Med fossilt DNA fra bunden af canadiske søer viser danske forskere nu, at de første mennesker i Amerika ikke kan have fulgt den rute, man længe har troet, via en isfri korridor i Alaska og Canada.
»Nu kan vi aflive noget, folk har troet på i mere end hundrede år, og det er væsentligt, både for at forstå vores egen og dyrenes historie,« siger professor Eske Willerslev, leder af Center for Geogenetik på Statens Naturhistoriske Museum, der står bag det nye studie.
I stedet må de første amerikanere have fulgt en alternativ rute – formentlig en tynd landstribe langs Alaskas vestkyst – eller også har de navigeret rundt om isbjerge langs kysten i små fartøjer og fanget sæler og fisk.
I en kommentar i Nature skriver geografen Suzanne McGowan ved University of Nottingham i England, som ikke har deltaget i forskningen, at »studiet giver det hidtil mest fyldestgørende billede af timingen for dyre- og plantelivet i den centrale ‘flaskehals’-region af den isfri korridor.«
Hun peger desuden på, at metoden med at analysere fossilt DNA fra miljøet »står til at revolutionere udforskningen af oldgamle og komplekse biologiske levn i sedimenter (aflejringer, red.).«
Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.
LÆS OGSÅ: Sidste skridt i menneskehedens rejse kortlagt
De første amerikanere fandt et slaraffenland
De første moderne mennesker brød ud fra Afrika for 50-100.000 år siden og koloniserede på kort tid Australien, Europa og Asien, inden mennesker til sidst ankom til Amerika via Sibirien.
Ingen af de tidlige mennesketyper har sat fod i Amerika, så de første mennesker på kontinentet mødte et overflødighedshorn af store dyr som bison, mammut, heste, skjolddyr, sabelkat og kæmpe dovendyr.
Dette møde har fascineret forskere i mindst 120 år, og menneskets rolle i de store pattedyrs uddøen er stadig et varmt emne.
LÆS OGSÅ: Mennesket udryddede alle de store dyr på Jorden
Gammel teori: Isfri korridor passer med opblomstring af jægerkultur
Ligeledes har man diskuteret, hvor menneskene først ankom – det eneste landfaste punkt er Bering-landbroen mellem det isnende kolde Sibirien og Alaska, men den videre adgangsport var under istiden blokeret af to gigantiske gletsjere.
Ved afslutningen af istiden åbnede en 1.500 km lang korridor, hvor isen smeltede væk mellem de to gletsjere for 13-15.000 år siden, og forskerne har længe beskrevet, hvordan jægere må have fulgt byttedyrene ind gennem korridoren, indtil de en dag skuede ud over Amerikas åbne vidder spækket med omvandrende bøffer.
LÆS OGSÅ: Mamutten uddøde fordi urter forsvandt
Arkæologerne hæfter sig ved en samtidig og pludselig – nærmest eksplosiv – fremkomst af den berømte Clovis-kultur af storvildtjægere for ca. 13.400 år siden.
»Det (den isfri korridor, red.) passer helt perfekt – som fod i hose – med tilstedeværelsen af Clovis syd for isen,« siger Eske Willerslev.
»Ser man i lærebøger, er der altid tegnet en pil, der løber fra Sibirien ind i Alaska og ned gennem den isfri korridor, og så spreder menneskene sig ud syd for korridoren, hvor de bliver til indianerne,« tilføjer han.
Den gamle teori vakler
Men de seneste årtier er denne klassiske tolkning blevet kraftigt udfordret.
Bl.a. af arkæologen Tom Dillehays fund af 14.700 år gamle menneskelevn helt nede ved sydspidsen af Sydamerika og for nyligt af flere andre fund inkl. 14.000 år gammel menneskelort i Paisley Hulerne i Oregon, USA.
Der er med andre ord gået for kort tid, fra den isfri korridor åbnede for tidligst 15.000 år siden, til at mennesker har kunnet nå helt ned i den modsatte ende af kloden.
