Én enkelt udvandringsbølge spredte mennesket på kloden

Det moderne menneske opstod i Afrika for ca. 200.000 år siden, og de fleste mener, at en lille gruppe spredte sig ud af Afrika for 50-100.000 år siden og koloniserede resten af kloden.

Men gåden har været, hvorfor de ventede så længe, og om der i virkeligheden har været flere udvandringer?

Nu giver tre forskerhold det hidtil bedste bud på et svar gennem en kortlægning af flere hundrede høj-kvalitet genomer - mange fra genetisk oversete oprindelige folk.

De har kortlagt mere af menneskehedens genetiske variation end tidligere og resultatet tegner stort set et billede af, at alle nulevende mennesker uden for Afrika er efterkommere af én enkelt udvandringsbølge for under 80.000 år siden.

Men samtidig finder det ene studie spor af en tidligere udvandringsbølge for mere end 100.000 år siden, der i dag lever videre som en smule ’gammelt’ DNA, indlejret i arvematerialet hos nulevende australiere og ’negritos’ fra Phillippinerne.

Fundet vidner om, at vores dybe forhistorie er mere kompleks og formentligt tæller flere migrationer, som blot ikke har efterladt spor i mennesker i dag.

»Artiklerne er med til at give os det kvalificerede grundlag, der er nødvendig for at forstå, hvor vi kommer fra og bestemme, hvor vi skal hen,« siger professor Peter Kjærgaard, direktør ved Statens Naturhistoriske Museum, som ikke har deltaget i studierne.

Side om side har det videnskabelige tidsskrift Nature netop offentliggjort de tre store genomstudier og et modelstudie af klima, vegetation og menneskespredning (se links til studierne længere nede i artiklen).

Menneskets lange historie står skrevet i DNA

Historikere beskæftiger sig med de seneste få tusinde år, hvor vi er formet som mennesker kulturelt og teknologisk, men menneskets historie går langt dybere tilbage i tiden end nogen skriftlige kilder.

Forestil dig, at nogen havde nedfældet dine aner, generation for generation, i en bog, så de kunne følge rækken af dine forfædre tilbage i tiden - til vikingetiden og videre tilbage til faraoerne i Ægypten og endnu længere tilbage forbi ’historisk tid’, helt tilbage til de første moderne mennesker, som forlod Afrika og koloniserede verden.

Det er lige præcis, hvad genetiske studier gør muligt, og forskerne har længe brugt vores arvemateriale, DNA, som en tidsmaskine til at følge tråde fra nulevende folk tilbage i tiden og regne ud, hvilke ruter vores forfædre må have fulgt ud i verden.

Men mange af de studier bygger på DNA fra de store forskningskulturer i USA, Europa og Kina, og kun få fulde genomer er kortlagt af indfødte folk i andre dele af verden.

Derfor mangler genetikerne de dele af menneskets genetiske variation, for at vi kan forstå vores store historie til bunds.

Genomer fra hele verden fortæller samme historie

De tre nye genomstudier har nu kortlagt ikke mindre end 787 nye genomer i høj kvalitet fra mere end 280 forskellige befolkninger, geografisk spredt over hele kloden.

Med studierne søger forskerne at dække så mange forskellige sprog- og kulturgrupper som muligt, og samtidig kommer de med mange nye genomer fra hidtil oversete indfødte grupper - baskere, pygmæer, beduiner, pima-indianere, sherpaer, aboriginere og mange flere.

1. Det ene studie, der er ledet af professor David Reich ved Harvard University, USA, har kortlagt 300 genomer.
   
2. Det andet studie er ledet af evolutionsgenetikeren Mait Metspalu ved Estlands Biocenter i Tartu, Estland, mens professor Eske Willerslev ved Center for GeoGenetik i København har kortlagt 379 genomer.
   
3. Det tredje studie er også ledet af Eske Willerslev og fokuserer på Australien og Papua Ny Guinea, hvor de har kortlagt 108 genomer.

Reich og hans kollegers resultater dækker bedst Amerika og Afrika, mens Metspalu og kolleger bedst dækker Euroasien og Australien, men overordnet set når de tre hold frem til samme resultat:

At alle nulevende mennesker uden for Afrika stammer fra én enkelt udvandringsbølge.

Gammelt afrikansk DNA indlejret i kromosomer

Og så alligevel ikke helt.

»Vi finder et ret lille aftryk - mindst 2 procent - af en ældre udvandringsbølge i genomerne fra Papua Ny Guinea,« siger Mait Metspalu.

De har først opdaget, at genomerne fra Papua Ny Guinea og negritos på Phillippinerne har en ældre splittid end de andre ikke-afrikanske genomer.

»Hvis alle nulevende mennesker kom ud af Afrika samtidig, burde alle have den samme splittid,« siger Mait Metspalu.

Det viser sig, at cirka 98 procent af kromosomerne har samme splittid som f.eks. danskeres, men at de sidste 2 procent er små, korte stumper indlejret DNA af en ældre afrikansk oprindelse, som forskerne kan datere til omtrent 120.000 år siden.

Nærlæser man Reich's og hans kollegers studie, er de ikke uenige i den konklusion, for de erkender, at analyse ikke kan afvise tidligere udvandringsbølger, som kun har bidraget med et par procent til nulevende folks genomer.

Rykker ved det moderne, kreative menneskes historie

Fundet af en tidligere udvandringsbølge er yderst interessant, fordi man tidligere har fundet levn af en udvandringsbølge for 90-120.000 år siden i Israel, men karakteriseret den som en mislykket udvandring.

De samme huler i Israel har været beboet af neandertalere før og efter de moderne mennesker, så udvandringen er blevet tolket som bevis for, at de moderne mennesker på det tidspunkt endnu ikke var fuldt på højde med de forfædre, som blev til os.

