The Song of An Ambiguous Sequence


unknown southeast asianSebelum kita masuk ke dalam topik yang sangat rumit ini, saya akan menjelaskan kenapa saya memilih judul tulisan ini dengan pendekatan ‘sebuah nyanyian’. The Song of An Ambiguous Sequence tidak mencerminkan judul lagu yang laku di pasaran, atau tidak cukup catchy untuk menjadi judul serial TV, namun sangat cocok sebagai judul lagu progresif dari band progrock/progmetal. Saya ingin mendekati pemahaman yang rumit ini dengan karakteristik lagu-lagu progrock yang cukup efektif menstimulasi otak ketika dipacu untuk mengerjakan sesuatu yang cukup rumit. Mungkin Anda bukan penggemar lagu-lagu progrock, karena strukturnya yang memang tidak beraturan, sering keluar pakem utama seperti eksplorasi dari masing-masing instrumen, sebelum kembali lagi ke pakem utama. Seperti ketika Anda mendengarkan musik rock/metal, namun tiba-tiba ada sisipan nada-nada jazzy, classic, atau kadang selipan musik etnis, dengan ketukan dan irama ganjil, dan sangat eargasm di telinga. Pendek kata, tidak banyak yang benar-benar menikmati musik progrock. Topik yang akan saya bahas ini paralel dengan karakteristik musik progrock, karena banyak bagian-bagian menarik yang belum bisa dijelaskan dengan bukti yang ada saat ini, agak kontroversial, karena masih dibutuhkan penelitian lebih lanjut, namun secara garis besar masih bisa dipahami. Dan Anda mungkin skeptikal akan hal tersebut.

Kita mulai dari ambiguous sequence, yang pertama kali disinggung oleh Vernot et al. (2016), ketika menganalisa genome manusia modern Australo-Melanesia. Ambiguous sequence BUKAN merupakan sequence manusia modern, Neandertal, maupun Denisovan, namun manusia misterius yang lain. Vernot menemukan sequence tersebut pada genome populasi Papua Nugini, Aborigin Australia, dan sebagian populasi Melanesia. Saya sempat menduga sequence tersebut juga diwarisi oleh semua populasi yang mewarisi DNA Denisovan, karena Prüfer (2013) sempat mengungkap genome Denisovan mewarisi setidaknya 0.4% materi genetik dari unknown archaic hominins. Ternyata tidak sesederhana yang diduga. Karena penelitian berikutnya, dari Mondal et al. (2016) juga mendeteksi bahwa populasi pribumi Andaman, penutur Dravida India, penutur Tibeto-Burman, tapi tidak dengan populasi Asia Timur, juga terdeteksi, statistically, archaic ambiguous sequence, yang bukan berasal dari Neandertal atau Denisovan, namun unknown Southeast Asian. Well, setidaknya manusia misterius tersebut mulai mengerucut cakupan wilayahnya, karena populasi Asia Timur, yang diwakili oleh populasi Han, tidak mewarisi ‘sequence’ tersebut. Cukup bikin penasaran, karena jika populasi Asia Timur merupakan bagian dari basal Australasia, maka setidaknya akan terdeteksi juga sedikit archaic ambiguous sequence pada populasi Han, karena berasal dari populasi basal yang sama. Temuan Mondal et al. ini juga mendukung temuan Vernot et al. karena populasi Aborigin Australia dan Papua Nugini juga terdeteksi adanya archaic sequence dari unknown Southeast Asian tersebut.

Selain itu, ketika Chee-Wei et al. (2016) menganalisis genome Orang Asli dari semenanjung Melayu, mereka juga mendeteksi sequence misterius yang tidak sama dengan sequence yang diwarisi populasi Asia Timur dan Eropa. Ditambahkan pula, bahwa analisis tersebut menjadi pelengkap tentang spekulasi yang ada, bahwa terdapat introgresi archaic genome yang tersebar di Asia Tenggara dan Oceania. Namun sayang, penelitian tentang Orang Asli belum dipublikasikan, sehingga kita hanya akan melihat apa yang dipaparkan oleh Mondal et al. Perlu digarisbawahi, dalam presentasinya di AAPA 2016, Yen-Lung et al. menekankan bahwa fenomena incomplete lineage sorting bisa jadi salah satu faktor yang melatarbelakangi keberadaan ambiguous sequence tersebut.

