Annonceinfo

Arvemateriale afslører forskellen på nutidsmenneske og oldtidsmenneske

Det komplette arvemateriale fra denisovaen - søsterarten til neandertaleren - kaster nyt lys på vores nærmeste slægtninge og viser, hvad der adskiller moderne mennesker fra ældre mennesketyper.

Her ses forskerne i gang med udgravningen af en Denisova-hule. (Foto: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

Det er lykkedes forskere at kortlægge det komplette arvemateriale fra den 30-80.000 år gamle søsterart til neandertaleren, denisova-mennesket, lige så detaljeret, som hvis det var et nulevende menneske.

Arvematerialet giver ny viden om vores nære slægtninge, og giver et direkte indblik i de genetiske forandringer, som skabte mennesket.

Siden vores og denisovaens udviklingslinjer skiltes, udviklede vi hurtigt en enestående varieret kultur og imponerende teknologi, som i sidste ende betød, at vi blomstrede op og koloniserede hele kloden, mens de ældre mennesketyper visnede væk og uddøde.

»Det måske mest spændende for mig at se er, at vi nu har et komplet katalog over, hvad der skete i den allersidste del af vores evolution,« sagde lederen af studiet professor Svante Pääbo fra Max Planck Instituttet i Leipzig, Tyskland på en pressekonference for nylig.

Bygger på helt ny metode

Svante Pääbo er en af verdens førende forskere inden for fossilt DNA og har i 2010 og 2011 kortlagt henholdsvis en foreløbig udgave af neandertalerens og denisovaens arvemateriale.

Fakta

Denisovaen

- Levede for 30-80.000 år siden.

- Har formentlig været udbredt fra Sibirien hele vejen det til østlige Asien og mod syd til Det indiske Ocean.

- Genetisk set en søsterart til neandertalerne, men da man kun har to kindtænder og en lillebitte knogle fra en lillefinger, er det usikkert, i hvor høj grad de har set ud som neandertalerne.

Det arvemateriale, der nu offentliggøres i det videnskabelige tidsskrift Science, bygger på en helt ny metode, som er udviklet gennem de sidste tre år af molekylærbiologen Matthias Meyer fra Svante Pääbos forskningsgruppe.

»Det særlige er, at den tager højde for de specielle problemer, der er med fossilt DNA,« siger Matthias Meyer og fortsætter:

»Groft sagt, giver den 10 gange så meget information.«

Arvemateriale kan nærstuderes

Det ved han, fordi forskerne har kørt de nye eksperimenter på en rest af det materiale, de også brugte i 2011.

Men hvor de dengang kun kunne få hvert bogstav i arvematerialet kortlagt 1,9 gange i gennemsnit, giver den nye metode nu så meget mere information, at hvert bogstav er kortlagt 30 gange i gennemsnit.

Det ældgamle arvemateriale blev hevet frem på dette laboratorie. (Foto: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

Det betyder, at fejl er minimeret, og at man for alvor kan begynde at nærstudere arvematerialet.

Det har forskerne gjort på en lang række måder. For at starte med os selv, har de fundet 111.812 enkelte DNA-baser i moderne menneskers arvemateriale, der er forskellige fra denisovaens.

Zoomer ind på 23 genetiske ændringer

Det er mutationer hos vores forfædre, der er opstået, siden vores udviklingslinje skiltes fra denisovaens for ca. 500.000 år siden, og som i dag er udbredt til næsten alle nulevende mennesker.

»Det fantastiske er, at det ikke er en astronomisk lang liste,« siger Svante Pääbo.

Listen bliver endnu kortere, når man zoomer ind på baseforandringer, der ændrer på cellens arbejdsheste - proteinerne - der står for al den biologiske aktivitet.

Fakta

Mennesket og neandertaleren menes at være opstået fra Homo heidelbergensis som to linjer, der skiltes for cirka 500.000 år siden.

Den eventyrlystne linje udforskede verden uden for Afrika og udvikledes til neandertalerne i vest og denisova'erne i øst.

Vi er efterkommere af den linje, der blev i Afrika, og først for 75-100.000 år siden vovede sig uden for moder kontinentet.

Her er kun 260 proteiner berørt, og hvis man zoomer yderligere ind på de ændringer, der gennem millioner af år er bevaret i næsten alle aber og menneskeaber, men lige præcis er forandret i vores linje i de sidste få hundrede tusinde år, kommer man ned på 23 genetiske ændringer.

