Vindija i genom žene iz špilje

Iz ulomka kosti iz špilje kraj Donje Voće znanstvenici su pročitali gotovo cijeli genom jedne neandertalke. Godinama se vjerovalo da su upravo ondje živjeli posljednji neandertalci Europe, a onda ih je novo datiranje vratilo više od deset tisuća godina unatrag.

Ukratko

U špilji Vindija kraj Donje Voće pronađeno je mnoštvo ulomaka neandertalskih kostiju, a iz njih su pročitani nacrt neandertalskog genoma (2010.) i jedan od samo nekoliko potpunih, visokokvalitetnih neandertalskih genoma (2017.).
Prva izravna datiranja dala su starost od 28 000 do 29 000 godina, pa se dugo smatralo da su vindijski neandertalci bili među posljednjima u Europi i da su možda živjeli uz moderne ljude.
Novo datiranje iz 2017., s pročišćenim kolagenom, pomaknulo je iste kosti na više od 44 000 godina, prije dolaska modernih ljudi u to područje.
Otvoreno je ostalo tko je izradio koštane šiljke iz istih slojeva i što se u Vindiji zbivalo u tisućljećima kad su se dvije vrste ljudi susretale u Europi.

Vindija je špilja u vapnencu na zapadnom rubu Donje Voće, na sjeveroistoku Hrvatskog zagorja, dvadesetak kilometara zapadno od Varaždina. Hrvatska enciklopedija opisuje je kao jednu dugu ovalnu dvoranu, dugu pedesetak metara i široku do dvadeset pet, s ulazom okrenutim prema zapadu. Za oko nije ništa posebno. Za znanost o ljudskom podrijetlu jedno je od najvažnijih mjesta u Europi.

Kosti medvjeda i ljudi

Špilja je kao arheološko nalazište spomenuta već 1878., a prvi put iskopavana 1928. Velika iskopavanja vodio je od 1974. do 1986. paleontolog Mirko Malez iz tadašnje Jugoslavenske, danas Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti. Kopao je kroz debele naslage nataložene tijekom ledenog doba. Najviše je bilo kostiju špiljskog medvjeda, a uz njih ostataka vunastog nosoroga, konja i sobova.

U slojevima označenim kao G3 i G1 Malez je pronašao ulomke ljudskih kostiju i zuba. Pripadali su neandertalcima. Iznad njih, u sloju D, ležali su ostaci anatomski modernih ljudi. Hrvatska enciklopedija navodi da su u špilji zastupljene musterijenska kultura neandertalaca i nekoliko kultura gornjeg paleolitika, uključujući orinjasijen, a još više slojeve čine prapovijesna keramika i rimski nalazi. Špilja je od 1964. zaštićena kao paleontološki spomenik prirode.

Neandertalci koji su izgledali mlađe

Vindijski neandertalci privukli su pažnju i oblikom. Ostaci iz sloja G3 nesumnjivo su neandertalski, ali imaju tanje i manje istaknute obrve, manje lice i uže prednje zube od klasičnih neandertalaca. Neki su antropolozi u tome vidjeli populaciju na prijelazu prema građi modernih Europljana, možda i trag miješanja s modernim ljudima.

Sloj G1 donio je još jednu zagonetku. Uz neandertalske kosti u njemu su ležali koštani šiljci kakve se obično pripisuje ranim modernim ljudima gornjeg paleolitika. Ako su ih izradili neandertalci, Vindija bi bila dokaz da su preuzimali nove tehnike, a možda i da su živjeli u isto vrijeme kad i pridošlice.

Krajem 1990-ih kosti su prvi put datirane izravno, radioaktivnim ugljikom. Dva ulomka iz sloja G1, označena kao Vi-207 i Vi-208, dala su starost od oko 29 000 i 28 000 godina. To je bilo iznenađujuće mlado. Vindija je postala jedan od argumenata da su neandertalci u srednjoj Europi preživjeli tisućama godina nakon dolaska modernih ljudi. Rad Ivora Jankovića i suradnika iz 2006. opisao je vindijske ostatke kao najmlađe pouzdano datirane neandertalske kosti u srednjoj i istočnoj Europi.

Genom iz praha

U to su vrijeme genetičari na Institutu Max Planck u Leipzigu tražili neandertalske kosti u kojima se sačuvalo dovoljno DNK. Vindijske su se pokazale izvrsnima: hladna špilja čuvala ih je bolje od većine drugih nalazišta. Godine 2010. Richard Green, Svante Pääbo i suradnici objavili su u časopisu Science prvi nacrt neandertalskog genoma, sastavljen ponajviše iz tri vindijske kosti. Taj rad pokazao je da ljudi izvan Afrike nose malen udio neandertalske DNK, što znači da su se dvije vrste nekoć miješale.

