaarheid van die methode hebben de wetenschappers uitgebreid getoetst. Zo gebruikten ze de methyleringspatronen in het genoom om een reconstructie te maken van het uiterlijk van organismen waarvan de anatomie algemeen bekend is: Neanderthalers en chimpansees. Het wees uit dat methyleringspatronen een goed beeld kunnen geven van de uiterlijke kenmerken en de mate waarin deze van soort tot soort verschillen. “Onze methode is voor ongeveer 85% accuraat,” aldus Carmel.


Een reconstructie van het uiterlijk van een jonge Denisova-vrouw. Afbeelding: Maayan Harel.

Als klap op de vuurpijl kondigden onderzoekers kort nadat Carmel en collega’s hun paper hadden afgerond aan dat ze een onderkaak van een Denisovamens hadden ontdekt. Dat stelde Carmel en collega’s in staat om de onderkaak die ze op basis van de genactiviteit gereconstrueerd hadden te vergelijken met de echte onderkaak van een Denisovamens. De overeenkomsten zijn treffend. Het wijst er eveneens op dat de reconstructie behoorlijk accuraat is.

Implicaties
Het onderzoek vertelt ons in eerste instantie natuurlijk veel meer over de Denisovamensen. “Het onthult hun prominente anatomische kenmerken en de mate waarin ze van ons verschilden,” vertelt Carmel aan Scientias.nl. Maar daar blijft het niet bij. “De reconstructie kan ons meer vertellen over hoe mensachtige groepen evolueerden, welke genen leidden tot nieuwe morfologieën, maar ook nieuwe afwijkingen. En – omdat Denisova-DNA vandaag de dag nog te vinden is in mensen in het Pacifisch gebied, Australië en Oost-Azië – kan het ons vertellen hoe vermenging van moderne mensen en Denisovamensen ons beïnvloed heeft. We weten reeds dat Denisova-DNA de Tibetanen heeft geholpen om zich aan te passen aan een leven op grote hoogte en mogelijk heeft het ook Inuits geholpen om zich aan te passen aan een leven in het Arctisch gebied. Er valt ongetwijfeld nog veel meer te leren over hoe Denisovamensen ons beïnvloed hebben.”

Carmel verwacht bovendien dat de reconstructie de komende jaren verder kan worden aangescherpt. “Het belangrijkste is dat we van veel Denisovamensen en Neanderthalers DNA met een hoge kwaliteit verkrijgen. Zodra we over meer individuen kunnen beschikken, kunnen we onze reconstructie waarschijnlijk verder verbeteren.”