Leluhur yang Hilang

DNA dari sebuah gua di Rusia menambah anggota baru dalam keluarga manusia.

OLEH JAMIE SHREEVE 
FOTO OLEH ROBERT CLARK

Di Pegunungan Altay di bagian selatan Siberia, sekitar 350 kilometer dari titik persentuhan Rusia dengan Mongolia, Cina, dan Kazakhstan, terdapat sebuah gua bernama Denisova. Sudah sejak lama tempat itu menarik pengunjung.

Manusia Neolitik, dan kemudian para pastoralis, menggunakan gua itu sebagai tempat berteduh,
mengumpulkan hewan gembalaan mereka di sekitar gua selama musim dingin. Karena mereka, para ahli arkeologi yang bekerja di Denisova saat ini­—dikelilingi oleh dinding gua yang dipenuhi grafiti baru—harus meng­gali lapisan dalam kotoran kambing untuk mem­peroleh deposit yang terkandung di dalamnya.

Tetapi, bilik utama gua memiliki langit-langit tinggi melengkung. Ada lubang di dekat puncaknya, yang memungkinkan berkas sinar matahari menerobos langsung ke dalam gua, sehingga tempat itu seakan-akan sesakral gereja.

Di bagian belakang gua terdapat sebuah bilik yang lebih kecil. Pada Juli 2008, seorang ahli arkeologi muda dari Rusia bernama Alexander Tsybankov menggali di sana. Dia men­cari depo­sit yang dipercaya telah berusia sekitar 30.000 sampai 50.000 tahun, dan menemukan secuil tulang: sepotong serpihan dengan pinggiran bergerigi seukuran kerikil, yang bisa dengan mudah terlumat oleh ujung sepatu.

Selanjutnya, seorang ahli paleoantropologi yang saya temui di Denisova menggambarkan tulang tersebut sebagai “fosil paling spektakuler yang pernah saya lihat. Saking spektakulernya, ini membuat depresi.” Tsybankov memungut dan mengantonginya untuk ditunjukkan kepada seorang ahli paleontologi di kamp.

Sang ahli paleontologi mengidentifikasinya sebagai serpihan dari ujung jari primata—ter­utama bagian yang berhadapan dengan sendi ter­akhir kelingking. Karena tidak ada bukti mengenai keberadaan primata selain manusia di Siberia sejak 30.000 hingga 50.000 silam, fosil itu diperkirakan berasal dari semacam manusia.

Dilihat dari persendiannya yang belum tersambung sempurna, manusia tersebut diperkirakan mati muda, barangkali saat berumur delapan tahun. Anatoly Derevianko, ketua penggalian Altay, menduga bahwa tulang itu berasal dari anggota spesies kita sendiri,Homo sapiens.

Artefak-artefak canggih yang hanya bisa dihasilkan oleh manusia modern, termasuk gelang cantik dari permata hijau, sebelumnya telah ditemukan di deposit yang sama. Tetapi, DNA dari fosil yang ditemukan sebelumnya di sebuah gua di dekat sana terbukti berasal dari manusia Neanderthal, sehingga tulang ini kemungkinan juga milik manusia Neanderthal.

Derevianko memutuskan untuk membelah tulang itu menjadi dua bagian. Dia mengirim se­tengahnya ke sebuah laboratorium genetika di California. Sejauh ini, dia belum mendengar kabar dari potongan itu lagi. Dia memasukkan setengah sisanya ke dalam amplop dan me­nyerah­kannya langsung kepada Svante Pääbo, seorang ahli genetika evolusioner di Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Leipzig, Jerman.

Di sanalah kasus tulang kelingking Denisova mengalami perkembangan yang mengejutkan.
Pääbo, yang berdarah Swedia, adalah ahli DNA purba terkemuka di dunia, terutama di bidang DNA manusia. Pada 1984, dia menjadi orang pertama yang berhasil mengisolasi DNA dari sesosok mumi Mesir. Pada 1997, dia ber­hasil melakukan hal yang sama pada manusia Neanderthal, sejenis manusia yang punah lebih dari 25.000 tahun sebelum firaun Mesir.