Lalu apa saja temuan penting dari Mondal et al.?

Jika kita lihat gambar di atas, maka yang diwakili olehAsian and Pacific‘ merupakan basal Australasia. Populasi yang berada dalam garis keturunan tersebut memiliki leluhur yang sama, yang dalam penelitian ini dihipotesiskan sebagai populasi awal migrasi Out of Africa. Gambar di atas memang agak simplifikasi, karena sedikitnya populasi yang dilibatkan, karena kita tidak melihat populasi yang mewakili Ancient Northern Eurasian (ANE, biasanya diwakili oleh populasi terisolasi Kalash dengan material genetik Neandertal setara dengan Dai, atau lebih menarik lagi jika genome Mal’ta boy atau Afontova Gora dilibatkan), ataupun populasi basal Eurasia dalam penelitian Lazaridis et al (2016). Lebih penting lagi, genome populasi Orang Asli dan Negrito Filipina, seperti Mamanwa. Dalam memahami gambar di atas, sangat penting bahwa lokasi ‘Modern Human’ masih diperdebatkan, namun yang jelas populasi modern Afrika dan Eurasia, termasuk Australasia, memiliki leluhur yang sama: ‘Modern Human’.

Dalam analisisnya, Mondal et al. mengestimasi 2-3% genome populasi Andaman, India, Papua Nugini dan Aborigin Australia diwarisi dari manusia misterius, yang saat ini disebut dengan ‘Unknown Southeast Asian‘, dan segmen ‘yang masih asing’ tersebut berumur sekitar 40 kya (saya agak meragukan estimasi tersebut). Sangat mungkin Mondal et al. tidak mempertimbangkan archaic Homo sapiens di China selatan karena pertimbangan dalam populasi Asia Timur tidak terdeteksi archaic sequence tersebut. Namun tidak menutup kemungkinan karena sample yang mewakili Asia Timur memang tidak cukup representatif. Saya menduga, keberadaan manusia di sekitar koridor Sichuan yang masih mewarisi basal Australasia. Bahkan jika Anda ingat, populasi Myanmar juga mewarisi keturunan basal yang tidak ditemukan di wilayah lain (Li et al., 2015). Atau, populasi aborigin Kamboja (Zhang et al., 2013). Sehingga tidak mengejutkan jika populasi penutur Tibeto-Burman dalam Mondal et al. juga terdeteksi adanya archaic sequence.

Mondal et al. juga menekankan bahwa archaic sequence tersebut berbeda dari yang diwarisi Neandertal, maupun Denisovan, sehingga disimpulkan manusia misterius lain yang terpisah dari leluhur Neandertal dan Denisovan lebih awal. Dalam analisisnya, dengan menggunakan laju mutasi yang rendah, Unknown Southeast Asian muncul sekitar 437-250 kya, masih dalam rentang hidup dari munculnya proto-Neandertal atau Sima hominins sampai munculnya fitur Neandertal (MIS 11 sampai MIS 9). Menurut beberapa penelitian, garis leluhur Denisovan sendiri hidup dalam rentang waktu 420-391 kya, atau setidaknya, waktu terpisahnya genome Denisovan dengan genome manusia sejenis Denisovan yang kawin dengan leluhur populasi Papua Nugini dan Aborigin Australia. Manusia purba manakah yang hidup dalam rentang waktu Unknown Southeast Asian? Semua manusia yang bukan manusia modern, bukan Neandertal, dan bukan Denisovan, hidup lebih dari 200 kya sampai setidaknya 440 kya, Homo erectus? Mondal menekankan, Homo erectus yang hidup di Asia Selatan atau Asia Tenggara. Lebih make sense jika Homo erectus di Asia Tenggara, mungkin manusia Ngandong, atau segitiga Punung-Maros-Flores, karena saya berspekulasi ambiguous sequence diwariskan bersamaan dengan materi genetik Denisovan.Tentu saja saya harus mulai meninggalkan spekulasi tersebut. Ada manusia misterius lain, yang bukan Denisovan, berkeliaran di Sundaland dan sekitarnya, sekitar periode MIS 11-9.