Otte gener for hjernens funktion

De 23 genetiske ændringer er rigtig gode kandidater til at være de gener, der så at sige er opskriften på, hvad det er, der gør mennesket til menneske.

Meget interessant finder man her otte gener, som har med hjernens funktion og nervesystemets udvikling at gøre – det er gener med de mundrette navne: NOVA1, SLITRK1, KATNA1, LUZP1, ARHGAP32, ADSL, HTR2B, CBTNAP2.

Der er også gener iblandt, som har med huden, tænderne og synet at gøre.

Svante Pääbo peger på CBTNAP2 som det måske mest spændende, fordi det er et gen, som kan påvirke de sproglige evner. Genet er reguleret af et andet gen, kaldet FOXP2, som man allerede ved er vigtigt for udviklingen af tale og sprog.

Et nyt, stærkt redskab
Denisova-hule i det sydlige Siberien i Rusland. (Foto: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

Mennesker har to unikke mutationer i FOXP2-genet, der ikke findes hos chimpanser. Disse to mutationer findes også hos både denisovaen og neandertaleren, og kunne indikere at deres kommunikationsevner var på højde med vores.

Men med det nye fund er det fristende at spekulere på, at der alligevel kan have været en afgørende forskel et trin længere nede på genet CBTNAP2, som styres af FOXP2.

De præcise konsekvenser for vores biologi af de små genetiske variationer ligger desværre endnu uden for vores viden, men med genomet har forskere verden over fået et stærkt redskab til at zoome ind på de mest spændende forandringer og bidrage brik for brik til billedet af, hvad der skabte os mennesker.

Havde meget lav genetisk variation

Svante Pääbo siger, at hans egen og andre grupper burde kunne udrede trådene inden for det kommende årti.

Ud over os selv afslører genomet naturligvis også en del om de gådefulde denisovaer, blandt andet at de ligesom os havde 46 kromosomer (chimpanserne har 48), at det konkrete individ er en pige (Y kromosomet mangler) og at hun og hendes folk var mørklødede, havde brune øjne og mørkt hår.

CT-skanning af Denisova-fingerknogle. (Foto: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

Genomets kvalitet er så høj, at forskerne både kan se faderens og moderens arvemateriale fra det ene individ og herfra bl.a. vise, at denisova'erne havde meget lav genetisk variation.

De kan udelukke, at det skyldes incest og indavl, og de mener, at denisova'erne som folk må stamme fra en gruppe af ret få individer og aldrig rigtig blomstrede op.

»Måske viser det, at de konstant kæmpede for at overleve,« siger Matthias Meyer.

Affære mellem denisova-mænd og menneskekvinder

Denisova-genomet bekræfter også et tidligere fund af, at nulevende mennesker på Ny Guinea og i Australien har 3-5 procent denisova-DNA i deres genom.

Det vidner om en affære mellem de to mennesketyper i vores forhistorie. Men nu kan forskerne skimte en meget interessant detalje.

Denisova-arvematerialet blev blandt andet trukket fra to tænder. (Foto: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

Ifølge professor David Reich fra Harvard University, Boston, USA, som er medforfatter på studiet, kan det se ud, som om affæren har været i mellem denisova-mænd og menneskekvinder.

Det nye genoms store nøjagtighed gør det nemlig muligt at vise, at der er mindre denisova-DNA på det kvindelige kønskromosom X end på de andre kromosomer.

Manden giver kun et X-kromosom videre halvdelen af gangene (til pigebørn), mens kvinden altid giver et X videre, så det kan forklare ubalancen.

Ny metode kan revolutionere feltet

Ifølge David Reich kan en alternativ forklaring dog også være, at der har været en evolutionær selektion imod X'et fra denisovaerne.

»Det er fantastisk, hvordan vi begynder at kunne lære om forhistorien ud fra de her data‚« siger David Reich.

Og det er næppe sidste gang, vi kommer til at høre om vores forhistorie ud fra fossilt arvemateriale. Matthias Meyers nye metode kan revolutionere feltet og åbne for at kortlægge endnu ældre fund.

»Det vil være en drøm at kunne kortlægge en mennesketype, der er over 100.000 år gammel‚« siger Meyer og peger på for eksempel Homo heidelbergensis, som er neandertalerens og vores fælles forfader.

