Fund af menneske-DNA i neandertaler omskriver historien

Indlejret i arvematerialet fra en neandertaler, som levede i Altai-bjergene i Sibirien for 50.000 år siden, har genetikere fundet menneske-DNA.

Forskerne har fundet frem til, at menneske-DNA’et stammer fra en tidlig udvandring af moderne mennesker, som mødte neandertaleren og fik børn sammen for 100.000 år siden.

»Det her er det første genetiske bevis for, at moderne mennesker forlod Afrika meget tidligere end antaget. Det skubber både tidspunktet for, hvornår moderne mennesker forlod Afrika, og mødet med neandertalerne tilbage med 40-50.000 tusinde år,« siger doktor Sergi Castellano fra Max Planck Instituttet for Evolutionær Antropologi i Leipzig, Tyskland.

»Det er en stor ændring i billedet af menneskets og arkaiske menneskers historie.«

»Det er et meget vigtigt studie, der hjælper os med at få et begyndende overblik over nogle af de ting, vi har lært gennem de seneste par år,« siger direktør for Statens Naturhistoriske Museum professor Peter C. Kjærgaard, som ikke har deltaget i studiet.

Ved Center for Bioinformatik (BiRC) på Aarhus Universitet er professor Mikkel Heide Schierup enig.

»Siden 2010 har vi vidst, at vi alle bærer en smule neandertal-DNA i vores arvemasse fra et møde for cirka 50.000 år siden. Nu giver det her os et nyt fikspunkt i historien, hvor mennesker og neandertalere befandt sig samme sted for 100.000 år siden,« siger Mikkel Schierup.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Menneskets og neandertalernes historie

Vi ved allerede, at moderne mennesker opstod i Afrika og begyndte at kolonisere resten af verden for 50-60.000 år siden. Undervejs mødte de neandertalere og andre ældre mennesketyper, som længe før havde indtaget disse områder. Når grupperne mødtes, fik de indimellem børn sammen.

Det er viden, forskerne har fået, efter at neandertalgenomet blev kortlagt i 2010 og 2014, så de kunne granske nulevende menneskers arvemateriale for spor af neandertal-DNA.

De studier har afsløret, at mennesker og neandertaleres slægtslinjer blev splittet for citka en halv million år siden for så at blive genforenet for cirka 50.000 år siden. Så selv om de sidste neandertalere forsvandt for cirka 25.000 år siden, kan alle mennesker uden for Afrika føre mellem 1,5 og 3 pct. af vores DNA tilbage til dem.

Historien damper af sex

Forskerne har også fundet flere parringer.

I 2010 kortlagde forskerne arvematerialet af en søsterart til neandertaleren kaldet denisovaen, hvis levn blev fundet i samme hule i Altai i Sibirien. Genomet viste, at denisovaens slægtslinje splittede fra neandertalerne for cirka 400.000 år siden, og at deres efterkommere også har parret sig med forfædrene til nulevende mennesker i Asien og Oceanien. Her finder forskerne DNA fra både neandertalere og denisovaer.

Ovenikøbet har forskerne for helt nyligt vist, at DNA’et ikke bare har været passive elementer, men har hjulpet vores forfædre med genvarianter, som blandt andet har styrket vores immunforsvar, påvirket vores evne til at leve i Himalayas tynde luft og såmænd også påvirket vores sind.

»Det helt afgørende er, at sex har konsekvenser, ikke mindst sex på kryds og tværs af nært beslægtede arter,« siger Peter Kjærgaard.

Neandertalere har også muntret sig med denisovaerne, og der er endda tegn på, at denisovaen har fået DNA fra en ukendt ældre mennesketype, som splittede fra vores fælles linje for mere end én million år siden.

Forhistorien var med andre ord fyldt med sex, hvorend mennesketyper mødtes, men hidtil har man overset den mulighed, at de andre også fik gener fra moderne mennesker.

»Vi er jo nok lidt menneskecentrerede, men det er jo oplagt at se, om det også er foregået den anden vej,« siger Mikkel Schierup.

Forskelle i DNA hos neandertalere i øst og vest

At det kunne være tilfældet fik Sergi Castellano og kolleger en idé om, da de studerede gener i det nyligt kortlagte neandertalgenom.

Da de sammenlignede den sibiriske neandertalers gener med gener fra to europæiske neandertalere opdagede de, at der var små forskelle i koden hos neandertalerne i øst og i vest.

»Det kunne pege på, at de to populationers historie måske var ret forskellige, og det gav os en god grund til at sammenligne,« siger Sergi Castellano.

Med Altai-genomet kunne forskerne sammenligne med denisovaen og med genomer fra moderne mennesker.

Men de to europæiske neandertaleres genomer var ikke gode nok til en fuldstændig sammenligning, så i stedet kortlagde to af gruppens medlemmer, Matthias Meyer og Svante Pääbo, en slags stikprøve i form af det komplette kromosom 21.

De delte derpå genomerne op i cirka 16.000 store bidder og sammenlignede hver bid for sig, for på den måde at se, om de kunne finde ‘øer’ af moderne menneskers DNA.

