Først kom orangutangen, så kom gorillaen, så kom chimpansen og så kom mennesket.
Menneskeabernes historie har varet i millioner af år og palæontologer har hidtil alene kunnet fortælle historien ved hjælp af studier af abefossiler rundt omkring i verden. Ud fra analyserne har forskerne kunnet tegne et overordnet billede af, i hvilken rækkefølge arterne opstod.
Nu graver dataloger fra Institut for Bioinformatik på Aarhus Universitet et spadestik dybere efter i samarbejde med et internationalt forskerhold at have kortlagt og analyseret genomet af menneskets fjerneste slægtning, orangutangen.
De danske forskere har ved hjælp af genomet kunnet fastsætte tidspunkter for, hvornår orangutangen og de andre menneskeaber opstod og dannede forgreningerne på vores fælles stamtræ.
»Vores genanalyser afslører, at det er 12 millioner år siden, at orangutangen opstod som art. Selv om orangutangen er menneskets fjerneste slægtning og det er så længe siden, at den gik sine egne veje, så viser vores studie, at mennesket og orangutangen er ekstremt identiske og deler hele 97 procent af arvematerialet,« siger professor Mikkel Heide Schierup fra Institut for Bioinformatik på Aarhus Universitet, der er en af hjernerne bag studiet.
De nye analyser viser, at orangutangens genom er mere stabilt end vores, fordi generne af en eller anden grund ikke har samme trang til at hoppe rundt i genomet, som de har hos mennesket og chimpansen. Den stabilitet gør måske dyret mere robust overfor sygdomme.
Én af de ting, som forskerne jagter en forklaring på, er, hvorfor orangutang-flokke i dag kun lever i det sydøstlige Asien. Menneskeaberne opstod oprindeligt i Afrika, og man ved, at mennesket gik på opdagelse i verden for 60.000 år siden.
Også orangutangen har på et eller andet tidspunkt i sin udviklingshistorie forladt sin vugge og er trasket ud i verden, men ingen ved hvornår.
»Vi vil gerne forstå arternes vandringer og de fossiler, vi graver op, og det kan vores arbejde hjælpe med i form af analyser af gener. Stemmer fossilstudierne overens med vores kortlægning af generne, er det et tegn på, at man har forstået det korrekt,« fortæller Mikkel Schierup.
De nye danske studier giver forskerne konkret viden om, præcis hvornår det genetiske stamtræ forgrenede sig og en ny art opstod.
Forskerne kan ikke kaste lys over historien ved at skrue tiden baglæns. Men de forskellige arters genomer bugner af gemt og glemt information om generne fra deres forfædre, som de danske forskere på snedig vis har vredet ud af arvematerialet.
Et genom minder meget om en instruktionsbog i at skabe og opretholde en bestemt art. Kromosomerne er bogens kapitler, og inden for hvert kapitel er der afsnit og sætninger, ord og bogstaver, der svarer til de enkelte baser på en dna-sekvens.
Metoden går ud på at scanne de tre slags genomer ved hjælp af et særligt matematisk analyseværktøj, der udpeger de steder på dna, hvor vores arvemateriale enten ligner en orangutang, en gorilla eller en chimpanse.
De dna-stykker, der f.eks. viser størst slægtskab mellem chimpansen og mennesket, fortæller ikke alene om, hvornår vi havde en fælles forfader, men også hvornår den art splittede op og blev til menneske og chimpanse.
På samme måde sladrer de dna-stykker, hvor ligheden mellem orangutangen og mennesket er størst, om hvornår mennesket og orangutangen havde en fælles forfader. Den viden kan forskerne bruge til at bestemme, hvornår orangutangen skilte sig ud og blev til en selvstændig art.
Ved at analysere de tre genomer tilsammen kan man derfor fortælle menneskeabernes samlede udviklingshistorie fra artsdannelsen af orangutangen over gorillaen og chimpansen til mennesket.
Orangutangen viser, at man skal 18 millioner år tilbage for at finde menneskets og orangutangens fælles forfader.
Orangutangen er blot den tredje menneskeabe, der har fået sit dnakortlagt.
Orangutangen blev først en selvstændig art for 12 millioner år siden, mens gorillaen opstod for 8 millioner år siden. Det sidste led på stammen er chimpansen, der opstod mellem fire og fem millioner år tilbage.
»Studierne bekræfter, at chimpansen er menneskets nærmeste slægtning og at den har 99 procent af sin arvemasse til fælles med os,« siger Mikkel Schierup.