I første omgang kaster forskerne sig over neandertalerens arvemateriale igen og håber, at den nye metode vil give et ligeså detaljeret neandertal-genom.

jeg kan ikke helt følge

jeg kan ikke helt følge argumenterne, men generelt kan man godt sige, at de nye resultater indenfor fossilt dna åbner en risiko for genoplivning af eugenik og racisme i og med de viser, at der faktisk er større forskel nulevende mennesker i mellem end man har troet.

Og jo der er gode grunde til at tro at vores forfædres teknologi var bedre end denisovaernes teknologi og kultur.
De arkæologiske fund af denisova genstande er lig nul kan man indvende, men til gengæld er fundene rige fra vores forfædre og både redskabernes kvalitet, den teknik de fremstilles med og mange forfinede kunstgenstande mm. kendes ganske enkelt ikke før det moderne menneske træder ind på scenen. De ældste fund fra de første moderne mennesker i Europa vidner om en mere avanceret og kompleks adfærd end man kender fra nogen andre af vores nærmeste slægtninge.
Selv de sidste neandertalere, der brugte farvepigmenter, begravede deres døde, lavede smykker og på mange måde var højt udviklede har stadig ikke en nær så kompleks og mangfoldig kultur som moderne mennesker.
Det er selvfølgelig ikke umuligt men det vil være en stor sensation, hvis denisovaen viser sig at have en kultur og teknologi der minder om vores forfædre kompleksitet.
Vi er selvfølgelig også dem, der klarede skærene (selv om man i en hvis forstand kan sige, at neandertal og denisova ikke er uddøde men lever videre i os i dag) og det i sig selv vidner om at de mange teknologiske nyskabelser som nål og tråd, net, snarer, endnu bedre stenteknologi, kastetræ, bue og pil osv. tillod vores forfædre at udnytte de tilgængelige ressourcer mere effektivt end de mennesketyper vi delte landskabet med.

mvh Rasmus

jeg kan ikke helt følge

jeg kan ikke helt følge argumenterne, men generelt kan man godt sige, at de nye resultater indenfor fossilt dna åbner en risiko for genoplivning af eugenik og racisme i og med de viser, at der faktisk er større forskel nulevende mennesker i mellem end man har troet.

Og jo der er gode grunde til at tro at vores forfædres teknologi var bedre end denisovaernes teknologi og kultur.
De arkæologiske fund af denisova genstande er lig nul kan man indvende, men til gengæld er fundene rige fra vores forfædre og både redskabernes kvalitet, den teknik de fremstilles med og mange forfinede kunstgenstande mm. kendes ganske enkelt ikke før det moderne menneske træder ind på scenen. De ældste fund fra de første moderne mennesker i Europa vidner om en mere avanceret og kompleks adfærd end man kender fra nogen andre af vores nærmeste slægtninge.
Selv de sidste neandertalere, der brugte farvepigmenter, begravede deres døde, lavede smykker og på mange måde var højt udviklede har stadig ikke en nær så kompleks og mangfoldig kultur som moderne mennesker.
Det er selvfølgelig ikke umuligt men det vil være en stor sensation, hvis denisovaen viser sig at have en kultur og teknologi der minder om vores forfædre kompleksitet.
Vi er selvfølgelig også dem, der klarede skærene (selv om man i en hvis forstand kan sige, at neandertal og denisova ikke er uddøde men lever videre i os i dag) og det i sig selv vidner om at de mange teknologiske nyskabelser som nål og tråd, net, snarer, endnu bedre stenteknologi, kastetræ, bue og pil osv. tillod vores forfædre at udnytte de tilgængelige ressourcer mere effektivt end de mennesketyper vi delte landskabet med.

mvh Rasmus

Lidt uddybende

Hej Peter

mht mitokondrie DNA'et er det endnu et mysterium, hvorfor det er så anderledes. Det er også et mysterium hvorfor kindtænderne ser så anderledes ud og man håber at finde nyt fossilt materiale, der kan vise hvordan de så ud.

