En geven zo meer inzicht in wat deze oude mensachtigen middels hun neus konden waarnemen.
Aan de hand van teruggevonden resten van Neanderthalers hebben wetenschappers – vaak in nauwe samenwerking met kunstenaars – de gezichten en lijven van deze oude mensachtigen al verscheidene keren kunnen reconstrueren. Wat daarbij vaak opvalt, is de grote, brede neus van de Neanderthalers. Het roept de vraag op wat ze daarmee allemaal konden waarnemen. Roken ze meer dan ons? Of was die enorme neus misschien gevoeliger voor specifieke geuren?
Geurreceptoren
Een nieuw onderzoek licht een tipje van de sluier op. Wetenschappers van Duke University zijn er namelijk in geslaagd om aan de hand van genetisch materiaal van Neanderthalers de geurreceptoren van deze oude mensachtigen tot leven te brengen. En vervolgens zijn ze in het laboratorium nagegaan hoe gevoelig deze geurreceptoren voor verschillende geuren waren. Ze deden dat overigens niet alleen voor geurreceptoren van Neanderthalers; ook geurreceptoren van Denisovamensen en onszelf (moderne mensen) werden getest, waarna hun prestaties ook onderling vergeleken konden worden.
Andere gevoeligheid
Het onderzoek onthult dat de geurreceptoren van Neanderthalers en Denisovamensen in staat waren om dezelfde geuren te detecteren als de geurreceptoren van moderne mensen. Maar hun gevoeligheid voor geuren verschilde wel. Zo blijken Denisovamensen veel minder gevoelig te zijn voor geuren die wij vandaag de dag als ‘bloemengeuren’ zouden waarnemen. Daartegenover staat dat Denisovamensen weer vier keer beter dan wij in staat lijken te zijn geweest om zwavelgeuren te detecteren. Ook waren ze drie keer gevoeliger voor de zure balsamico-achtige geur en heel gespitst op de geur van vanille en honing.
Neanderthalers waren – in vergelijking met ons moderne mensen – weer veel minder gevoelig voor de geur van bloemen en kruiden. “En geurreceptoren van Neanderthalers bleken geen carvon te detecteren – wat de geur van munt of karwij heeft – en cumarine, wat de geur van tonkabonen heeft,” aldus onderzoeker Claire de March. “De geurreceptoren van Neanderthalers waren grotendeels hetzelfde als die van hedendaagse mensen, maar voor de geurreceptoren die anders waren, gold dat ze minder gevoelig waren dan de versie waar hedendaagse mensen over beschikken.”
Het onderzoek
De onderzoekers baseren hun conclusies zoals gezegd op genetisch materiaal dat ze vervolgens in staat stelde (een deel van de) geurzin van oude mensachtigen te reconstrueren. “We gebruikten DNA van drie Neanderthalers en één Denisovamens dat van zo’n hoge kwaliteit was dat het heel betrouwbaar is als het gaat om onderlinge variatie,” vertelt onderzoeker Kara Hoover. “Daarnaast is het DNA ook nog onderworpen aan een algoritme dat voor elke variant nagaat of deze daadwerkelijk aanwezig was in de levende mensachtige en niet ontstaan is door degradatie van het DNA (na het overlijden van de mensachtige).”
“Het genoom van Neanderthalers en Denisovamensen is nu van een zodanig goede kwaliteit dat we in staat zijn om het te vergelijken met dat van hedendaagse mensen,” bevestigt De March in gesprek met Scientias.nl. “En dat hebben wij gedaan voor het deel dat codeert voor hun geurreceptoren. Kara (Hoover, red.) identificeerde verschillen die er waren in de DNA-sequentie van Neanderthalers, Denisovamensen en moderne mensen en ging na of deze resulteerden in een verandering – een mutatie – in de aminozuursequentie van de geurreceptoren die dit DNA voortbracht. Om het DNA dat ten grondslag ligt aan de geurreceptoren van Neanderthalers en Denisovamensen te verkrijgen, introduceerden we de geïdentificeerde mutaties vervolgens in DNA van hedendaagse mensen.” Dat genetisch materiaal werd daarna gebruikt om daadwerkelijk geurreceptoren à la die van Neanderthalers en Denisovamensen te verkrijgen. “Ik transfecteerde een celmodel met dit DNA, zodat de cellen de geurreceptoren op hun oppervlak produceerden. Daarna stelde ik de cellen bloot aan geurstoffen.” Door toepassing van een enzym dat ervoor zorgt dat een cel oplicht als deze actief wordt, konden de onderzoekers vervolgens vaststellen of de geurreceptoren van de uitgestorven mensachtigen ontvankelijk waren voor de geuren.
Verrassend
De resultaten van de studie hebben de wetenschappers wel enigszins verrast. Afgaand op de verschillen in het DNA dat aan de geurreceptoren ten grondslag ligt, zou je namelijk misschien verwacht hebben dat de geurreceptoren van Neanderthalers en Denisovamensen heel anders functioneerden. Maar dat bleek dus alles mee te vallen. “Dat is toch wel de grote waarde die deze benadering heeft,” vindt Hoover. “Meer variatie vertaalde zich niet in een heel ander functioneren van de geurreceptoren, iets wat je – als we niet daadwerkelijk getest zouden hebben wat deze varianten doen – misschien wel verwacht zou hebben.”
Waarneming
De afgelopen jaren zijn we door vondsten veel meer te weten gekomen over Denisovamensen en Neanderthalers. En met name van de laatstgenoemden hebben we een steeds beter beeld dat vooral laat zien dat ze helemaal niet zo sterk van ons verschilden als eerder wel werd gedacht. Maar vaststellen hoe ze de wereld om zich heen waarnamen, is zelfs met al die vondsten nog lastig. Deze studie doet wat dat betreft een unieke duit in het zakje. “Dit is de eerste keer dat zo’n verzameling geurreceptoren weer tot leven is gewekt,” aldus De March. “En dat stelt ons in staat om te gaan begrijpen hoe deze uitgestorven mensachtigen geuren waarnamen en hypothesen te ontwikkelen over hoe ze de interactie aangingen met hun omgeving.”
Implicaties
Zo zou je op basis van de geuren waar ze gevoelig voor zijn, voorzichtige conclusies kunnen gaan trekken over wat deze mensachtigen graag aten of juist liever meden. Zo is het bijvoorbeeld heel opvallend dat de geurreceptoren van Denisovamensen sterk reageren op de geur van honing. “We weten niet wat Denisovamensen aten, maar er moeten redenen zijn dat deze receptor zo gevoelig is,” aldus onderzoeker Hiroaki Muatsunami. En op een vergelijkbare wijze kan er ook een goede reden zijn geweest voor de verhoogde gevoeligheid voor juist minder prettige geuren. “Ik kan me voorstellen dat het waarnemen van de geur van iets dat ligt te rotten, weer heel nuttig kan zijn als je gevaar wilt vermijden,” stelt Hoover.
Het is een fascinerend onderzoek. “In staat zijn om door die oude neuzen te ruiken, is geweldig,” meent Hoover. “En het onthult dat de oude mensachtigen ook op dit gebied meer met ons gemeen hadden dan dat ze van ons verschilden.”