Ketika Pääbo menerima paket dari Dere­vianko, timnya tengah bekerja keras untuk meng­ambil rentetan pertama dari keseluruhan genom Neanderthal—tugas lain yang semula tampak mustahil, dan menyedot hampir segenap perhatiannya. Labnya juga menampung fosil-fosil lain dari seluruh bagian dunia untuk diuji. Maka, baru pada akhir 2009 tulang jari mungil dari Rusia itu menarik perhatian Johannes Krause, ketika itu anggota senior tim Pääbo.

Seperti semua orang lainnya, Krause menduga bahwa tulang itu berasal dari awal mula manusia modern. Dia telah mengembangkan metode untuk memisahkan DNA fosil semacam itu dari DNA para arkeolog, pekerja museum, dan siapa pun yang mungkin telah memegang dan menyebabkannya terkontaminasi.

Dari tulang jari itu, Krause dan muridnya Qiaomei Fu mengekstraksi DNA mitokondrial (mtDNA), sekelumit genom yang ratusan kopinya terkandung di dalam sel hidup sehingga lebih mudah ditemukan di dalam tulang purba. Mereka membandingkan sekuen DNA itu dengan milik manusia modern dan manusia Neanderthal. Kemudian mereka mengulangi analisis karena tidak bisa memercayai hasil yang mereka peroleh dari percobaan pertama.

Ketika Pääbo sedang pergi, Krause me­ngumpul­kan semua staf lab dan menantang siapa pun untuk memberikan penjelasan ber­beda atas apa yang sedang dilihatnya. Tidak ada yang bisa. Kemudian dia menghubungi ponsel Pääbo. “Johannes bertanya apakah saya sedang duduk,” Pääbo mengenang. “Saya menjawab tidak, dan dia menyuruh saya mencari kursi.”

Krause sendiri mengingat hari itu sebagai “hari paling mendebarkan di bidang sains dalam hidup saya.” Serpihan kecil tulang jari itu, sepertinya, sama sekali tidak berasal dari manusia modern. Tetapi juga bukan dari manusia Neanderthal. Tulang itu berasal dari ma­nu­sia jenis lainnya, yang tidak pernah ditemukan sebelumnya.

Pada juli 2011, Anatoly Derevianko meng­organisasi sebuah simposium sains di kamp arkeologi yang ter­letak beberapa ratus meter dari Gua Denisova. Derevianko menyambut 50 orang peneliti, termasuk Pääbo, yang hadir untuk berbagi pandangan mereka mengenai bagai­mana manusia baru misterius itu sesuai dengan fosil rekaman arkeologi evolusi manusia di Asia.

Setahun sebelumnya, dua fosil lainnya di­dapati mengandung DNA yang sama dengan tulang jari itu, dan keduanya berwujud gigi geraham. Gigi pertama lebih besar daripada gigi manusia modern atau manusia Neanderthal, dalam ukuran dan bentuk menyerupai gigi anggota genus Homo yang jauh lebih primitif, yang tinggal di Afrika jutaan tahun silam.

Geraham kedua ditemukan pada 2010, di bilik gua yang sama, tempat tulang jari ditemukan—dekat dasar lapisan deposit berumur 30.000-50.000 tahun yang sama, yang dinamai Layer 11. Gigi itu lebih besar daripada yang pertama, dengan permukaan kunyah dua kali lebih lebar daripada tipikal geraham manusia.

Saking besarnya, ahli paleoantropologi dari Max Planck, Bence Viola, salah mengiranya sebagai gigi beruang gua. Baru setelah DNA-nya diuji, dapat dipastikan bahwa gigi itu milik manusia—khususnya Denisova, nama yang diberikan oleh para ilmuwan kepada para leluhur baru itu. “Ini menunjukkan betapa anehnya mereka,” kata Viola kepada saya di simposium. “Paling tidak, gigi mereka aneh sekali.”

Tim Pääbo hanya berhasil mengekstraksi sedikit DNA dari gigi itu—hanya cukup untuk membuktikan bahwa keduanya berasal dari populasi yang sama dengan tulang jari, walaupun bukan dari individu yang sama. Akan tetapi, DNA yang diperoleh dari tulang jari jauh lebih melimpah.

