Ny omfattende viden om abe-genomer giver unikt indblik i evolutionen

Et stort internationalt forskningssamarbejde med dansk deltagelse har lavet en database med 89 gorilla-, chimpanse-, orangutang-, bonobo- og menneskegenomer.

For første gang har forskere nu muligheden for ikke bare at studere genetiske forskelle mellem de enkelte menneskeabe-arter, men også at studere genetiske forskelle inden for hver art.

Det giver et enestående evolutionært tilbageblik i arternes oprindelse og historie, fortæller en af de danske bidragydere til databasen:

»Vi kan for første gang gå tilbage i tiden og se, hvordan menneskeaberne hver især har udviklet sig, og hvornår de forskellige arter og underarter er opstået. De sekventerede genomer giver os en ny mulighed for at lære en helt masse om evolution, og hvad der skal til for at danne en art,« fortæller lektor Thomas Mailund fra BIRC, Aarhus Universitet.

Forskningsarbejdet bag databasen er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Variation giver forståelse af evolution

Databasens største værdi er utvivlsomt muligheden for, at forskere nu kan studere variationer i genomet inden for hver enkelt art af menneskeaberne.

Variationer i genomet er små forskelle i enkelte af DNA'ets byggeklodser mellem individer, der gør, at én gorilla en lille smule genetisk anderledes end en anden gorilla. De fleste af variationerne er ubetydelige for organismen, og kun et fåtal øger risikoen for genetiske sygdomme.

Variationerne kender man i mennesker, men for de andre menneskeabe-arter har variationerne hidtil været ukendte.

Med kendskab til variationerne kan forskere nu begynde at udlede en masse information om vores nærmeste nulevende slægtninges fortid.

Mennesket har danset med døden

Forskerne kan blandt andet bruge variationerne i genomet til at finde ud af, hvornår arter eller underarter er opstået, og om de har blandet gener med andre arter. Det ved man eksempelvis, at mennesker formentlig har gjort med neandertalere.

Forskerne kan også bruge variationerne til at finde ud af, hvor tæt arter har været på at uddø.

Her har mennesket faktisk danset med døden for ikke så længe siden.

»Mennesket har en af de mindste variationer i genomet, når vi kigger på tværs0 af alle menneskeaberne. Det er der en årsag til. På et tidspunkt inden for de seneste 100.000 år har vi været reduceret til ganske få individer med en dertilhørende lille variation i genomerne. De få individer har givet ophav til alle klodens syv milliarder mennesker i dag, og derfor er der stadig kun lille genetisk variation blandt os.«

»De andre menneskeaber har derimod ikke i samme omfang været reduceret til ganske få individer, og derfor er der også en større genetisk variation blandt dem. Det har dog ingen praktisk betydning for mennesker, at variationen i vores genom er så lille,« forklarer Thomas Mailiund.

Orangutangen er et mysterium

Det er dog ikke alle underarterne, der burde have så stor en genetisk variation, som de rent faktisk har.

Orangutangerne på Sumatra har også været udsat for en katastrofal hændelse, der decimerede deres antal. Men på mystisk vis kan det ikke ses i deres genom, viser den nye database.

For 73.000 år siden sprang vulkanen Toba i luften og tog praktisk talt hele Sumatra med sig.

Bestanden af orangutanger må nødvendigvis være skåret kraftigt ned på grund af eksplosionen, vulkanudbrudet eller den efterfølgende årelange mangel på mad i det askegrå landskab.

Alligevel har orangutangerne en stor variation i generne, hvilket undrer forskerne.

»Her kan forklaringen måske være, at bestanden af orangutanger på Sumatra har fået tilført genetisk variation fra andre bestande af orangutanger, der er kommet til øen, da Indonesien var landfast med resten af Asien under den seneste istid. Det er netop den slags interessante ting, vi opdager, når vi kigger i den nye database over genomer,« siger Thomas Mailund.

Skal bruges til at se på evolution ’in progress’

Fremadrettet kommer databasen til at danne grundlaget for en lang række forskningsprojekter, der giver en større forståelse af menneskeabernes fortid og nutid.

Thomas Mailund skal selv bruge databasen til at få opklaret nogle evolutionære spørgsmål om artsdannelse, der ikke har kunnet besvares før nu.

»Vi får et øjebliksbillede af artdannelse, mens det sker. Arterne og underarterne er adskilt af alt fra 10.000 år for nogle af chimpanseunderarterne til 14 millioner år for orangutangerne og mennesket. Vi har det samlede billede af dem allesammen, hvor nogle arter og underarter er gledet længere fra hinanden end andre. Vi kan se det hele i genomerne og variationen i genomerne.«

»Fremadrettet kan vi bruge dette billede til at lære mere om evolutionen: Skal man isoleres totalt for at danne en ny art, eller kan man udveksle gener med andre arter, mens det sker? Vi kan eksempelvis se, at nogle underarter af chimpanser stadig udveksler gener, mens den vestafrikanske chimpanse er tæt ved at være sin egen art nu.«

»Vi kan også finde ud af, hvordan klimatiske eller geografiske ændringer spiller ind på artsdannelsen, som eksempelvis da menneskeaber blev fanget på hver sin side af Congofloden og blev til henholdsvis chimpanserne og bonoboerne. En database over menneskeabernes genomer kan hjælpe os til at forstå disse ting,« siger Thomas Mailund.

Kan bruges til avlsprogrammer i zoo

Udover at give øget indsigt i evolution og artsdannelse kan den nye viden også bruges til at fokusere avlsprogrammer i zoologiske haver.

Tidligere har avlsprogrammer været forvaltet på artsniveau, da zoologiske haver ikke har kunnet adskille eksempelvis de fire chimpanseunderarter fra hinanden.

Men underarterne vil man gerne sikre eksistensen af ved at målrette avlsprogrammer.

Det er muligt med den nye viden om genomerne.

»Ved sekventeringen har vi kortlagt, hvordan den genetiske diversitet ser ud i naturen, og vi kan se, hvor forskellige underarterne er. Det her studie lægger grundstenene til, at vi kan se, hvor mange forskelle der er i underarterne. Det kan vi sammenligne genetisk med dem, vi har i fangenskab og opsætte avlsprogrammer, der kan bevare og videreføre underarterne, så de ikke går tabt,« fortæller ph.d. og genetiker ved Københavns Zoologiske Have Christina Hvilsom, der også har bidraget til det nye studie.