Sedam godina poslije tim Kaya Prüfera objavio je genom žene iz Vindije, označene kao Vi 33.19, pročitan tako temeljito da je svako mjesto u genomu očitano u prosjeku tridesetak puta. Bio je to drugi visokokvalitetni neandertalski genom, nakon onoga iz špilje Denisova na Altaju. Pokazao je da je vindijska žena bliža neandertalcima koji su se miješali s precima današnjih ljudi od altajske neandertalke, pa je procjena neandertalskog udjela u genomima ljudi izvan Afrike podignuta. Njezin genom imao je vrlo malo razlika između dviju kopija kromosoma, što upućuje na male i rijetke neandertalske zajednice.

Starije nego što se mislilo

Iste, 2017. godine tim Thibauta Devièsea i Toma Highama s Oxforda, uz hrvatskog arheologa Ivora Karavanića, ponovno je datirao vindijske kosti. Ovaj put nisu datirali cijeli kolagen iz kosti, nego samo jednu aminokiselinu, hidroksiprolin, koja dolazi isključivo iz kostiju. Tako su uklonili sitne tragove suvremenog ugljika koji kod vrlo starih uzoraka mogu starost znatno smanjiti.

Vi-207 dao je starost od oko 43 900, a Vi-208 oko 42 700 radiougljičnih godina. Ulomak Vi-*28, koji su kao neandertalski prepoznali tek po bjelančevinama, bio je star oko 46 200 godina, a kost žene čiji je genom pročitan, oko 44 300. Autori su zaključili da su vindijski neandertalci živjeli prije nego što su moderni ljudi stigli u taj kraj, pa Vindija nije bila njihovo posljednje utočište. Koštani šiljak iz sloja G1 dao je mnogo mlađu starost, a nekoliko životinjskih kostiju iz istih slojeva vrlo različite, pa su autori zaključili da su se slojevi s vremenom miješali i da veza šiljaka s neandertalcima vjerojatno nije stvarna.

Antropolog Jean-Jacques Hublin u popratnom je komentaru upozorio da isto vrijedi i za druge "posljednje neandertalce": mnoge prekasne starosti mogle bi biti posljedica onečišćenja. Vindija je tako od dokaza za dugi suživot postala primjer koliko je teško datirati kosti stare više od četrdeset tisuća godina.

Kronologija

1878.: Vindija se prvi put spominje kao arheološko nalazište.
1928.: Prvo iskopavanje u špilji.
1964.: Špilja je zaštićena kao paleontološki spomenik prirode.
1974.–1986.: Mirko Malez vodi velika iskopavanja i pronalazi neandertalske ostatke u slojevima G3 i G1.
1999.: Prva izravna radiougljična datiranja daju kostima Vi-207 i Vi-208 starost od oko 29 000 i 28 000 godina.
2006.: Ponovljeno datiranje s ultrafiltracijom daje oko 32 400 godina.
2010.: Objavljen je nacrt neandertalskog genoma, sastavljen ponajviše iz vindijskih kostiju.
2017.: Objavljen je visokokvalitetni genom vindijske neandertalke Vi 33.19.
2017.: Datiranje hidroksiprolina pomiče vindijske neandertalce na više od 44 000 godina.

Ključne osobe

Mirko Malez: Paleontolog i akademik koji je od 1974. do 1986. vodio iskopavanja u Vindiji.
Svante Pääbo: Švedski genetičar s Instituta Max Planck, voditelj projekta čitanja neandertalskog genoma.
Kay Prüfer: Genetičar s Instituta Max Planck, prvi autor rada o genomu vindijske neandertalke iz 2017.
Tom Higham: Britanski arheolog koji je s timom ponovno datirao vindijske kosti 2017.
Ivor Karavanić: Hrvatski arheolog koji istražuje paleolitik Vindije i sudjelovao je u novom datiranju.

Što se zna

U Vindiji su pronađeni ostaci neandertalaca u slojevima G3 i G1 i ostaci modernih ljudi u višem sloju D.
Nacrt neandertalskog genoma objavljen 2010. sastavljen je ponajviše iz tri vindijske kosti.
Visokokvalitetni genom žene iz Vindije objavljen 2017. pročitan je s prosječnom pokrivenošću od tridesetak puta.
Starije datiranje dalo je kostima iz sloja G1 oko 28 000 do 29 000 godina, a datiranje hidroksiprolina iz 2017. između 42 700 i 46 200 godina.
Autori novog datiranja smatraju da su se slojevi miješali i da koštani šiljci vjerojatno ne pripadaju neandertalcima.

Otvorena pitanja

Jesu li vindijski neandertalci ikada sreli moderne ljude ili su nestali iz kraja prije njihova dolaska?
Tko je izradio koštane šiljke iz sloja G1?
Jesu li drugi "kasni neandertalci" u Europi također datirani premlado zbog onečišćenja?

Teorije

Vindijski neandertalci nestali su iz kraja prije dolaska modernih ljudi, kako pokazuje novo datiranje.
Neandertalci i moderni ljudi ipak su se u tom kraju susretali, a dio dokaza još nije pronađen ili je izgubljen miješanjem slojeva.
Datiranje kostiju starijih od 40 000 godina još je previše nesigurno za čvrst zaključak.