In Afrika, de geboorteplaats van de mensheid, bewogen oude mensen zich over het continent. Maar tot nu toe was het een uitdaging om die patronen te traceren met behulp van genetica. Nu hebben wetenschappers het oudste bekende menselijke DNA in Afrika geanalyseerd om licht te werpen op hoe mensen migreren - een nieuw veld te openen voor het onderzoeken van patronen van migratie en kruising in de regio.
gerelateerde inhoud
- Oud DNA kan het mysterie van de prehistorische Europese migratie ontrafelen
Afrika is misschien het continent waar de mens voor het eerst is ontstaan, maar vergeleken met Europa is van daaruit relatief weinig oud DNA bepaald. Dit is niet vanwege gebrek aan proberen, zegt Jessica Thompson, een archeoloog aan de Emory University die zich richt op het oude Afrika, maar eerder vanwege de verschillen in omgeving tussen de continenten.
DNA kan een veerkrachtig molecuul zijn en honderdduizenden jaren overleven onder de juiste omstandigheden. Maar het kan ook erg breekbaar zijn en onderhevig zijn aan degradatie in aanwezigheid van hitte of vocht. Beide worden in veel van Afrika in overvloed aangetroffen, waardoor het veel moeilijker wordt om bruikbaar DNA te extraheren om te sequencen.
Daarentegen hebben wetenschappers DNA van Neanderthalers in Europa die dateren van meer dan 400.000 jaar gesequenced, dankzij een klimaat dat over het algemeen koeler, droger en daarom beter geschikt is voor het conserveren van DNA.
"Voor een Afrikanist is het frustrerend, omdat we geen toegang hebben tot dezelfde soorten gegevens die mensen die de prehistorie van bijvoorbeeld het oude Europa bestuderen, hebben", zegt Thompson, "en ik geef toe dat ik min of meer daar jaloers op. "
Op een antropologieconferentie in 2015 werd Thompson opnieuw geconfronteerd met deze schaarste aan oude DNA-gegevens uit Afrika. Het drong tot haar door dat er op sommige plaatsen op het continent mogelijk omstandigheden waren die DNA beter zouden kunnen behouden - als onderzoekers gewoon wisten waar ze moesten zoeken. "Ik was dom om over Afrika te denken als deze homogene natte, warme plek, " zegt ze nu.
In Thompson's veldwerk in het zuidoostelijke land van Malawi herinnerde ze zich plaatsen te bezoeken die op relatief hoge hoogten waren die opvallend koud waren, waar skeletten waren gevonden in het midden van de 20e eeuw. Thompson's inspanningen om deze skeletten op te sporen bracht haar in contact met een reeds ontluikende poging van antropologen en andere onderzoekers om de leegte van oud Afrikaans DNA te vullen door wetenschappelijke vooruitgang te benutten.
"We hebben echt allemaal gewoon gewacht en gehoopt dat de dag zou komen dat we toegang zouden hebben tot technologie die ons in staat zou stellen om dezelfde kwaliteit aan gegevens uit Afrika te krijgen als in andere delen van de wereld, " zegt Thompson. Die dag is misschien eindelijk aangebroken.
Emory University-antropoloog Jessica Thompson, naast rotskunst op een locatie-oproep Mwanambavi in Malawi. (Suzanne Kunitz) Thompson vond twee oude menselijke monsters in een ander laboratorium, maar de analyse ervan leverde inconsistente resultaten op. Dus besloot ze terug te keren naar de Malawi-locaties waar ze werden opgegraven om meer aanwijzingen te zoeken. Uiteindelijk ontdekte ze nog drie sets menselijke resten, die DNA bevatten dat dateert van 8.000 jaar geleden; ze verzamelde andere monsters uit wetenschappelijke archieven in Malawi.