LÆS OGSÅ: Ny viden om koloniseringen af Amerika
Så Willerslev og kolleger besluttede sig for at teste hypotesen ved simpelthen at finde ud af, hvornår de første planter slog rod i korridoren, og der dermed blev skabt et levegrundlag for store dyr og mennesker.
»Alle har forventet, at dyr og mennesker har kunnet løbe igennem den der korridor, men i virkeligheden ved man meget lidt om, hvordan biologien var – det kunne være et kæmpe mudderhul‚« siger Eske Willerslev.
DNA skulle give svarene
Willerslev og kollegaernes arbejde med at teste hypotesen var baseret på DNA.
DNA-teknologierne er blevet så fintfølende, at man i jord kan finde stumper af DNA fra planter og dyr, som levede i et område for tusindvis af år siden.
Og ved at etablere en tidsserie af DNA gemt i sedimentlagene ville man kunne løfte svarene, tænkte forskerne allerede i 2009.
Men arbejdet er ikke så let som det måske lyder.
LÆS OGSÅ: Mennesket erobrede verden på rekordtid
Søbund er ideel som DNA-arkiv
Først skulle forskerne identificere præcis, hvor geologerne havde lokaliseret den isfri korridor. Det viser sig, at korridoren er smeltet ind fra begge ender, så midten blev en flaskehals, der først åbnede for ca. 13.000 år siden.
Dernæst skulle de finde de bedste steder at tage prøver. Her valgte forskerne at tage deres prøver i bunden af to nutidige søer, som har været søer, lige siden isen smeltede.
Det smarte med søer er, at de opsamler masser af materiale fra det omkringliggende land, f.eks. når blade falder af træerne om efteråret og føres med vandløb ned i søen.
Materiale fra både dyr og planter lægger sig på søbunden i sedimentlag, lidt ligesom årringe i træer, og kan følges tilbage i tiden.
LÆS OGSÅ: Forskere finder gener fra amerikanske indianere på Påskeøen
Trak gamle sedimentkerner op fra søbunden
Det blev den ph.d.-studerende Mikkel W. Pedersens lod at tage prøverne.
»Vi fandt, at det nemmeste var at tage ud i den canadiske vinter i 30 graders frost, hvor man kan gå på søen. Det er ok, bare man har det rigtige tøj på,« siger Mikkel Pedersen.
Forskerne borede først gennem en meter is og derpå adskillige meters vandkolonne, inden de trak den ene sedimentkerne op efter den anden.
»Det lykkedes os at finde kerner, som går helt tilbage til afsmeltningen og åbningen af korridoren og så frem til nu,« siger Mikkel Pedersen.
LÆS OGSÅ: Danskere kortlægger første genom fra fortidsmenneske
Banebrydende nye metode: Kortlagde eDNA
Hjemme i laboratoriet screenede forskerne alle kernerne for småbitte makrofossiler som blade og stængler, der både kan afsløre vækster og bruges til at datere sedimentlagene vha. kulstof-14 metoden.
Forskerne karakteriserede også plantelivet ved at analysere pollen, og som det banebrydende nye kortlagde de DNA fra miljøet (eDNA).
De havde dermed udviklet en ny metode, der viste sig overraskende effektiv:
I stedet for som hidtil at stille skarpt på bestemte DNA-sekvenser kastede de billedligt talt et trawl ud og kortlagde alt DNA i prøven.
»Vi lavede en metagenom analyse, det betyder, at vi så på alt det DNA, der var, og vi fik alt lige fra bakterier, protozoer og svampe til planter og dyr. Det gav et fantastisk detaljeret billede. Selv jeg, der havde store forventninger til metoden, troede det var løgn,« siger Eske Willerslev.
LÆS OGSÅ: Hvem var grønlændernes forfædre?
Mennesker og dyr kunne gå igennem – bare først for 12.600 år siden
Både pollenanalyserne og eDNA’et peger samstemmende på, at livet først kom trampende ind i korridoren, 400 år efter at isen trak sig.