Masih terbuka juga bagi sebagian besar archaic Homo sapiens yang ada di China selatan dan juga bagian utara, seperti Panxian, Chaoxian, Hexian, Yiyuan dan Dongzhi, atau mungkin yang sedang dilakukan penelitian oleh Qiaomei Fu dan laboratoriumnya. Atau, saya sempat membaca penelitian tentang adanya extinct lineage di sekitar Perak, Semenanjung Melayu, yang diduga menjadi leluhur semua manusia gelombang pertama yang mendiami Sundaland. Namun masih memerlukan bukti fisik fosil dan genetik. Jika Mondal et al. menyertakan genome Orang Asli, mungkin sekali skenario ini akan menjadi pertimbangan. Tentu Anda ingat gambar di bawah, ketika Chris Stringer, penggagas Recent African Origins, mulai meragukan siapa gerangan leluhur manusia modern, Neandertal dan Denisovan.

deciphering denisovan

Komentar Stringer kali ini, “meskipun saat ini ada beberapa kandidat spesies, seperti Homo heidelbergensis dan Homo antecessor dari Atapuerca, spekulasi akan terfokus pada Homo erectus dan Homo floresiensis, yang ada di Asia Tenggara (maksudnya Indonesia)”. Stringer juga menekankan karena hanya ada satu gelombang out of Africa 60 kya, walau tidak spesifik ‘Modern Human’ berlokasi di Afrika, terdeteksinya ambiguous sequence di wilayah ini membuka kemungkinan Homo erectus hidup sampai 60 kya, meskipun belum terkonfirmasi oleh temuan fosil. Mungkin dia mereferensikan Sunda H. erectus dalam gambar di atas masih hidup sampai 60 kya. Ini merupakan salah satu fakta, bahwa peran Indonesia sangat penting dalam mengungkap sejarah evolusi manusia modern. Peran yang belum optimal dimainkan oleh para peneliti dalam negeri.

Bergeser ke materi genetik yang diwarisi dari Neandertal, populasi Jarawa dan Onge terdeteksi mewarisi sedikit lebih tinggi dari populasi Eropa, namun tidak jauh berbeda dari populasi India, dengan populasi Papua Nugini mewarisi tertinggi, disusul populasi Han penutur Tibeto-Burman. Namun terkait dengan populasi Papua Nugini, bisa terjadi karena adanya admixture dengan Denisovan, yang juga terdeteksi adanya introgresi dari Neandertal. Dan populasi Papua Nugini juga mewarisi materi genetik Denisovan tertinggi dibanding yang lain. Setidaknya, semua populasi Asia dalam penelitian ini mewarisi sedikit materi genetik Denisovan, namun tidak secara langsung. Hal ini masih sesuai dengan Sankararaman et al. (2016).

Satu catatan menarik dari populasi Aborigin Australia, yang memiliki perbedaan genetik varian tertinggi dengan populasi Afrika dibandingkan populasi lainnya (6-7%). Hal ini bukan karena adanya admixture dengan populasi dalam garis keturunan ‘Modern Human di Eurasia’, jadi tidak ada basal Eurasia dalam populasi Aborigin Australia, namun secara statistik lebih karena adanya introgresi dari archaic hominins. Apa yang bisa disimpulkan dari fenomena ini? Basal Australasian sepertinya terpisah dari leluhur populasi Afrika jauh sebelum basal Eurasia lahir. Basal Eurasia sangat mungkin populasi yang memisahkan diri setelah basal Australasia terpisah dari ‘Modern Human di Eurasia’, namun sebelum populasi Eropa memisahkan diri dari ‘Modern Human di Eurasia’. Bingung? Karena ada satu cabang yang tidak ada dalam gambar di atas, yaitu basal Eurasia. Jika Anda membaca Lazaridis et al., Anda juga akan dibuat bingung, karena Ancient Northern Eurasia sebenarnya masih perpanjangan dari basal Eurasia, namun populasi Asia Timur dan Amerika Selatan secara statistik tidak mewarisi basal Eurasia. Hal ini membuktikan bahwa populasi basal Eurasia di Timur Tengah, yang sebelumnya terisolasi, entah bagaimana, bisa menurunkan basal Eurasia ke populasi yang menuju ke Siberia dan India, namun tidak sampai ke China ataupun Amerika Selatan. Setelah menelusuri penanda genetik maternal, sebagian besar garis keturunan macrohaplogroup M tidak mewarisi basal Eurasia, sedangkan garis keturunan macrohaplogroup N dipastikan terdapat basal Eurasia dengan frekuensi bervariasi. Masih perlu analisis lebih lanjut tentang basal Eurasia ini.

