Research press release

進化:デニソワ洞窟に居住していたのは誰?

Nature

Evolution: The occupation of the Denisova Cave

ロシアのデニソワ洞窟では、デニソワ人がネアンデルタール人よりも前から居住していた可能性のあることを報告する論文が、今週、Nature に掲載される。今回の研究で、最終氷期にユーラシアに住んでいたヒト集団の理解を深める重要な考古学的遺跡であるデニソワ洞窟での居住に関する年表が明らかになった。

デニソワ洞窟で発見された化石から抽出された古DNAについて、これまでに実施された解析からは、この洞窟にネアンデルタール人、デニソワ人、両者の混血の子孫が居住していたことが明らかになっていた。しかし、遺骸化石の数が少ないため、居住の時期と順序は不明のままだった。今回、Elena Zavalaたちの研究チームは、この問題を解決するために、30万~2万年前の700点以上の堆積物試料を収集し、堆積物中の有機物(例えば、ヒトや動物の遺骸の微細な断片)に由来すると考えられるDNAを抽出した。これらの試料のうちの175点からヒト族のミトコンドリアDNAが回収された。25万~17万年前のものとされた旧石器時代の石器との関連性を有する最古のヒト族DNAはデニソワ人のDNAで、最古のネアンデルタール人のDNAは旧石器時代の終わり頃のものだった。

685点の堆積物試料からは動物のミトコンドリアDNAが検出され、さらなる状況が明らかになった。ヒト族のミトコンドリアDNAには複数回のターンオーバーが見られ、それに加えて、動物(例えば、イヌ科、クマ科、ウマ科の動物)のミトコンドリアDNAの組成にも変化が認められた。Zavalaたちは、気候の変化に応じて、さまざまなヒト族と動物が現れて、洞窟内で居住し、去っていったという考えを示している。また、Zavalaたちは、約4万5000年前の堆積物試料から現生人類のミトコンドリアDNAを初めて検出したことから、デニソワ人とネアンデルタール人が、この洞窟に繰り返し居住し、それが4万5000年前頃まで続いたと考えている。デニソワ洞窟で現生人類の化石が発見されていないため、今回の研究では、ヒトの進化史を解明するのに役立つ堆積物分析の価値についても強調されている。

Denisovans may have predated Neanderthals at Denisova Cave in Russia, reveals a paper published in Nature this week. The study provides a timeline of occupation of this important archaeological site that deepens our understanding of the human groups living in Eurasia during the last Ice Age.

Previous analyses of ancient DNA extracted from fossils found in Denisova Cave revealed that it was inhabited by Neanderthals, Denisovans and a hybrid of the two. However, fossilized remains are scarce and so the timings and orders of these occupancies have been unclear. To solve this problem, Elena Zavala and colleagues collected more than 700 sediment samples, representing a time transect from 300,000 to 20,000 years ago, from which they were able to extract DNA, which is thought to originate from organic material within the sediment (for example, microscopic fragments of human and animal remains). Hominin mitochondrial DNA was recovered from 175 of these samples. The oldest hominin DNA, which is associated with Palaeolithic stone tools that were dated to between 250,000 and 170,000 years ago, is of Denisovan origin, whereas the oldest Neanderthal DNA was from towards the end of this period.

Animal mitochondrial DNA was detected in 685 of the sediment samples, providing further context. Alongside multiple turnovers in hominin mitochondrial DNA, changes were also noted in the composition of animal mitochondrial DNA (members of dog, bear and horse families, for example). The authors suggest that as the climate changed, different hominins and animal inhabitants came and went. Denisovans and Neanderthals may have occupied the site repeatedly, possibly until around 45,000 years ago, when the authors detect modern human mitochondrial DNA for the first time in the sediments. No modern human fossils have been found in the Denisova Cave, so the study also highlights the value of sedimentary analyses to help to elucidate the human evolutionary story.

doi: 10.1038/s41586-021-03675-0

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