Tænderne er i øvrigt en af begrundelserne for at tro, at der er tale om en ny type menneske og ikke blot en neandertaler. En anden er, at det mønster af genetiske spor fra denisovaen man ser i moderne mennesker er helt forskellige fra dem man ser fra neandertaleren. En tredje grund er at både neandertalere og denisovaer hver især har meget lav genetisk variation, men indbyrdes er der mange forskelle. Med andre ord er den genetiske diversitet i denisovaen ikke en undergruppe af den genetiske diversitet man ser i neandertaleren (eller omvendt). Til sammenligning er den genetiske forskel mellem nulevende San Buskfolk og europæere (eller kinesere) faktisk omtrent den samme som forskellene mellem denisovaer og neandertalere. Men til forskel er den genetiske variation man finder hos europæere (eller kinesere) indeholdt den variation man finder blandt afrikanere.

Mht. populationsstørrelsen er det lidt teknisk at forklare, hvordan forskerne kan sige noget ud fra blot et individ i en hule i Sibirien. Men jeg forsøge at give en forklaring:

Kvaliteten af det nye genom er nu så god, at man kan skelne det kromosom-sæt individet har arvet fra hhv. faderen og moderen. Så på sin vis har forskerne har kortlagt to individers genom - nemlig faderens og moderens.
Når de sammenligner disse to finder de overraskende få forskelle.
De kan udlukke at den lave diversitet skyldes indavl eller incest i en eller anden form (fætter-kusine, bror-søster osv.) pga. den måde forskellene er fordelt på.
Hvis man forestiller sig, at man spadserer ned ad kromosomerne og sammenligner faderens og moderens kromosomer ville man med indavl/incest forvente at støde på lange stræk/regioner, hvor de to kromosomer base for base er helt identiske, fordi der er en nylig fælles forfader.
Det finder de ikke antydningen af og derfor fortolker de den lave genetiske variation mellem moderen og faderens kromosomer som et resultat af lav populationsstørrelse.
Og faktisk kan man, når man tager sådan en "kromosom gåtur" med modeller beregne, hvor længe siden det er, at hvert stykke af kromosomet havde en fælles forfader.
Det gør forskerne og viser så at sige, at hele denisovaens dybe forhistorie er en historie med lav genetisk variation og en lav populationsstørrelse.
De kan dog ikke udelukke, at der i den relativt nylige historie er sket noget andet fx at en denisova population er brudt ud for fx 50.000 år siden og har spredt sig succesfuldt til Asien med en stor populationsstørrelse. Men hele den lange dybe historie den sidste halve mio. år ser ud til at have været præget af en lav populationsstørrelse.

Mvh Rasmus Kragh Jakobsen

Lige en sidebemærkning

Hej Peter og Peter,

Jeg byder lige ind med min sparsomme viden.

Ift. Kommentaren: "Med DNA fra en lillefinger og en tand fundet i samme hule forekommer det mig mildest talt underligt at man kan sige at variationen af generne inden for denisovanerne er lav"
Vil jeg sige at det nu er muligt at vurdere hele populationens tilstand (dvs. mængden genetisk variation) udfra et individ!

Også lige en kommentar til de 3% forskellighed: Det er nok nærmere hvor i genomet at man er forskellig end hvor meget forskellig man er, vi har jo trodsalt 98% lighed med chimpanser.
Noget andet er at der formentligt har været en gråzone hvor menneskerne har parret sig på kryds og tværs.

Med venlig hilsen
Casper-Emil

svar til Peter Ole Kvint+tale

Du kan ikke bruge argumentationen med de 46 kromosomer. Brugen af det forudsætter at forskellene på kromosomerne er stokastisk uafhængig. Det er de langt fra. For at sætte sagen på spidsen kan den ene jo være direkte efterkommer af den anden. Det er rimeligt sandsynligt at der er en familiemæssig forbindelse med dem.

Jeg er helt uenig med dig i at de 3% er et minimum. Jeg vil mene det er et maksimum. Det skyldes at beregningerne forudsætter at den større genetiske lighed udelukkende skyldes seksuelt overførsel af gener, hvilket er højst usandsynligt. Jeg kan rent umiddelbart se 3 andre muligheder. Min begrænsede fantasi kan desværre ikke give flere; men det hindrer jo ikke i at der er det.
De 3 muligheder.

1. Gener er overført fra mennesker til denisovaner. Rent umiddelbart anser jeg det for usandsynligt, at de kun er gået fra denisovaner til mennesker.

2 Miljøpres. De har jo levet i samme miljø.

3. Forhold i den nordlige del af Afrika. Muligheden fremgår fra en artikel i videnskab.dk om neandertaleren samt fra en artikel skrevet af videnskabsmænd.

