Nieuw onderzoek heeft sporen geïdentificeerd van twee ‘spook’-menselijke afstammingslijnen die verborgen zijn in moderne genomen. Eén afstammingslijn deelt zijn DNA met iedere persoon op aarde. De andere is een ‘superarchaïsche’ groep die bijna twee miljoen jaar geleden uiteenviel.
Deze bevindingen werden op 30 juli gerapporteerd in het tijdschrift Science.
“Dit werk versterkt een fundamentele verschuiving in de manier waarop we de menselijke evolutie waarnemen”, zegt Priya Moorjani. Ze is een menselijke evolutionaire geneticus aan UC Berkeley. “In plaats van een eenvoudige vertakkende boom… komt de menselijke geschiedenis steeds meer naar voren als een complex web van bevolkingsgroepen, verbonden door herhaalde episoden van divergentie en vermenging.”
De studie betwist het idee dat de moderne mens (Homo sapiens ) geïsoleerd is geëvolueerd. In plaats daarvan laat het zien dat we het product zijn van meerdere kruisende soorten. Hybridisatie lijkt de norm te zijn. Niet de uitzondering.
Waarom oude geestenlijnen belangrijk zijn voor de moderne genetica
Decennia lang wisten wetenschappers dat niet-Afrikaanse mensen ongeveer 1 à 2,4% Neanderthaler-DNA bij zich dragen. Aziaten en Oceaniërs herbergen ook 0,1-6% Denisovan-afkomst. Maar experts vermoedden dat er andere, ongeïdentificeerde groepen bij betrokken waren.
Deze onbekende bijdragers worden ‘spooklijnen’ genoemd.
Het is moeilijk om ze te vinden. Oud DNA wordt snel afgebroken. Het overleeft alleen in koude, droge omgevingen. Hierdoor blijven Afrika en andere tropische gebieden grotendeels onaangetast door traditionele archeologische genetica. We missen de fossielen om te identificeren wie deze groepen waren.
“Oud DNA heeft ons begrip getransformeerd… maar het kan ons alleen vertellen over populaties waar DNA bewaard is gebleven,” merkte Moorjani op.
De nieuwe studie verandert het spel. Onderzoekers ontwikkelden een methode om meer dan 500 complete moderne genomen te scannen. Ze hadden geen fossielen nodig. Ze vertrouwden op genetische genealogische reconstructie. Door elke afwijking en samenvoeging in stambomen in kaart te brengen, zochten ze naar stukken DNA die ver terug in de tijd afbraken van de gemeenschappelijke menselijke voorouderlijn.
Als de voorouder van een genetisch segment veel verder terug ligt dan de standaardsplitsing, duidt dit op een eeuwenoude kruisingsgebeurtenis.
Het “super-archaïsche” signaal in Oceanisch DNA
Een van de meest opvallende ontdekkingen betreft een afstammingslijn die zich ongeveer 1,8 miljoen jaar geleden van onze voorouders heeft afgesplitst. Deze ‘superarchaïsche’ groep dateert van vóór de gemeenschappelijke voorouder van de mens, de Neanderthalers en de Denisovans.
Bewijs van deze eeuwenoude vermenging wordt specifiek gevonden bij mensen uit Oceanië.
Gemiddeld vormt dit superarchaïsche DNA 0,002% van de genomen in Oceanië. Het komt voor in regio’s die bekend staan als Denisovan. Dit suggereert dat het superarchaïsche materiaal de moderne mens binnenkwam via kruisingen met Denisovan.
Wie was deze afstamming?
Fernando Villanea, een populatiegeneticus, suggereert Homo erectus. H. erectus is de langst overlevende menselijke soort. De tijdlijn klopt. Schedels gevonden in Yunxian, China delen kenmerken met Denisovan-fossielen. Maar slechts beperkt H. erectus genetisch materiaal is tot nu toe geanalyseerd. De geest blijft genetisch grotendeels onbewezen. Toch is het signaal er.
Hoe moderne mensen de voorouders van geesten uit Afrika hebben geërfd
De tweede geestlijn is anders. Het beperkt zich niet tot één regio.
Het is aanwezig in alle moderne mensen.
Dit geeft aan dat de kruising plaatsvond in Afrika. Het gebeurde meer dan 50.000 jaar geleden. Dit dateert van vóór de majoor H. sapiens migratie uit Afrika.
Yulin Zhang, een andere hoofdonderzoeker, legde uit dat eerdere studies debatteerden over de vraag of de onbekende archaïsche afkomst Afrikaans specifiek was. Ze konden de timing niet bevestigen. De nieuwe methode bracht daar verandering in.
“We waren feitelijk in staat om genomische locaties te vinden en in kaart te brengen bij moderne mensen die afkomstig zijn uit deze spooklijn,” zei Zhang. “En laat zien dat deze geestenafstamming voorkomt in alle moderne mensen, en niet alleen in Afrikanen.”
Dit DNA omvat ongeveer 0,5% tot 2% van de moderne genomen. Dat is vergelijkbaar met bijdragen van Neanderthalers. De afstammingslijn liep ongeveer 800.000 jaar geleden uiteen. Op hetzelfde moment dat de Neanderthaler en Denisovan zich splitsten.
Kandidaten voor deze groep zijn onder meer Homo heidelbergensis. Deze soort leefde van 700.000 tot 200 jaar geleden in Afrika en Europa.
Chris Stringer van het Londense Natural History Museum is het met de speculatie eens. H. heidelbergensis was recenter dan 300,0 jaar geleden in Afrika aanwezig. De tijdlijn komt overeen.
Immuniteit, metabolisme en de kosten van mengen
De spook-DNA-segmenten zijn niet willekeurig geplaatst. Ze clusteren in specifieke gebieden.
De meeste worden aangetroffen in genen die verband houden met het immuunsysteem. Anderen hebben betrekking op metabolische functie.
Waarom hier?
Moorjani beweert dat het logisch is. Aanpassing aan nieuwe ziektekiemen en voedselbronnen is een primaire motor in de menselijke evolutie. Kruising bood een snelle manier om gunstige varianten te verkrijgen. Neanderthaler- en Denisovan-genen boden voordelen in nieuwe omgevingen. Deze spookvoorouders zorgden waarschijnlijk voor soortgelijke boosts.
Dit ondersteunt de opvatting dat de menselijke evolutie een rommelig, onderling verbonden web is.
“We zien dat hybridisatie een veelvoorkomend kenmerk is”, zegt Villanea. “Deze bevindingen helpen ons ons wetenschappelijk denken te herformuleren, weg van een mentaliteit van menselijk exceptionisme.”
De methode is al nuttig gebleken, naast het identificeren van geesten uit het verleden. Het kan genomen van primitieve soorten zoals H. erectus. Het kan andere soorten bestuderen waar fossiel DNA ontbreekt.
Het doel is om dieper te kijken. Onderzoekers willen meer spooklijnen vinden. Vooral uit ondervertegenwoordigde regio’s als Afrika en Zuid-Azië.
We beginnen nog maar net de verborgen geschiedenis in ons bloed te lezen. En het verhaal is ingewikkelder dan we ooit hadden gedacht.