DNA terdegradasi seiring waktu, sehingga biasanya yang tersisa di sepotong tulang berusia puluhan ribu tahun sangatlah sedikit. Terlebih lagi, secara tipikal, DNA dari tulang—yang disebut DNA endogen—hanyalah sebagian kecil dari total DNA dalam sebuah spesimen, yang sebagian besarnya berasal dari bakteri tanah dan berbagai pencemar lainnya.

Tidak satu pun dari fosil manusia Neanderthal yang pernah diuji oleh Pääbo dan rekan-rekannya mengandung lebih dari lima persen DNA endogen, dan sebagian besarnya hanya mengandung kurang dari satu persen. Sungguh menakjubkan bahwa tulang jari itu mengandung 70 persen endogen. Rupanya gua yang bersuhu dingin telah mengawetkannya dengan baik.

Berkat DNA yang melimpah, para ilmuwan dapat dengan mudah memastikan bahwa tidak ada kromosom laki-laki Y di spesimen itu. Ujung jari tersebut berasal dari seorang anak perempuan yang tewas di atau di dekat Gua Denisova puluhan ribu silam. Para ilmu­wan pada awalnya kesulitan mereka-reka wujud­nya—hanya bisa memastikan bahwa dia jauh berbeda dari apa pun yang pernah mereka lihat.

Selama beberapa waktu, mereka juga mengira telah mendapatkan jari kakinya. Pada musim panas 2010, sepotong tulang jari kaki terkuak, bersama sebuah gigi besar, dari Layer 11. Di Leipzig, seorang mahasiswa pascasarjana ber­nama Susanna Sawyer menganalisis DNA-nya.

Di simposium pada 2011, untuk pertama kalinya dia mempresentasikan hasil penelitiannya. Semua orang terkejut ketika mendengar bahwa tulang jari itu ternyata berasal dari manusia Neanderthal, yang mempertebal kabut misteri tempat itu.

Gelang permata hijau yang sebelumnya ditemukan di Layer 11 hampir bisa dipastikan dibuat oleh manusia modern. Tulang jari kaki berasal dari manusia Neanderthal, dan tulang jari tangan berasal dari sesuatu yang sepenuhnya berbeda. Satu gua, tiga jenis manusia. “Denisova menyimpan keajaiban besar,” kata Pääbo.

“Kita kini mengetahui bahwa manusia Neanderthal, Denisova, dan manusia modern pernah hidup di gua itu.” Pääbo berusia 58 tahun, jangkung dan ramping, bertelinga lebar, ber­kepala lonjong, dan beralis tebal yang naik dan turun saat dia berbicara dengan penuh semangat—tentang Denisova, misalnya.

Bagaimana mungkin ketiga jenis manusia itu berakhir di sana? Apa hubungan antara manusia Neanderthal, Denisova, dan jenis manusia yang ada saat ini? Apakah leluhur mereka ber­hubungan seks dengan jenis kita? Pääbo me­miliki sejarah dengan jenis pertanyaan itu.

DNA Neanderthal yang digelutinya pada 1997 benar-benar berbeda dengan DNA manusia yang kini menghuni Bumi. Itu sepertinya men­­cerminkan bahwa manusia Neanderthal ber­asal dari spesies yang berbeda dari kita, dan kini telah punah—kemungkinan segera setelah leluhur kita pertama kali bermigrasi dari Afrika menuju wilayah Neanderthal di Asia bagian barat dan Eropa. 

Tetapi, DNA itu, seperti yang pertama kali diekstraksi oleh Krause dari jari Denisova, adalah mtDNA: Berasal dari mitokondria, organel penghasil energi di dalam sel, bukan dari nukleus sel, tempat sebagian besar genom kita berada. DNA mitokondria hanya mencakup 37 gen, dan hanya diwarisi dari ibu. Itu adalah rekaman terbatas sejarah populasi, bagaikan satu halaman yang dirobek dari sebuah buku.

Ketika simposium Denisova berlangsung, Pääbo dan para koleganya telah mempublikasi­kan draf pertama dari keseluruhan genom Neander­thal dan Denisova. Membaca lebih banyak halaman lagi memungkinkan Pääbo dan rekan-rekannya—termasuk David Reich di Harvard University dan Montgomery Slatkin di University of California, Berkeley—mengungkap bahwa genom manusia modern sesungguhnya mengandung kode Neanderthal yang berjumlah kecil namun signifikan, rata-rata sekitar 2,5 persen.

