Så sent som för 15 000 år sedan delade människor sina grottor med en annan grupp av upprättstående apor som kallas Denisovans. De två homininerna var genetiskt distinkta och delade sig från sin närmaste gemensamma förfader mer än 500 000 år tidigare, men de var fysiskt nära. Människor och Denisovans parades - förmodligen mycket - över ett område som sträckte sig från Sibirien till Sydostasien, vilket lämnade en knapp genetisk avstamning som fortfarande kan upptäckas i vissa mänskliga befolkningar idag.
Förutom de genetiska resterna återstår bara några påminnelser om våra gamla familjer - ett käkben, några tänder och en flickas rosa ben med en DNA-topp på sin spets, plockad från en grotta i Sibirien 2010. Inga fullständiga skelett eller dödskallar har någonsin gjort hittades, vilket lämnade forskare att undra: Hur såg dessa prototyper till och med ut?
En ny studie publicerad idag (18 september) i tidskriften Cell syftar till att besvara den frågan med en enastående genetisk analys. Genom att göra en metylkarta över Denisovans genom - det vill säga en karta som visar hur kemiska förändringar i genuttryck kan påverka fysiska egenskaper - har ett internationellt forskargrupp rekonstruerat det första troliga porträttet av den 40 000 år gamla Denisovan-tjejen vars pinky hjälpte till lansera en ny gren av det mänskliga släktträdet.
Resultaten visar en figur med låg panna, utskjutande käke och nästan obefintlig haka - en övergripande anatomi som inte skiljer sig från en annan grupp av utrotade människor, neandertalarna, som ockuperade jorden ungefär samtidigt.
"Jag förväntade mig att Denisovan-drag skulle likna neandertalarna, bara för att neandertalarna är deras närmaste," berättade huvudstudieförfattaren David Gokhman, en genetiker vid Stanford University, till Live Science. "Men i de få drag där de skiljer sig åt är skillnaderna extrema."
Till exempel fann Gokhman och hans kollegor att Denisovans hade betydligt längre tandbågar (det vill säga deras rader med övre och nedre tänder utsträckta längre) än neandertalare och moderna människor; och topparna på deras skalar sträckte sig märkbart bredare. Dessa fynd ger Gokhman ett visst hopp om att två partiella dödskallar som nyligen upptäcktes i Kina faktiskt kan tillhöra den vidsträckta Denisovanerna, vilket potentiellt kan utöka den magra fossilrekorden för våra svårfångade, döda släktingar.
Tummis
Så, hur rekonstruerar du en utrotad persons ansikte när allt du behöver arbeta med är lite DNA på deras fingertopp? För denna studie såg Gokhman och hans kollegor efter avvikelser i genuttryck - eller hur vissa fysiska egenskaper kan påverkas av kemiska hämmare i en persons genetiska kod.
"Det finns olika lager som komponerar vårt genom", sa Gokhman. "Vi har själva DNA-sekvensen, där våra gener är kodade. Sedan finns det dessutom reglerande lager som styr vilka gener som aktiveras eller inaktiveras och i vilken vävnad."
Ett av dessa lager är en process som kallas DNA-metylering. Metylering sker när kemikalier som innehåller en kolatom och tre väteatomer - även känd som metylgrupper - binder till vissa DNA-molekyler. Även om denna bindning inte förändrar den underliggande DNA-sekvensen, kan den störa sättet att specifika gener uttrycks. Vissa metyleringsmönster kan indikera om en cell till exempel har cancer och kan leda till anatomiska deformiteter.
Så forskarna tittade på tillgängligt Denisovan-DNA för att jämföra gruppens metyleringsmönster med de som finns i människor och neandertalar för att se var deras genuttryck överlappade och var det divergerade. När Denisovans unika metyleringsprofil har kartlagts försökte forskarna ta reda på vilka fysiska egenskaper som förändras av varje metylerad gen, baserat på kända mänskliga störningar som uppstår när samma gener hämmas.
Teamet fann totalt 56 drag i Denisovans som de förutspådde vara annorlunda från moderna människor och neandertalar, varav 32 resulterade i tydliga anatomiska skillnader. Förutom deras breda skallar och käftkäftar, hade Denisovans bredare bäcken och revburar än moderna människor, och tunnare, plattare ansikten än neandertalarna.
För att testa noggrannheten i deras anatomiska förutsägelser skapade forskarna också liknande metylkartor för neandertalar och schimpanser - två arter med känd anatomi - som de kunde använda för att kontrollera sina förutsägelser direkt. De fann att cirka 85% av sina förutsägelser om vilka drag som skiljer sig och i vilken riktning (säg, om en neandertalskalle var bredare eller tunnare än en människas) var döda.
Detta gav forskarna hopp om att deras rekonstruerade Denisovan inte var långt borta från den antika verkligheten. Ett sista test av deras förutsägelser kom i maj 2019, då en separat grupp forskare enligt uppgift identifierade en Denisovan kävben för första gången. När Gokhman och hans kollegor jämförde sina förutsägelser med den faktiska käkbenanatomin, fann de att sju av åtta av deras förutsägelser matchade.
"Det enda sanna testet av våra förutsägelser är att hitta fler Denisovan-ben och matcha dem," sade Gokhman. Hans drömfossil, tillade han, skulle innehålla en del av ett Denisovan-ansikte - "bara ansikten är så olika mellan olika människor," sade han.