Her fandt de så, at der er dele, cirka fem procent, af Altai-neandertalerens genom, som kan genfindes i nulevende afrikaneres genomer, men ikke i denisovaens genom. Og når de specifikt så på kromosom 21, kunne de heller ikke genfinde ‘afrikanske’ varianter i de to europæiske neandertaleres DNA.

Dét er afgørende, fordi det dermed viser, at det må være en begivenhed, som kun er sket for den østlige gruppe neandertalere.

DNA’et stammer fra en tidlig gruppe mennesker

Med en avanceret model beregnede forskerne, hvordan det kunne være sket, og resultatet viste, at menneske-DNA’et formentlig stammer fra en tidlig gruppe af moderne mennesker, som ikke er direkte beslægtet med grupper af mennesker, vi kender i dag.

De fandt, at tidspunktet for mødet kan indsnævres til for omkring 100.000 år siden.

»De mødte formentlig neandertalere fra Europa, som på dette tidspunktet bevægede sig mod Asien,« siger Castellano.

Han fremhæver, at andre forskere tidligere har peget på, at de europæiske neandertalere kan have spredt sig østpå i den sidste mellemistid for cirka 125.000 år siden.

Måske mødtes de i Mellemøsten

Resultatet retter selvfølgelig fokus mod Mellemøsten, men præcis, hvor mødet foregik, kan forskerne ikke sige.

Skeletfund i Skhul og Qafzeh i Israel viser, at en gruppe af moderne mennesker trængte op til Israel fra Afrika så tidligt som for 120.000 år siden, men et andet bud kan være Den Arabiske Halvø omkring den Persiske Golf, hvor der også er tegn på, at mennesker har været tidligt.

Og endelig viser helt nye fund, at der var moderne mennesker i Daoxian i Kina for mindst 80.000 år siden og måske så tidligt som for 120.000 år siden.

»Med dette studie får vi en bekræftelse af, at den første udvandring af Homo sapiens fra Afrika for omkring 120.000 år siden ikke var en isoleret evolutionær blindgyde, som vi tidligere troede, og vi begynder at forstå en lille smule af, hvad der foregik i det genetiske spor fra mødet mellem de nære slægtninge. Vi er i gang med en større revision af det samlede billede,« siger Peter Kjærgaard.

Fremtiden vil løse flere gåder

Detaljerne omkring, hvor mødet præcist skete, og hvordan Altai-neandertalernes forfædre derefter kom til Sibirien mange tusinde kilometer væk, er nu en af de næste fascinerende gåder.

»Det er jo fantastisk sjovt, at det sådan løfter et vindue tilbage til begivenheder i fortiden, hvor man kan begynde at bestemme, hvornår og hvor grupper af forskellige mennesketyper mødtes og fik børn,« siger Mikkel Scierup.

Jeg synes vældig godt om det studie, og det ser altså også ud til, at når menneskegrupper møder hinanden, får de børn sammen.

Mikkel Heide Schierup, professor ved Aarhus Universitet

»Og det ender helt sikkert ikke her. Med flere genomer i fremtiden vil vi i endnu højere grad få et billede af, hvordan folk har flyttet sig rundt, og det skulle være mærkeligt, om man ikke også finder flere eksempler, som har fået børn på tværs.«

Måske har menneske-DNA hjulpet neandertalerne

Noget af det mere spekulative er, hvad menneskegenerne kan have betydet for neandertalerne.

Forskerne identificerer 163 store sammenhængende stykker menneske-DNA på flere end 50.000 DNA-bogstaver. Normalt brydes DNA’et op og atomiseres med tiden, så store stykker kan være et første tegn på positiv selektion, det vil sige at DNA’et har hjulpet neandertalerne.

De største stykker finder de på kromosom 1, 2, 3, 6, 8 og 13, hvor de omfatter flere interessante gener, blandt andre et kaldet NR5A2 som er involveret i leverens udvikling. Og på kromosom 7 indeholder et andet meget stort stykke genet FOXP2, der tidligere har været vist at kunne være relevant for tilegnelsen af sprog.

»Det er noget af det sjoveste, at de kan se det her gen, som har at gøre med at man kan artikulere, og det kan se ud, som om neandertalerne også har fået vores version. Det kan jo have været en fordel, som har hjulpet dem med at kommunikere‚« siger Mikkel Schierup.

Sergi Castellano er imidlertid ikke meget for at tillægge fundet nogen særlig betydning.

»Vi kan ikke sige noget om det endnu, dette studie var kun designet til at se på befolkningsmønstre, ikke til at se på genernes funktioner. Men ja, det er en mulighed, at nogle gener kan have været fordelagtige for neandertalerne, men det uvist på nuværende tidspunkt,« siger Castellano.

Men måske er der mere at komme efter, end han lige vil ud med.

»Hvorfor skulle de lige nævne det FOXP2-gen i en bisætning?« spørger Schierup og peger på, at det var den samme gruppe, der fandt sammenhængen med sprog for nogle år siden.

»Nej, der er to muligheder: Enten er de på vej med noget mere omkring det, eller også er det for spekulativt til, at de tør skrive det.«