Masih ada kemungkinan bahwa manusia Neanderthal terdorong ke ambang kepunahan oleh manusia baru yang aneh, beralis tinggi, yang mengikuti mereka keluar dari Afrika. Tetapi, itu terjadi setelah pem­bauran yang menyisakan sedikit sifat Neanderthal di dalam sebagian besar dari kita, 50.000 tahun kemudian.

Hanya satu kelompok manusia modern yang terbebas dari pengaruh tersebut: manusia Afrika, karena pembauran terjadi di luar benua itu. Walaupun genom Denisova menunjukkan bahwa mereka lebih dekat dengan manusia Neanderthal, mereka ternyata juga meninggal­kan jejak pada diri kita. Tetapi pola geografis­nya janggal.

Ketika membandingkan genom Denisova dengan berbagai macam genom manusia modern, para peneliti tidak menemu­kan jejaknya di Rusia atau sekitar Cina, atau di mana pun—kecuali di genom manusia Nugini, jenis manusia lain dari kepulauan di Melanesia, dan suku Aborigin di Australia. Rata-rata genom mereka mengandung lima persen Denisova. Negrito di Filipina memiliki 2,5 persen.

Setelah menghimpun semua data yang ada, Pääbo dan timnya merumuskan sebuah skenario untuk menjelaskan apa yang mungkin telah terjadi. Pada suatu waktu sebelum 500.000 tahun silam, kemungkinan di Afrika, leluhur manusia modern menyimpang dari garis keturunan yang kemudian memunculkan manusia Neander­thal dan Denisova. (Kemungkinan besar leluhur dari ketiga tipe manusia tersebut adalah spesies bernama Homo heidelbergensis.)

Sementara leluhur kita tetap tinggal di Afrika, leluhur Neanderthal dan Denisova bermigrasi. Keduanya kemudian berpisah, Neanderthal mula-mula bergerak ke barat menuju Eropa, dan Denisova menyebar ke timur, barangkali akhirnya menduduki sebagian besar benua Asia.

Nantinya, ketika manusia modern sendiri keluar dari Afrika, mereka bertemu dengan Neanderthal di kawasan Timur Tengah dan Asia Tengah, dan secara terbatas melakukan kawin silang dengan mereka. Menurut bukti yang dipresentasikan oleh David Reich di simposium Denisova, pembauran itu ke­mungkinan besar terjadi sekitar 67.000 hingga 46.000 tahun silam.

Satu populasi manusia modern kemudian melanjutkan perjalanan ke timur menuju Asia Tenggara, dan sekitar 40.000 tahun silam, mereka berjumpa dengan Denisova. Manusia modern kemudian mem­­baur dengan mereka dan bergerak ke Australasia, membawa serta DNA Denisova.

Skenario ini bisa menjelaskan mengapa bukti yang ditemukan sejauh ini mengenai keberadaan Denisova hanyalah tiga fosil dari sebuah gua di Siberia dan kandungan lima persen di dalam genom manusia yang saat ini tinggal ribuan kilometer di tenggara. Namun, masih ada banyak pertanyaan yang belum terjawab.

Jika Denisova menyebar sejauh itu, mengapa tidak ada jejak mereka di genom bangsa Han dari Cina atau pada penduduk Asia lainnya di antara Siberia dan Melanesia? Mengapa mereka tidak meninggalkan jejak dalam rekaman arkeologi—tidak ada peralatan yang mencolok, misalnya? Siapakah mereka sesungguhnya? Seperti apa wujud mereka? “Jelas bahwa kita perlu bekerja lebih keras,” kata Pääbo di simposium Denisova.

Dari semua perkembangan yang ada, yang terbaik mungkin adalah mendapatkan DNA Denisova di tengkorak atau fosil lainnya yang memiliki fitur morfologis menonjol, yang bisa berfungsi sebagai Batu Rosetta untuk memeriksa ulang seluruh rekaman fosil Asia. Ada beberapa kandidat menarik, sebagian besarnya berasal dari Cina, terutama tiga tengkorak yang berasal dari antara 250.000 hingga 100.000 tahun silam.