Kesimpulan apa yang bisa diambil?

Status basal Australasia yang meliputi suku Aborigin Australia, Papua Nugini, pribumi Andaman, penutur Dravida India (sebagian besar basal macrohaplogroup M, dengan sedikit mtDNA R yang terisolasi), sebagian penutur Tibeto-Burman (populasi Han dan Dai dengan basal haplogroup macrohaplogroup M), dan masih perlu dikonfirmasi adalah Orang Asli dan Negrito Asia Tenggara seperti Mamanwa dan Aeta, semuanya tidak terdeteksi adanya basal Eurasia, namun mewarisi ambiguous sequence dari unknown Southeast Asian yang muncul dalam rentang 440-250 kya. Bagaimana dengan populasi Indonesia? Jika ada penelitian ke depan tentang archaic ambiguous sequence sebagian populasi Indonesia bagian barat, please, sertakan populasi Indonesia bagian barat dan Asia Tenggara lainnya dengan basal haplogroup ke dalam penelitian tersebut. Saya, dan mungkin kita semua, juga berharap partisipasi dari peneliti dalam negeri lebih aktif, mengingat peran Indonesia sebagai salah satu melting pot populasi masa lampau.

 

Update: 9 Agustus 2016

Sehari setelah paper Mondal et al. dipublikasikan, Pontus Skoglund memposting di twitter accountnya bahwa dia tidak bisa mereplikasi hasil yang sama,

pontus_mondal

dan sekarang sudah ada pre-printnya. Artinya, secara statistik hasil keduanya berbeda. Apakah keduanya memakai data yang sama? Adakah faktor lain yang mempengaruhi perbedaan tersebut?

skoglund

Sains memang sebuah dialog, begitu pula dengan instrumentasi dalam sebuah lagu progrock. Dalam struktur lagu-lagu progrock, apa yang dipaparkan Skoglund itu seperti solo bass di tengah sebuah lagu epic, sebuah outside. Kadang banyak yang tidak suka karena penikmat musik lebih menyukai solo gitar/keyboard, kadang tidak perlu tapi ini menambah kekayaan bunyi. Karena seringkali, solo bass punya tempat sendiri di luar lagu epic, lagu tersendiri. Mungkin Skoglund perlu menunggu data tersedia dan menganalisis ulang dengan metode yang sama.

 

Update dari Mondal et al.: 23 Agustus 2016

Tanggapan dari Mondal et al., atas ketidakmampuan Skoglund et al. mereplikasi hasil analisis Mondal et al., tidak ada yang salah dari metode yang digunakan. Metode baru untuk pemanggilan/penyaringan dari Skoglund et al. diduga terlalu sensitif terhadap varian genetik yang langka. Namun demikian, ada sedikit perbedaan atas hasil analisis populasi Asia Timur, yang memiliki kemungkinan adanya introgresi dari archaic hominins meskipun lebih rendah dari populasi Andaman. Perbedaan hasil antara populasi Papua dan Australia terkait dengan variant calling artifacts, karena hanya populasi aborigin Australia yang memiliki vcf.

Satu hal terlupakan tentang kesimpulan Mondal et al. :

iii) that the characteristic distinctive phenotypes (including very short stature) of Andamanese do not reflect an ancient African origin, but have resulted from strong natural selection on genes related to human body size.

