Det første fossile genom udvundet fra menneskehedens vugge

Forskere har for første gang kortlagt arvematerialet fra et oldtidsmenneske i Afrika.

Der er tale om en jæger-samler-mand, som levede for 4.500 år siden i Etiopiens højland. Arbejdet er en milepæl, der nu åbner for et indblik i selve menneskehedens vugge i Afrika.

»At få fossilt DNA fra Afrika, det er lidt den hellige gral. Der er rigtig meget, vi kan lære om Afrika, når vi kan få fossilt DNA,« siger lektor Thomas Mailund ved Aarhus Universitet, som analyserer DNA-sekvenser, men ikke selv har deltaget i studiet.

Genomet giver et første indblik i, hvordan afrikanere så ud genetisk inden de mange nylige folkevandringer og opblandinger af folk.

»Vi ved, at vi stammer fra Afrika, men indtil videre har vi kun kunnet modellere det genetiske ud fra nutidige populationer. Her kan vi se, hvordan stamtræet faktisk så ud for 4.500 år siden i stedet for at begynde at gætte,« siger lektor Morten Allentoft ved Center for GeoGenetik på Statens Naturhistoriske Museum i København, der heller ikke har deltaget i forskningen.

Der findes ikke 'rene' menneskepopulationer

Det moderne menneske begyndte kolonisering af verden uden for Afrika for 50-100.000 år siden, men nu afslører det etiopiske skelet, at det også er gået den anden vej: En stor bølge af mellemøstlige agerbrugere skyllede tilbage i Afrika for omkring 3.000 år siden.

»Vi kan nu se, at alle afrikanere har mindst 5 procent euroasiatiske gener, og nogle har 25 procent,« siger en af studiets forfattere dr. Michael Hofreiter ved Potsdam Universitet i Tyskland.

Agerbrugernes gener er nået helt til Vest- og Sydafrika og sågar isolerede grupper som pygmæerne i Congo.

»Det er fascinerende at lære, hvordan menneskets evolution og historie er foregået, men det understreger også, at mennesker til alle tider og over alt har blandet sig, og at der ikke findes noget som 'rene' populationer,« siger Michael Hofreiter.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science.

Øreknogle i hemmelig hule var nøglen

I 2012 blev to arkæologer ledt af lokale til en hemmelig hule, Mota, på den etiopiske højslette, hvor et skelet af en mand var begravet. Hulen var kølig og efter at have dateret skelettet til ca. 4.500 år f.v.t. med kulstof-14-metoden besluttede forskerne, at det kunne være værd at lede efter DNA.

Det har andre forsøgt i Afrika, men hver gang er de vendt tomhændet hjem, fordi det varme, tropiske klima lynhurtigt nedbryder DNA. Så mens dusinvis af forhistoriske genomer fra neandertalere, jæger-samlere og tidlige agerbrugere de seneste år er kortlagt fra Europa, Asien og Amerika, har Afrika stået uden for den fossile DNA-revolution.

Men Michael Hofreiters kolleger havde for nyligt opdaget, at der er forskel på, hvor godt kroppens forskellige knogler bevarer DNA. En særlig øreknogle i kraniet, kaldet Pars petrosa, er suverænt den bedste.

»Det er den hårdeste knogle i pattedyr, og den er endda hårdere end tænder,« siger Michael Hofreiter.

Det betyder, at nedbrydende mikroorganismer kun meget langsomt trænger ind, og at DNA'et er godt beskyttet.

Ganske rigtig var der DNA og endda nok til at kortlægge genomet i en høj kvalitet.

Overraskende fund kobler agerbrugere og afrikanere

Forskerne har sammenlignet genomet med over 100 genomer fra Afrika, Europa og Asien og vist, at mennesker, som i dag er nærmest beslægtede med det gamle skelet, er lokale Ari-folk. De er tæt nok på til, at man må antage, at de må være efterkommere af det folk, Mota-manden tilhørte.

Men der er også forskelle, og da forskerne sammenlignede med andre fossile genomer for at se, hvor de forskelle kunne genfindes, spærrede de pludselig øjnene op.

Det viste sig nemlig, at det af Ari-folkets DNA, som Mota-manden manglede, kunne genfindes i fossilt DNA fra et skelet af de første agerbrugere i Europa og i DNA af nulevende sardere (Sardinien). Sardere anses for at være en relikt befolkning af de første agerbrugere, som har levet relativt isoleret uden opblanding af deres DNA frem til for nylig.

Fundet viser, at nulevende etiopiere har en stor del af deres arvemateriale (ca. 25 procent) til fælles med de tidlige agerbrugere i Europa, mens det 4.500 år gamle skelet ikke har.