Sayangnya, DNA tidak terawetkan dengan baik di iklim hangat. Hingga saat ini, belum ada fosil lain yang diidentifikasi sebagai Denisova dengan satu-satunya cara Denisova dapat dikenali, yaitu DNA mereka.

Pada 2012, Tim Pääbo memublikasikan versi baru genom jari tulang. Yang me­nakjubkan, keakuratan dan ke­lengkapannya menyamai susunan genom manusia modern. Terobosan ini di­buat Matthias Meyer, seorang peneliti pascadoktoral di lab Pääbo.

DNA terdiri dari dua pita yang saling menjalin—yang dikenal luas sebagai heliks ganda. Sebelumnya, metoda untuk mem­peroleh DNA dari fosil tulang hanya dapat membaca susunan (genom) jika kedua pita terawetkan. Meyer telah mengembangkan teknik untuk mengambil fragmen pendek dari satu pita DNA, yang sangat menambah jumlah materi mentah untuk ditelaah. 

Metoda ini meng­­hasilkan versi genom anak perempuan Deni­sova yang begitu tepat, sehingga timnya dapat memisahkan masing-masing informasi genetis yang diperolehnya dari ibu dan ayahnya. Hasilnya, mereka kini memiliki dua set genom Denisova yang memiliki akurasi tinggi dari masing-masing orang tua. Perkembangan ini membuka jendela sejarah populasi mereka.

Yang baru-baru ini terungkap adalah kecil­­nya variasi di antara genom orang tua—se­kitar sepertiga dari yang biasanya ter­­dapat pada manusia modern. Pola ini meng­indikasi­kan bahwa populasi Denisova yang di­re­presentasikan oleh fosil itu tidak cukup besar untuk memungkinkan keanekaragaman genetis.

Lebih buruk lagi, populasi mereka sepertinya mengalami penurunan drastis pada suatu masa sebelum 125.000 tahun silam—anak perempuan di gua itu bisa jadi yang terakhir dari jenisnya. “Sungguh luar biasa, karena tidak ada se­orang pun yang berkeliaran dengan sejarah populasi semacam itu sekarang,” ujar Pääbo, menaikkan alisnya.

Setelah memegang setiap abjad dari kode genetis Denisova, Pääbo dan para koleganya dapat membidik salah satu misteri terbesar: Di genom kita, apakah yang menjadikan kita seperti ini? Apakah perubahan menentukan yang terjadi dalam kode genetis setelah kita ter­pisah dari leluhur terakhir kita?

Mengingat bahwa semua manusia modern memiliki banyak persamaan genetis namun pola genom Denisova lebih mirip kera primitif, para peneliti menghasilkan daftar yang ternyata pendek. Pääbo menyebutnya “resep genetis untuk menjadi manusia modern.” Daftar itu mencakup hanya 25 perbedaan yang akan me­ngubah fungsi protein tertentu.

Menariknya, lima dari protein tersebut di­ketahui memengaruhi fungsi otak dan per­kembangan sistem saraf. Yang belum terungkap adalah bagaimana peran gen-gen itu dalam mem­buat kita berpikir, bertindak, atau berbicara dengan cara yang berbeda dari Denisova, atau makhluk lainnya di muka Bumi. Kontribusi jangka panjang dari meneliti DNA Denisova, menurut Pääbo, adalah “mencari apa yang men­jadi­kan manusia eksklusif.”

Tetapi bagaimana dengan anak perempuan itu? Anak perempuan itu telah berubah wujud menjadi “perpustakaan” fragmen DNA yang bisa disalin berulang kali untuk selamanya. Dalam makalah ilmiah yang membahas tentang sejarah populasinya, Pääbo dan timnya menyebutkan, hampir sekilas, beberapa fakta tentangnya yang berhasil mereka korek dari perpustakaan itu: Dia barangkali berambut gelap, bermata gelap, dan berkulit gelap.

Tidak banyak, tetapi paling tidak informasi itu memberikan garis besar mengenai penampilannya. Agar kita tahu kepada siapa kita harus berterima kasih.

Sumber Referensi:

http://nationalgeographic.co.id/feature/2013/01/leluhur-yang-hilang.