שבר עצם אדם מהחפירות החדשות ברניס. קרדיט: טים שילר, TLDA
מחקר גנטי של אתר ארכיאולוגי גרמני מגלה שבני אדם מודרניים חיו בצפון אירופה לפני 45,000 שנה, כשהם חופפים לניאנדרטלים, ומשנים את ההבנה שלנו לגבי ההיסטוריה האנושית המוקדמת באזור.
ניתוח גנטי של שברי עצמות שנחשפו באתר ארכיאולוגי במרכז גרמניה מראה באופן סופי שבני אדם מודרניים – הומו סאפיינס – כבר הגיעו לצפון אירופה לפני 45,000 שנה, כשהם חופפים לניאנדרטלים במשך כמה אלפי שנים לפני שהאחרונים נכחדו.
הממצאים קובעים כי האתר ליד ראניס, גרמניה, הידוע בלהבי כלי אבן בצורת עלים דקיקים שלו, הוא בין האתרים המאושרים העתיקים ביותר של תרבות תקופת האבן האנושית המודרנית בצפון מרכז וצפון מערב אירופה.
הראיה לכך הומו סאפיינס ו הומו ניאנדרטאלנסיס חי זה לצד זה עולה בקנה אחד עם ראיות גנומיות שהשניים מִין מדי פעם מעורבים. זה גם מזין את החשד שהפלישה לאירופה ולאסיה על ידי בני אדם מודרניים לפני כ-50,000 שנה סייעה להכחיד את הניאנדרטלים, שכבשו את האזור במשך יותר מ-500,000 שנה.
הניתוח הגנטי, יחד עם ניתוח ארכיאולוגי ואיזוטופי ותארוך פחמן רדיואקטיבי של אתר ראניס, מפורטים בשלישיית מאמרים שפורסמו לאחרונה בכתבי העת טֶבַע ו טבע אקולוגיה ואבולוציה.
כלי אבן מה-LRJ ברניס. 1) נקודת להב דו-פנים חלקית האופיינית ל-LRJ; 2) ב-Ranis ה-LRJ מכיל גם נקודות עלים דו-פנים עשויות היטב. קרדיט: ג'וזפין שוברט, מוזיאון בורג ראניס
להבי האבן ברניס, המכונים נקודות עלים, דומים לכלי אבן שנמצאו במספר אתרים במורביה, פולין, גרמניה ובריטניה. כלים אלה שנחשבים שהופקו על ידי אותה תרבות, המכונה התרבות הלינקומביאנית-רניסיאנית-ירצמנוביץ' (LRJ) או הטכנוקומפלקס. בגלל תיארוך קודם, אתר ראניס היה ידוע כבן 40,000 שנים ומעלה, אך ללא עצמות ניתנות לזיהוי שיצביעו על מי יצר את הכלים, לא היה ברור אם הם תוצר של ניאנדרטלים או הומו סאפיינס.
הממצאים החדשים מראים כי "הומו סאפיינס עשה את הטכנולוגיה הזו, וזה הומו סאפיינס היו כל כך צפונה בתקופת זמן זו, שהיא לפני 45,000 שנה", אמרה אלנה זוואלה, אחת מארבע המחברים הראשונים של הספר טֶבַע מאמר ועמית מחקר מילר ב- אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי. "אז אלה הם מהמוקדמים ביותר הומו סאפיינס באירופה."
זוואלה היה דוקטור. סטודנטית במכון מקס פלנק לאנתרופולוגיה אבולוציונית (MPI-EVA) בלייפציג בשנת 2018 כשהחלה לעבוד על הפרויקט, שהיה מאמץ גדול בראשותו של ז'אן ז'אק האבלין, לשעבר מנהל המכון ופרופסור בקולג' דה פראנס בפריז.
"אתר מערת ראניס מספק עדויות לפיזור הראשון של הומו סאפיינס על פני קווי הרוחב הגבוהים של אירופה. מתברר שחפצי אבן שנחשבו שיוצרו על ידי הניאנדרטלים היו, למעשה, חלק מהמוקדמות הומו סאפיינס ערכת כלים," אמר האבלין. "זה משנה מהותית את הידע הקודם שלנו על התקופה: הומו סאפיינס הגיע לצפון מערב אירופה הרבה לפני היעלמות הניאנדרטלי בדרום מערב אירופה".
אתר המערות Ilsenhöhle מתחת לטירת ראניס. קרדיט: טים שילר, TLDA
עצמות מקרובי האם?