Migrationsbølge fra Mellemøsten

Det tolkede Hofreiter og kollegaer som, at både europæere og afrikanere har arvet DNA fra den samme stambefolkning i Mellemøsten.

Nogle fra denne befolkning bevægede sig ind i Europa for ca. 8.000 år siden som de første agerbrugere, mens andre bevægede sig til Afrika og må være ankommet senere end for 4.500 år siden. Formentlig for omkring 3.000 år siden, hvor der er arkæologiske fund af blandt andet introducerede afgrøder.

»Det er virkelig spændende, at de nu kan sige, at det store signal, vi finder i Afrika, for det første er relativt nyligt, og at de endda også kan pin-pointe, at det må være emigranter tæt beslægtet med de tidligste bønder,« siger Morten Allentoft.

En stor indvandringsbølge forbinder os og afrikanere

Det nye Mota-genom har også afsløret, at der må have været tale om en anseelig folkevandring. Forskerne kunne nemlig se, at også vest- og sydafrikanere, som man ikke troede havde euroasiatisk DNA i sig, faktisk var væsentligt tættere på agerbrugernes genom end Mota-genomet.

De kunne se ikke mindre end 6-7 procent agerbruger-DNA hos nulevende mennesker i Vest- og Sydafrika, så der var tale om et stort og vidtrækkende genetisk aftryk.

»Bølgen af vesteuroasiater tilbage til Det afrikanske Horn kan have været så stor som 30 procent af den befolkning, der allerede levede der - og for mig er det mindblowing,« siger en anden af studiets forskere, dr. Andrea Manica fra University of Cambridge i en pressemeddelelse.

»Spørgsmålet er, hvad der fik dem til at bevæge sig lige pludselig?«

Hvad åbnede porten til Afrika?

Man kan undres over, hvorfor agerbrugerne ikke spredtes tilbage til Afrika, samtidig med at en gruppe spredtes til Europa, men at der gik ca. 5.000 år mellem de to koloniseringsbølger.

»Skete der noget omkring det tidspunkt arkæologisk eller klimatisk, eller har der været store epidemier, som udryddede de folk, der var der i forvejen, så der er blevet plads til nye?« spørger Morten Allentoft.

Han peger på det store studie tidligere på året af Europas befolkning i bronzealderen, hvor han selv og kolleger viste, hvordan ekspansioner fra yamnaya-folket ind i Europa hang sammen med, at hesten pludselig blev et transportmiddel, så de kunne bevæge sig over store afstande.

Måske nåede den teknologi også ned til agerbrugerne i Mellemøsten, eller måske var det en tilsvarende tæmning af kamelen, der åbnede porten til Afrika.

Det afrikanske genom giver blod på tanden

Forskerne siger nu, at flere projekter med afrikanske genomer er på vej, og at det vil løfte sløret for vores afrikanske forhistorie.

»Jeg er ret sikker på, at det her er startskuddet,« siger Morten Allentoft og fortsætter:

»Vi ved, at Afrika er menneskehedens vugge, og det er spændende at finde ud af, hvordan den genetiske diversitet har været i Afrika tidligere. Hvor mange populationer er totalt forsvundet, hvilke populationer er det, der er blevet til resten af os, og hvem er vandret hvorhen?«

Thomas Mailund håber også på flere genomer fra Afrika.

»Hvis vi kommer 100-200.000 år tilbage kan vi jo se, hvordan det moderne menneske har udviklet sig, det ville være helt fantastisk,« siger han og fortsætter:

»Generelt er det jo lidt sjovt med det her fossile DNA, at hver eneste gang de borer ind i en knogle, finder vi ud af et eller andet, vi ikke havde forestillet os.«

Vi er for alvor igang med at læse vores store familiebog

Det nye fund fra Etiopien er »et perfekt eksempel på, hvor meget feltet har ændret sig de seneste år,« lyder det fra professor Peter C. Kjærgaard.

»For få år siden ville vi kun få begrænset viden ud af dette fund, men med DNA er det nu en skatkiste af information af migrationsbølger og historisk høj grad af bevægelighed,« siger Peter C. Kjærgaard, som er direktør for Statens Naturhistoriske Museum.

Peter C. Kjærgaard peger på, at fortællingen om vores historie er præget af en gammel europæisk tankegang om den store, nærmest bibelske opstandelse og udvandring fra Afrika, der passer meget dårligt med det, vi kender fra andre dyrearters bevægelsesmønstre.

»Nu støtter dette studie en stigende skepsis og viser en langt større udveksling og tilbageflow til det afrikanske kontinent end tidligere antaget. Det er godt,« siger Kjærgaard og slutter af med ordene:

»Vi er for alvor i gang med at læse vores store familiebog, men vi er stadig kun i gang med de første sider. De kommende år kommer til at udfordre mange af vores standardantagelser.«