Det nye genom giver ikke alene en bedre forståelse af menneskets udvikling, men fortæller også om, hvad orangutangen er for et dyr, og hvor store chancer den har for at overleve på sigt.
Orangutangen har i dag trange kår, fordi den holder til i regnskoven, der skrumper voldsomt ind på grund af skovhugst. Biologer er derfor bekymrede for, om arten kan overleve, hvis træfældningen fortsætter.
De nye analyser tyder heldigvis på, at orangutangen er robust som art. Sammenligner man genomet for forskellige individer kan man nemlig se, at der er stor genetisk variation mellem individerne, så dyret har mulighed for at udvikle sig i mange forskellige retninger igennem evolutionen.
Vi er mere beslægtede med orangutangerne, end vi lige gik og troedeKortlægningen viser, at der er 13 millioner forskelle på orangutangernes gener, hvilket er stor variation i forhold til alle andre menneskeaber.
Den store genetiske variation afslører, at orangutangen igennem tiderne har kunnet klare alskens strabadser og at populationen altid har været stor med titusinder af individer.
»To orangutanger fra samme ø er genetisk set meget mere forskellige end to mennesker fra hver sin ende af verden. Vi fandt en stor spredning i generne blandt orangutangerne på Borneo såvel som Sumatra, og det giver dyret de bedste betingelser for at overleve på sigt,« siger Mikkel Heide Schierup fra Institut for Bioinformatik på Aarhus Universitet.
Det nye genom giver også et indblik i, hvad det er for processer, der styrer evolutionen - om artens genom udvikler sig tilfældige mutationer eller om det sker ved en proces kaldet selektion, hvor nogle individer har gener, der giver dem en fordel i forhold til deres artsfæller.
Disse individer har dermed en større chance for at overleve og bringe arten videre, så de stærke gener kommer til at dominere en hel generation.
»Vores analyser tyder på, at den naturlige selektion har større betydning for artens udvikling og overlevelse, end hvad man hidtil har troet. Det ser ud til, at selektionen har været afgørende for udviklingen frem for tilfældigheder,« siger Thomas Mailund fra Institut for Bioinformatik.
Man ved, at chimpansen og mennesket er tættest beslægtede, men hvordan kan det så være, at så mange dna-stykker peger på et andet slægtskab? Svaret skal findes i populationsgenetikken, der beskriver den genetiske forskel, som findes mellem individer af samme art.
Hvis forfaderen til mennesket og chimpansen havde mange genetiske forskelle, vil nogle af dem kunne føres helt tilbage til forfader-arten for mennesket, chimpansen, gorillaen og orangutangen. Det er så muligt, at mennesket bliver nærmere beslægtet med orangutangen eller gorillaen for visse stykker af arvemassen. For orangutangens vedkommende er der så ifølge de nye studier én procent mere af arvemassen, der er nærmest beslægtet med os, end man hidtil har troet.
De enkelte geners historier rummer information om, hvornår de forskellige arter af menneskeaber er blevet dannet. Den viden kan ved hjælp af et særligt matematisk analyseværktøj vrides ud af dna. Analyseværktøjet kaldes for 'Den skjulte Markovkæde' og scanner populært sagt hen over vores dna og fortæller præcist hvor i vores dna, vi mest ligner en chimpanse, en gorilla eller en orangutang. Desuden er Markov-kæden en nøjagtig metode til at kunne bestemme, hvornår menneske-chimpanse-forfaderen blev til de to forskellige arter.
De data, som undersøgelsen bygger på, består af dna-sekvenser fra orangutangen, gorillaen, chimpansen og mennesket, der alle er menneskeaber. Derudover har forskerne brugt dna fra en endnu fjernere slægtning, macackaben, som blev dannet endnu længere tilbage i tiden og som derfor er en slags referenceramme, det vil sige, at den giver denne del af stamtræet en rod at stå på.
I dag findes der to forskellige arter af orangutanger, hvoraf den ene holder til på Sumatra mens den anden lever på Borneo. Forskerne har kortlagt genomer for individer af hver af de to underarter og har fundet ud af, at opsplitningen skete for ca. 300.000 år siden.
»Vores undersøgelser er vigtige i forsøget på at forstå, i hvor høj grad man kan tale om to forskellige arter. De to undergrupper har hver deres karakteristika, men de er ikke mere forskellige, end at de godt kunne få fælles afkom, hvis man satte dem sammen,« slutter Mikkel Schierup.