Zavala ערך את הניתוח הגנטי של שברי עצמות הומינידים מהחפירות החדשות והעמוקות יותר ברניס בין השנים 2016 ל-2022 ומחפירות קודמות בשנות השלושים. בגלל ה DNA בעצמות עתיקות הוא מקוטע מאוד, היא השתמשה בטכניקות מיוחדות כדי לבודד ולרצף את ה-DNA, כולו DNA מיטוכונדריאלי (mtDNA) שעובר בירושה אך ורק מהאם.
"אישרנו שרסיסי השלד שייכים הומו סאפיינס. מעניין שכמה שברים חלקו את אותם רצפי DNA מיטוכונדריה – אפילו שברים מחפירות שונות", אמרה. "זה מצביע על כך שהשברים היו שייכים לאותו פרט או לקרוביהם מצד אמם, ומקשר בין הממצאים החדשים הללו לממצאים מלפני עשרות שנים".
שברי העצם זוהו בתחילה כאנושיים באמצעות ניתוח של חלבוני עצם – תחום שנקרא פליאופרוטומיקה – על ידי מחברת ראשונה אחרת, דורותיאה מילופוטאמיטאקי, דוקטורנטית בקולג' דה פראנס ולפני כן של MPI-EVA.
חפירת שכבות ה-LRJ בעומק 8 מטרים ברניס הייתה אתגר לוגיסטי והצריכה פיגומים משוכללים לתמיכה בתעלה. קרדיט: מרסל וייס
על ידי השוואת רצפי ה-DNA המיטוכונדריאלי של Ranis עם רצפי mtDNA שהתקבלו משאריות אנושיות באתרים פליאוליתיים אחרים באירופה, זוואלה הצליח לבנות אילן יוחסין מוקדם הומו סאפיינס מיסביב לאירופה. כל 13 שברי ראניס, מלבד אחד, היו די דומים זה לזה, ולמרבה ההפתעה, דמו ל-MTDNA מגולגולת בת 43,000 שנה של אישה שהתגלתה במערה ב-Zlatý kůň בצ'כיה. הבולט הבודד התקבץ עם אדם מאיטליה.
"זה מעלה כמה שאלות: האם זו הייתה אוכלוסיה יחידה? מה יכול להיות הקשר כאן?" אמר זוואלה. "אבל עם DNA מיטוכונדריאלי, זה רק צד אחד של ההיסטוריה. זה רק הצד האימהי. נצטרך שיהיה לנו DNA גרעיני כדי שנוכל להתחיל לבדוק את זה".
אתר מעבר בין הפליאוליתית התיכונה לעליונה
Zavala מתמחה בניתוח DNA שנמצא בעצמות קבורות זמן רב, בכלי עצמות ובמשקעים. החיפוש שלה במשקעים מרמות שונות של חפירת ראניס העלה דנ"א ממגוון רחב של יונקים, אך אף אחד מהם לא מהומינידים. הניתוח, בשילוב ניתוח מורפולוגי, איזוטופי ופרוטאומי של שברי עצמות, מצייר תמונה של הסביבה באותה תקופה ושל תזונתם של בני אדם ובעלי חיים כאחד שכבשה את המערה במשך אלפי השנים.
נוכחותם של איילי צפון, דוב מערות, קרנף צמר ועצמות סוסים, למשל, הצביעה על תנאי אקלים קרים האופייניים לטונדרת ערבות ודומים לתנאים בסיביר ובצפון סקנדינביה כיום, ועל תזונה אנושית המבוססת על חיות יבשתיות גדולות. החוקרים הגיעו למסקנה שהמערה שימשה בעיקר על ידי תרדמת דובי מערות וצבועים צבועים, עם נוכחות אנושית תקופתית בלבד.
"חתימה ארכיאולוגית זו עם צפיפות נמוכה יותר תואמת אתרים אחרים בלינקומביאים-רניסיאנים-ירצמנוביים, והיא מוסברת בצורה הטובה ביותר על ידי ביקורים נוחים לטווח קצר של קבוצות קטנות וניידות של חלוצים ה. סאפיינס" לפי אחד העיתונים שפורסמו ב טבע אקולוגיה ואבולוציה.