Man har sagt, at de godt nok så anatomisk moderne ud, men endnu manglede en indre kvalitet i hjernen, og først da den kvalitet opstod, fødtes den fuldt moderne kreative adfærd, som tillod vores forfædre, at forlade Afrika og på rekordtid kolonisere hele kloden og feje alle tidligere mennesketyper af banen.

Metspalu og kollegers nye studie rykker alvorligt ved den idé og peger på, at den tidlige israelske udvandring slet ikke endte blindt, men faktisk har efterkommere frem til i dag.

Oven i købet tyder meget på, at de har ret, for tidligere i år fandt et hold forskere 100.000 år gammelt menneske-DNA indlejret i genomet af en neandertal-kvinde fra Altai-bjergene i Sibirien.

Og sidste år offentliggjorde andre forskere fundet af 47 mennesketænder fra Daoxian i det sydlige Kina, som er mindst 80.000 år gamle.

Ingen ’kreative gener’

David Reich og kolleger har testet ideen om ’den kreative eksplosion’ direkte ved at se, om de kunne finde generne bag vores moderne, kreative, opfindsomme adfærd.

De har simpelthen gennemsøgt genomerne for fremkomsten af nogle få neurologiske gen-mutationer, der i givet fald burde være spredt lynhurtigt i befolkningerne, hvis hypotesen om den kreative eksplosion er rigtig.

Konkret har de søgt de efter områder af arvematerialet, hvor der er meget få forskelle mellem de ældste afrikanske folk som KhoeSan i Sydafrika og alle befolkninger i dag - dvs. ændringer, som er så fordelagtige, at de bibeholdes stort set uforandret - og som samtidig viser store forskelle fra ældre mennesketyper som neandertalerne, dvs. at de er opstået alene i Homo sapiens.

David Reich og hans hold har ikke fundet ét eneste af disse kreative gener, der opfylder kriterierne.

Som en yderligere test har de undersøgt, om bidder af genomet hos størstedelen af nulevende mennesker har en fælles forfader for omkring 50.000 år siden. Det ville man forvente, hvis en meget fordelagtig genetisk ændring var årsag til vores 'moderne adfærd' og fik en lille gruppe af vores afrikanske forfædre til ekspandere ud af Afrika og blive til alle os i dag. Men heller ikke her har de fundet nogle 'kreative gener'.

Det får i stedet Reich til at pege på, at ændringerne i menneskelig adfærd, som førte til, at vi koloniserede hele kloden, må skyldes andre ting som kulturelle ændringer eller mødet med nye miljøer.

Fjerde studie: Kosmisk drivkraft har skabt mennesket af idag

Med den ’kreative eksplosion’ så godt som aflivet er spørgsmålet, hvad der så fik vores forfædre til at forlade Afrika og skylle ud over verden.

Det overraskende svar, som det fjerde studie i Nature bringer på banen, er, at der har været en ’kosmisk drivkraft’.

Professor Axel Timmermann og Tobias Friedrich ved University of Hawaii i Manoa, Honolulu, har for første gang taget klimadata, dækkende hele perioden fra sidste mellemistid for 125.000 år siden frem til i dag, og brugt det til at modellere, hvordan mennesket er blevet spredt ud over kloden.

De har simpelthen gjort menneskets vækstrate og spredning til en funktion af variationer over tid af klima, temperatur, nedbør, ørkenspredning og landjordens primære produktion.

Konkret har de delt landarealerne op i små pixels og modelleret år for år, hvor mange mennesker det areal har kunnet bære, og når et område over tid har forandret sig, f.eks. fra gold ørken til frodig savanne, har de konkluderet, at menneskene har fulgt byttedyr som antiloper ind i området og på den måde er blevet spredt til en ny pixel i modellen.

»Det er det største og mest omfattende modelstudie af klima, vegetation og menneskespredning, der er offentliggjort hidtil,« siger professor Chris Stringer ved Natural History Museum London, som har skrevet en kommentar til studiet i Nature sammen med Peter B. deMenocal ved Columbia University i New York, USA.

Klodens 'slingren' har påvirket vores udvikling

Det fascinerende er, at modellen afslører, at det, der for alvor har betydet noget for menneskets spredning, er klodens er periodiske ’slingren’ om sin akse med cirka 20.000 års mellemrum.

Denne slingren påvirker solindfald, monsunregn og ørkendannelse, så ifølge modellen har det resulteret i fire store klima-kontrollerede ’puls-slag’ for cirka 100.000, 80.000, 55.000 og 37.000 år siden, hvor bølger af mennesker har kunnet strømme ud og ind af ’Porten til Afrika’ omkring Den Arabiske Halvø og Levanten.

»Det er fascinerende, at astronomiske effekter har været så vigtig en pacemaker for, hvor Homo sapiens gik og hvornår,« siger Axel Timmermann.

»Hvis klimasystemerne havde fulgt en anden historie ville mønstrene i Homo sapiens ankomsttider være meget forskellige.«

Små uanseelige ændringer i Jordens system kunne altså have givet vores udviklingshistorie en helt anden retning og måske favoriseret nogle helt andre end lige præcis vores forfædre.

»Vi kunne ligeså godt ikke have været her. Men nu er vi her, og i modsætning til alle andre dyr har vi redskaberne til at forstå vores egen historie, dens sammenhæng med andre arter og vores arts dybe afhængighed af de livsbetingelser, kloden giver os,« siger Peter Kjærgaard.

»Det er her, vi står i dag i videnskaben om menneskets udvikling. Og det er her, vi står i dag med muligheden for at træffe nogle afgørende valg om vores fortsatte fælles historie i, hvad vi kalder, den antropocæne tidsalder.«