De første planter voksede frem for ca. 12.600 år siden, og meget kort derefter kom dyrene. Forskerne har sågar fundet spor af gedde og aborre, hvilket viser, at søens økosystem hurtigt er blevet ret veludviklet.
På land så forskerne først steppe med bison efterflugt af hare, mosegris og mammut, hvor bison og mammut er vigtige fund, fordi man ved, at de var jagtbytte for menneskene.
Efter ca. 1.000 år voksede en spredt skov med poppel frem, og der skete et matchende skift i dyrene med bl.a. en slags kronhjort.
Endelig erstattedes den spredte skov af mørk, tæt nåleskov som de svenske skove. Og igen så man et skift i dyrene, hvor bl.a. elgsdyr kom ind, mens vejen omvendt blev spærret for de store dyr, menneskene jagtede på prærien.
LÆS OGSÅ: 12.000 år gammelt barneskelet forfader til amerikanske indianere
Menneskene er kommet uden om gletsjerne
»Det hele passer virkelig fint, og det, som var ret utroligt for mig, var den detailviden af dyr, som vi kunne få ud,« siger Willerslev.
»Men den vigtige take-home message i det her er, at det nu er meget usandsynligt, at nogle mennesker kunne tage den her tur før for 12.600 år siden.«
Det betyder, at både de berømte Clovis-jægere og de endnu tidligere fund som menneskene i Sydamerika eller fra Paisley-hulen må være kommet uden om gletsjerne i stedet for at gå igennem den isfri korridor.
»Helt ærlig må vi sige, at vi ikke ved, hvor de så er gået ind, men det mest nærliggende er, at de har fulgt kysten,« siger Eske Willerslev.
LÆS OGSÅ: Ældste moderne menneske uden for Afrika fundet
Formodede rute ligger i dag under havet
De seneste år har geologerne fundet tegn på, at der faktisk var en tynd stribe af land langs Alaskas vestkyst, hvor dyr og mennesker måske har kunnet passere.
Problemet er, at den stribe af kysten i dag ligger under havet, så ingen har fundet deres levn.
Men ifølge Willerslev er der nogle få øer, som også dengang var isfri, og det ville være oplagt at gentage eksperimenterne i søer på de øer for at etablere, om der kan have været livsbetingelser for dyr og mennesker.
»Det regner jeg selvfølgelig med, men før det er bevist, kan man ikke sige det med sikkerhed,« siger Eske Willerslev.
Som et alternativ kan menneskene være sejlet rundt om isbjergene, hvor de har etableret små bopladser på øer og levet af fisk og sæler som inuitterne.
LÆS OGSÅ: Øer gør store dyr mindre og små dyr større
Måske er der også spor af menneske-DNA
Willerslev og hans kollegaers nye studie baner vejen for fremtidige undersøgelser.
Det mest banebrydende ved det nye studie er måske, hvor ekstremt følsom metoden er, hvilket gør forskerne i stand til at rekonstruere et overraskende detaljeret billede af det forhistoriske miljø.
»Den her metode kan være meget brugbar til at besvare andre arkæologiske spørgsmål, hvor man vil beskrive omgivelserne og miljøet uden at have alle makrofossilerne,« siger Mikkel Pedersen.
Forskerne erkender dog, at man ikke fanger alting. For eksempel er Willerslev overrasket over, at de ikke har fundet heste-DNA, og der burde også have været forskellige vandfugle, som de ikke har fundet spor af.
Selve menneskene har de heller ikke DNA-spor efter.
»Vi har faktisk ikke ledt efter det, men vi burde gøre det,« siger Willerslev.
»Jeg tænkte oprindeligt, at menneske-DNA er umuligt at finde, fordi mennesker er så sjældne i landskabet, men når vi så finder noget som ørne, så har jeg det sådan, at så er det muligt.«