Kesimpulan diatas yang seharusnya diteliti lebih dalam lagi, bukan pendekatan statistiknya.

replikasi mondal et al

Update: Januari 2017

Ada informasi yang terlewat dari Kuhlwilm et al. (2016) yang merupakan salah satu kunci dari archaic ambiguous sequences tersebut. Bahwa, sekuens yang diwarisi Neandertal Altai memiliki kemiripan dengan sekuens populasi Papua (deep lineage) yang tidak diwarisi oleh populasi San, Mbuti, Yoruba dan keturunannya. Artinya, ada populasi lain, yang memisahkan diri dari leluhur San, Mbuti dan Yoruba, yang kemudian migrasi ke pegunungan Altai sekitar 100 kya. Deep lineage pada populasi Papua sendiri tidak dimiliki oleh populasi Afrika saat ini, artinya sangat mungkin deep lineage ini hanya mungkin diwarisi dari populasi proto-Eurasia. Ingat dengan Model Baru? Keberadaan garis keturunan Homo sapiens di Eurasia lebih tua dari garis keturunan Afrika modern masih belum terbantahkan. Bisa saja Homo sapiens idaltu di Afrika timur (Omo 1 ~190 kya; Herto 164 kya) memiliki leluhur yang sama dengan populasi  proto-Eurasia dan manusia Qafzeh di Levant. Atau, manusia Qafzeh adalah salah satu garis keturunan proto-Eurasia. Untuk membuktikan hipotesis/model baru tersebut memang membutuhkan sekuens dari manusia Qafzeh, Omo 1 dan Herto, serta beberapa manusia modern di China (seperti Daoxian, Tam Pa Ling, dan mungkin Zhirendong). Karena itu, saya sangat mengharapkan bahwa pada waktu yang tak terlalu lama, para peneliti seperti Pagani et al. akan membuktikan relasi antara Neandertal Altai dan populasi Papua Nugini. Hasil ini akan menjawab teka-teki archaic ambiguous sequences sekaligus siapa sebenarnya unknown Southeast Asians, dan mungkin bisa sekaligus mengungkap siapa ancestral East Asians. Jika Anda lihat gambar dari Mondal et al. maka proto-Eurasian masih mewariskan materi genetik pada populasi PNG, aborigin Australia, pribumi Andaman (Onge), populasi pribumi India (Dravida) dan sebagian kecil Tibeto-Burman, dan tidak menutup kemungkinan Orang Asli dan Aeta serta Mamanwa di Filipina.

pagani-et-al-skema-2

Further confirmation for unknown archaic ancestry in Andaman and South Asia

Abstract

In a recent paper, we have derived three main conclusions: i) that all Asian and Pacific populations share a single origin and expansion out of Africa, contradicting an earlier proposal of two independent waves; ii) that populations from South and Southeast Asia harbor a small proportion of ancestry from an unknown extinct hominin, different from the Neanderthal and the Denisovan, which is absent in Europeans; and, iii) that the characteristic distinctive phenotypes (including very short stature) of Andamanese do not reflect an ancient African origin, but have resulted from strong natural selection on genes related to human body size. Although the single wave out of Africa and single origin for Asian and Pacific populations have been confirmed, the existence of admixture with an extinct hominin has been challenged by Skoglund et al., as they were unable to replicate our results in their data sets. While we had used a wide variety of statistical methods and data sets from diverse populations to draw our inference, Skoglund et al. have used only one method (Dstats, for the whole genome, not specifically for the relevant genomic regions) and compared only with the Asians, not even with the Europeans. Skoglund et al. have alleged that our statistical treatment of the data was faulty and have pointed out some possible sources of error. We have reexamined our data focusing on possible sources of error flagged by Skoglund et al. We have also performed new analyses. The reexamination and new analyses have bolstered our confidence that our earlier inferences were correct and have resulted in an improved model of introgression of modern humans with a hitherto unknown archaic ancestry. We also propose a possible reason for the inability of Skoglund et al. to validate our inference.

Link

PS: update tentang tulisan ini akan menyusul di halaman ini juga setelah penelitian terkait ambiguous sequence dipublikasikan

Iklan

5 responses to “The Song of An Ambiguous Sequence

  1. Ping-balik: 6th DNA Polymorphisms in Human Populations | The Forgotten Motherland·

  2. Ping-balik: Topik Menarik ASHG 2016 | The Forgotten Motherland·

  3. Ping-balik: Setruktur Genetik Aborigin Australia | The Forgotten Motherland·

  4. Ping-balik: Manusia Xuchang dan Signifikansinya | The Forgotten Motherland·

  5. Ping-balik: Hipotesis Out of Eurasia | The Forgotten Motherland·

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s