Man har mig bekendt ingen viden om denisovanernes kultur, så at sige den var på højde med menneskets er rent gæt. Jeg har set et sted at menneskets kultur på et tidspunkt, hvor både mennesker og neandertaler eksisterede, var mere fremskreden en neandertalerens.

På TV blev der for et stykke tid siden nævnt at man havde fundet en punktmutation i mennesker, der fandt sted for mellem 100.000 og 200.00 år siden altså efter adskillelse af neandertaler-denisovaer og mennesker, som har væsentlig betydning for kommunikationen. Dette stemmer ikke særlig godt med artiklen ovenfor. Jeg er ikke kompetent til at udtale mig om hvad der er rigtig; men jeg kan konstaterer at når sex mellem mennesker og hominider kommer ud til offentligheden er det på en måde der overdriver så det kan vække størst mulig interesse hos læseren.

Racisme!

"Siden vores og denisovaens udviklingslinjer skiltes, udviklede vi hurtigt en enestående varieret kultur og imponerende teknologi, som i sidste ende betød, at vi blomstrede op og koloniserede hele kloden, mens de ældre mennesketyper visnede væk og uddøde."

Vi har ingen grund til at tro at vores kultur og teknologi var bedre end denisovaens kultur og teknologi. Og det fremgår af artiklen at der stadigt lever nulevende mennesker på Ny Guinea og i Australien har 3-5 procent denisova-DNA. Disse burde være visnede væk og være uddøde for længe siden. De denisovaer som levede i det sydlige Asien, må have haft langt større lighed med nulevende mennesker på Ny Guinea og i Australien end de denisovaer som levede i Siberien. De 3 procent denisova-DNA må være et minimum.

http://videnskab.dk/miljo-naturvidenskab/aboriginer-genom-kaster-nyt-lys...
Af denne artikel fremgår det at der i det vestlige Australien lever ældre gruppe som er den der udvandrende og mødte denisova-mennesket for 50.000 år siden. Denne gruppe må have mere denisova-DNA end nogen anden nulevende gruppe.

Re: Tvivlspørgsmål

"Med DNA fra en lillefinger og en tand fundet i samme hule forekommer det mig mildest talt underligt at man kan sige at variationen af generne inden for denisovanerne er lav"

Når man kan udtale sig om noget sådan så skyldes det at de 46 kromosomer er i par.

Med fire sæt af 23 kromosomer. Så kan man lave 23 stamtræer for kromosomerne og udfra formen på stamtræet kan man slutte at bestanden flere gange må have været meget lille.

Der hvor det knækker for forskerrne er at de udfra nogle flaskehalse på stamtræet udtaler sig om hele bestanden i Asien og ikke kun om de to individers stamtavle. Da man ikke kan være sikke på at de to representative for hele gruppen.

En bestand af mennesker udvikler sig ved at bestanden overlever i små områder (refugiuer) under istiden. Og derfra spreder sig i varme perioder. De to denisovaerne stammer fra det samme refugiue og er ikke blandet med mennesker fra andre refugiuer.

Det må også bemærkes at genere på de moderne burmesere er meget dårligt undersøgt.

Forudsætninger

Forudsætningerne for beregningerne er at de forskelle man finder udelukkende skyldes sexuelt overførte gener fra denisovanerne. Dette er langt fra sikkert, at dette holder. Der er også problemer med usikkerhedsberegningerne.

Tvivlspørgsmål

Mitocondria DNA siger noget helt andet end kerne DNA. De siger at at denisovaerne udskilte sig fra menneskelinjen for ca. en million år siden, medens neandertaleren udskilte sig for en halv million år siden. Den tidlige udskillelse støttes af en tand, som morfologisk er tættere på homo erectus.
Mig bekendt er der ingen, der har kunnet forklare den underlige forskel.

De 3-5% denisovagener er antal mutationer i denisovanerne i forhold til andelen af mutationer udviklet efter adskillelsen af neandertaleren. Jeg har iøvrigt set nogle betydeligt lavere procentsatser.

Med DNA fra en lillefinger og en tand fundet i samme hule forekommer det mig mildest talt underligt at man kan sige at variationen af generne inden for denisovanerne er lav

Seneste fra Kultur & Samfund

Deltag i Unge Forskere 2015

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.

Mest sete video

Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg