Derfor har vi næsten intet neandertal-DNA tilbage i os

Nær den lille by La Chapelle-aux-Saints i det centrale Frankrig ligger seks små kalkhuler side om side. I dag græsser køer foran hulerne, men for 60.000 år siden gik bison og rensdyr omkring i istidens Europa og var huleboernes foretrukne bytte. Det var neandertalere.

Et af de mest komplette skeletter af neandertalere er fundet i de huler og har mere end noget andet fund formet billedet af neandertalerne og præget et af de vigtigste spørgsmål i menneskets udviklingshistorie:

Hvem var de, og hvordan passer de ind vores evolution?

Med La Chapelle-fundet i starten af 1900-tallet blev grunden lagt for et fordømmende billede af neandertalerne frem til i dag:

De blev anset som dorske, køllesvingende og primitive hulemennesker, som lynhurtigt blev udraderet, da vores intelligente, sofistikerede forfædre ankom til Europa for ca. 45.000 år siden.

LÆS OGSÅ: Hvorfor forsvandt neandertalerne?

Men de seneste år er billedet ændret dramatisk.

»Når neandertalerne forsvandt, var det ikke krig eller konkurrence, der gjorde det, men snarere kærlige interaktioner,« siger professor Rasmus Nielsen ved University of California, Berkeley, USA og Statens Naturhistoriske Museum, Københavns Universitet.

Han står bag det ene af to nye studier, som viser, at da neandertalerne og moderne mennesker mødtes, blandedes deres arvematerialer så perfekt, at det ikke længere giver mening at opfatte dem som to forskellige arter.

»Vi kan måske bedst forstå neandertalere og mennesker som to underarter af den samme art,« siger Rasmus Nielsen.

Det ene studie er netop offentliggjort i PLoS Genetics, og det andet for nyligt i Genetics.

Neandertal-DNA skabte nyt billede

Det nye syn på neandertalerne har været undervejs et stykke tid. Arkæologer har fundet beviser for, at neandertalerne havde mange af de træk, vi har yndet at se som unikt menneskelige:

• de begravede deres døde
• brugte makeup
• lavede smykker
• brugte farver og ridsede symboler ind i klippesider

Men én ting har mere end noget andet flyttet vores syn på neandertalerne: DNA.

Siden forskerne første gang i 2010 kortlagde neandertalernes arvemateriale, har det stået klart, at de ikke bare er vores nærmeste slægtninge, men at der rundt omkring i vores DNA findes bidder af neandertal-DNA.

Det kan kun betyde, at vi er efterkommere af neandertalerne, og det har flyttet billedet af dem med stormskridt.

LÆS OGSÅ: Vi var ét med neandertalerne indtil for 1 mio. år siden

Vi er børn af neandertalere

De seneste data viser, at vores og neandertalernes seneste fælles forfader levede for mellem 550.000 og 765.000 år siden.

Neandertalerne gik ud af Afrika, og under det koldere klima i Europa udviklede de dybe brystkasser, store kranier og korte stærke lemmer.

Vores forfædre blev i Afrika og udviklede et kortere ansigt, en hage og slanke lemmer.

For omkring 50.000 år siden mødtes de to befolkninger igen, da moderne mennesker migrerede ud af Afrika.

De fik børn sammen, og det har resulteret i, at mennesker uden for Afrika i dag bærer 1-4 procent neandertal-DNA, og asiater en anelse mere end europæere.

LÆS OGSÅ: Fund af menneske-DNA i neandertaler omskriver historien

Neandertal-DNA har været altovervejende skidt

Spørgsmålet er, hvad der skete med det DNA - hvordan det har formet os.

Flere studier har allerede vist, at moderne mennesker fik foræret en genetisk smutvej fra neandertalerne, som havde tilpasset sig istidsklimaet, dyrene, planterne og ikke mindst de florerende sygdomme.

Forskerne har fundet neandertal-varianter som styrker immunforsvaret, giver en lysere hud og ændrer håret.

Men det er langt fra det hele.

Andre forskere har fokuseret på det, der mangler.

De har opdaget, at områder nær gener i vores arvemateriale er iøjnefaldende tomme for neandertal-DNA, og i alt er kun omtrent 30 procent af neandertal-genomet bevaret, fordelt på nulevende mennesker.

Det kunne nærmest se ud, som om neandertal-DNA'et er skrubbet og børstet ud af moderne menneskers arvemateriale, og det er en kraftig indikation af, at det meste neandertal-DNA altovervejende ikke har været godt, men skidt.

Men det store spørgsmålet har været, hvordan den udrensning præcis skete, og det er det, de to nye studier nu giver svaret på.

LÆS OGSÅ: Hvor meget neandertaler er du?

Tester to scenarier

Der er to muligheder:

1) Den ene er, at neandertalere og mennesker havde levet adskilt så længe, at de var lige på vippen til at blive to selvstændige arter og derfor næsten ikke kunne få levedygtigt afkom.

Med andre ord at vi er efterkommere af nogle ualmindeligt heldige hybrid-børn, som fik lige præcis det sjældne genetiske miks, som faktisk kunne leve.

2) Men der er en anden mulighed, nemlig, at vi i virkeligheden slet ikke var så forskellige men i bund grund stadig det samme menneske, og at grunden til, at neandertal-DNA'et er renset ud, i stedet skyldes, at neandertalerne var så indavlede, at de bar på en genetisk byrde, som var umulig at slippe af med.

LÆS OGSÅ: Hvor ofte havde vi sex med neandertalerne?

Simulering fra den ene side

De to studier angriber spørgsmålet fra hver deres side.

I det studie, der er publiceret i Genetics, tackler Rasmus Nielsen og post-doc. Kelley Harris ved Stanford University problemet ved simulere evolutionen ud fra skøn over neandertalernes og det moderne menneskes historiske populationsstørrelser.

Dertil lægger de sandsynligheden for, at mutationer opstår og sammenholder forskellige scenarier med de faktiske genetiske mønstre.

Ud fra det finder de, at de kan forklare mønstrene af neandertal-DNA i dag ud fra en udviklingshistorie, hvor neandertalerne havde ophobet mange dårlige mutationer.

Det stemmer bl.a. med andre forskeres kortlægning af DNA fra flere neandertal-fossiler, som har afsløret en så lille genetisk variation, at de skønner, at neandertalerne gennem de seneste 400.000 år har været en meget lille population med en stor grad af indavl.

En lille populationsstørrelse gør det vanskeligt at slippe af med skadelige mutationer, og Nielsen og Harris finder, at så mange mutationer er hobet op, at neandertalernes ’fitness’ (dvs. evnen til at få levedygtigt afkom) var mindst 40 procent ringere end moderne menneskers.

LÆS OGSÅ: Havde vi sex med neandertalere?

Modellering fra den anden side

I studiet i PLoS Genetics finder Ivan Juric, Simon Aeschbacher og Graham Coop ved University of California, USA, grundlæggende det samme, bare ved at konstruere en model, hvor de kan skønne effekten af selektion mod neandertal-DNA'et.

De bruger statistiske metoder til at finde, hvor ofte forskellige neandertal-DNA bidder optræder i mennesker i dag og bruge det til at sige, hvor kraftig selektion mod stykkerne har været - jo sjældnere en bid er, des stærkere har selektionen imod den været.

Ud fra det finder de, ligesom Nielsen og Harris, at størstedelen af neandertal-udrensningen kan forklares alene som selektion mod svagt dårlige varianter. De skønner, at varianterne har været så svagt skadelige, at de har virket neutrale i neandertal-populationen, og først med den 10 gange større population af mennesker er der opstået selektion imod dem.

»Befolkningsstørrelsen er vigtig, fordi skadelige mutationer fjernes mere effektivt af selektionen i store populationer. Derfor kunne svagt skadelige mutationer, der forblev i neandertalerne, ikke forblive i mennesker,« udtaler Ivan Juric i en pressemeddelelse.

LÆS OGSÅ: Sex med neandertalere gavnede mennesket

Solide konklusioner

»Når begge studier når frem til samme konklusion fra hver sin side, står det rigtig stærkt‚« siger professor Mikkel Schierup ved fra Center for Bioinformatik ved Aarhus Universitet, som ikke har deltaget i studierne.

«Det betyder jo, at det øger vores forståelse af, hvordan processerne var. Dybest set, at man har et naturligt eksperiment, som fortæller noget omkring, hvordan fitness kan udvikle sig under forskellige omstændigheder.«

Det eksperiment afslører i bund og grund, at neandertalere og mennesker ikke har været to forskellige arter (eller lige på vippen til det), men historisk gennem mange årtusinder har haft meget forskellige befolkningsstørrelser, og det er nøglen til at forstå vores fælles udviklingshistorie.

Som en tankevækkende sidebemærkning betyder det ifølge Rasmus Nielsen også, at mennesker uden for Afrika stadig bærer på resterne af den genetiske byrde og har en anelse dårlige fitness end mennesker i Afrika.

LÆS OGSÅ: Mystisk fund: Var neandertalere meget klogere, end vi tror?

Kærlighed reddede neandertalerne

Skelettet i La Chapelle-aux-Saints afslørede i sin tid en sært krum rygsøjle, der oprindeligt gjorde, at forskerne tolkede neandertalerne som et krumbøjet ludende væsen. Siden har det vist sig, at det skyldes, skelettet tilhørte en gammel mand, plaget af gigt, hvorefter det i stedet er brugt som bevis for, at neandertalerne tog sig af de gamle og svage.

De nye resultater kan nu pege på, at sygdom og dårligdom var mere udbredt blandt neandertalerne og at de var så genetisk svagelige, at de bogstaveligt talt var på vej ud over afgrunden, da de moderne mennesker ankom.

LÆS OGSÅ: Fortidsmenneskers DNA bringer os tættere på, hvad der gør mennesket unikt

Måske reddede kærligheden til de afrikanske slægtninge i virkeligheden neandertalerne fra totalt at forsvinde.

»Ja det kan man godt sig. Eller omvendt kan man argumentere for, at neandertalerne forsvandt ved at blive opslugt,« siger Rasmus Nielsen.