ניתוח של למעלה מ-1000 עצמות של בעלי חיים מרניס הראה שההומו סאפיינס הקדום עיבד את פגרי הצבאים אך גם של טורפים, כולל זאב. קרדיט: ג'וף מ. סמית'
"זה מראה שאפילו הקבוצות המוקדמות האלה של הומו סאפיינס להתפזרות ברחבי אירואסיה כבר הייתה יכולת מסויימת להסתגל לתנאי אקלים קשים כאלה", אמרה שרה פדרזאני, פוסט-דוקטורט באוניברסיטת לה לגונה בספרד, שהובילה את מחקר הפלאו-אקלים של האתר. "עד לא מזמן חשבו שהעמידה בתנאי אקלים קר לא הופיעה אלא כמה אלפי שנים מאוחר יותר, כך שזו תוצאה מרתקת ומפתיעה".
אתר ראניס, שנקרא Ilsenhöhle וממוקם בבסיס טירה, נחפר בתחילה בעיקר בין השנים 1932 ו-1938. נקודות העלים שנמצאו שם הוקצו בסופו של דבר לשנים האחרונות של התקופה הפליאוליתית התיכונה – לפני כ-300,000 עד 30,000 שנים – או תחילת התקופה הפליאוליתית העליונה, שמתחילה לפני כ-50,000 שנה.
בגלל החשיבות של אתר ראניס להבנת ה- LRJ technocomplex והמעבר מהפליאוליתית המאוחרת הקשורה לניאנדרטלים לפליאוליתית האנושית המודרנית של מרכז אירופה, האבלין וצוותו החליטו לחפור מחדש את האתר באמצעות כלים מודרניים של ארכיאולוגיה.
החפירות החדשות התרחבו עד לסלע האם, כ-8 מטרים מתחת לפני השטח, וכללו הוצאת סלע – ככל הנראה נפל מתקרת המערה – שעצר את החפירה הקודמת. כאן, הצוות של הובלין חשף שבבים מכלי צור ופתית קוורציט התואם את הטכנוקומפלקס LRJ. ניתוח פרוטאומי לאחר מכן של אלפי שבבי עצם שהתאוששו אישר שארבעה היו מהומינידים. מבין שבבי עצמות שנחשפו במהלך החפירות של שנות ה-30, תשעה היו מהומינידים.
ניתוח ה-DNA של Zavala אישר שכל 13 שברי העצמות הגיעו הומו סאפיינס.
היסטוריית התיישבות מתוקנת של צפון אירופה
הצוות גם ביצע תיארוך פחמן ברדיו של עצמות אדם ובעלי חיים משכבות שונות של האתר כדי לשחזר את הכרונולוגיה של האתר, תוך התמקדות בעצמות עם עקבות של שינויים אנושיים על פני השטח שלהן, מה שמקשר את התאריכים שלהן לנוכחות האדם במערה.
"מצאנו הסכמה טובה מאוד בין תאריכי הפחמן הרדיופוני מה- הומו סאפיינס עצמות משני אוספי החפירה ועם עצמות בעלי חיים שונה משכבות LRJ של החפירה החדשה, מה שיוצר קשר חזק מאוד בין שרידי האדם לבין LRJ. הראיות מצביעות על כך הומו סאפיינס כבשו באופן ספורדי את האתר כבר לפני 47,500 שנה", אמרה מחברת ראשונה אחרת, הלן פיולאס, חוקרת לשעבר של מקס פלאנק, שכיום היא פוסט-דוקטורט של ארגון הביולוגיה המולקולרית האירופית (EMBO) במכון פרנסיס קריק בלונדון.
"התוצאות מה-Ilsenhöhle ב-Ranis שינו מהותית את הרעיונות שלנו לגבי הכרונולוגיה וההיסטוריה של ההתיישבות של אירופה מצפון לאלפים", הוסיף טים שילר מהמשרד הממלכתי של תורינגיה לשימור אנדרטאות היסטוריות וארכיאולוגיה בוויימאר, גרמניה.
למידע נוסף על מחקר זה, ראה חשיפת הראשון של אירופה הומו סאפיינס 45,000 שנים מאוחר יותר.
בין שאר מחברי ה- טֶבַע המאמר הם המחבר הראשון מרסל וייס מאוניברסיטת פרידריך-אלכסנדר-ארלנגן-נירנברג ושאנון מקפרון מ-MPI-EVA, שהובילו יחד עם האבלין, שילר ו-וייס את חפירת ראניס. זאוואלה, בנוסף להיותו שותף למחבר הראשון של הספר טֶבַע נייר, היה שותף בכתיבת שני המאמרים טבע אקולוגיה ואבולוציה.
החפירות וחלק ניכר מהניתוח שלאחר מכן נתמכו כלכלית על ידי אגודת מקס פלאנק.