Andere onderzoekers hebben ook acht oude monsters uit het Zuiden gequeeueerd, die Thompson's groep heeft opgenomen in een studie die vandaag in het tijdschrift Cell is gepubliceerd . De tijd had de monsters verslechterd, zegt Pontus Skoglund, een geneticus aan de Harvard Medical School die de studie leidde. Met doorzettingsvermogen en voortschrijdende genetische technologie konden onderzoekers echter uit elk monster ten minste 30.000 DNA-basenparen verkrijgen - "meer dan genoeg om krachtige statistische analyses uit te voeren", zegt Skoglund.
Het team vergeleek deze oude sequenties met honderden moderne genomen uit Afrika en de rest van de wereld om de voorouders van moderne mensen te plaatsen en te zien wie zich had verplaatst en wie niet. "Wat meteen het meest voor de hand liggend is, is dat dit landschap van populaties jagers-verzamelaars nu behoorlijk ingrijpend is veranderd", zegt Skoglund.
Vóór het wijdverbreide gebruik van landbouw en veeteelt, overleefden mensen door jagen en verzamelen. Het is bekend dat de acceptatie van landbouw door sommige groepen mensen in de oude geschiedenis grote migraties onder mensen heeft veroorzaakt, maar deze studie heeft duidelijk gemaakt in hoeverre dit de distributie van mensen in zuidelijk Afrika heeft verstoord.
Hedendaagse mensen afkomstig uit Malawi lijken helemaal geen verband te houden met de oude mensen die een paar duizend jaar geleden in hun land woonden - wat een veel dramatischere migratie weerspiegelt dan Thompson en anderen hadden verwacht. Andere steekproeven bevestigden hoeveel beweging zich de laatste paar duizend jaar in Afrika heeft voorgedaan, waaronder een Tanzaniaanse herder die nakomelingen van noord naar zuid op het continent had gevonden.
Deze bewegingen betekenen dat de afkomst van de moderne mens in Afrika volgens Thompson veel meer lijkt te hebben gemengd dan eerder gedacht. "Het lijkt een van de meest complete bevolkingsvervangingen ooit te zijn gedocumenteerd", zegt ze.
"De genetische geschiedenis van de mens was complex, en oude DNA-onderzoeken uit Afrika zijn nodig om de geschiedenis daar te begrijpen, en worden reikhalzend verwacht", zegt Chris Tyler-Smith, geneticus bij het Wellcome Trust Sanger Institute, via e-mail. "Dit is de eerste substantiële studie van het oude Afrikaanse DNA."
Tyler-Smith, die niet betrokken was bij het onderzoek, zei dat sommige conclusies werden verwacht, zoals het feit dat populaties van jager-verzamelaars werden vervangen door agrarische populaties. Maar andere inzichten, zoals hoe de vertakte boom van de voorouders van hedendaagse West-Afrikanen vertakt is, verrasten hem.
De voltooiing van deze sequencing, zegt hij, opent de deur naar meer en betere sequenties op de weg, en roept meer vragen op over onze voorouders.
Eran Elhaik, een geneticus aan de Universiteit van Sheffield, is het daarmee eens. "Deze studie opent een venster naar het verleden van een van 's werelds meest genetisch diverse regio's die tot nu toe grotendeels onontgonnen is gebleven", schreef hij per e-mail. Veel veronderstellingen en reconstructies over hoe oude mensen zich in Afrika vestigden, moeten nu misschien worden weggegooid, zegt hij.
Voor Thompson en Skoglund belicht dit artikel in het algemeen hoeveel vragen het oude menselijke DNA zou kunnen ontgrendelen in Afrika. "Ik denk dat het belangrijk is om dit instrument uit de oudheid te brengen dat zeer nuttig is geweest voor het begrijpen van de geschiedenis van Europa om alle delen van de wereld te begrijpen, vooral de Afrikaanse prehistorie, " zegt Skoglund.
Thompson, die van plan is om meer oud DNA te vinden en te sequencen om een nog duidelijker beeld te schetsen van waar en hoe mensen lang geleden in Afrika woonden, zegt dat ze verwacht dat er in de nabije toekomst veel meer onderzoek uit deze tool zal komen. "Ik denk dat het een deur wordt die nu helemaal openstaat", zegt Thompson.
