I Afrika, menneskehetens fødested, beveget gamle mennesker seg og blandet seg gjennom hele kontinentet. Men til nå har det vært en utfordring å spore disse mønstrene ved hjelp av genetikk. Nå har forskere analysert det eldste kjente menneskelige DNAet i Afrika for å belyse hvordan mennesker migrerte - og åpnet et nytt felt for å undersøke migrasjons- og sammenslåingsmønstre i regionen.
Relatert innhold
- Ancient DNA kunne avdekke mysteriet om forhistorisk europeisk migrasjon
Afrika kan være kontinentet der mennesker først oppsto, men sammenlignet med Europa har relativt lite gammelt DNA blitt sekvensert derfra. Dette har ikke vært for manglende forsøk, sier Jessica Thompson, en arkeolog ved Emory University som fokuserer på det gamle Afrika, men heller på grunn av miljøforskjellene mellom kontinentene.
DNA kan være et spenstig molekyl som overlever hundretusenvis av år under de rette forholdene. Men det kan også være veldig skjørt, underlagt degradering i nærvær av varme eller fuktighet. Begge disse finnes i overflod i store deler av Afrika, noe som gjør det langt vanskeligere å trekke ut brukbart DNA til sekvens.
I kontrast har forskere sekvensert DNA fra neandertalere i Europa som dateres tilbake til mer enn 400 000 år, takket være et klima som generelt er kjøligere, tørrere og derfor bedre egnet for å bevare DNA.
"For en afrikaner er det frustrerende, fordi vi ikke har tilgang til de samme dataene som folk som studerer forhistorien til sier det gamle Europa har, " sier Thompson, "og jeg må innrømme at jeg har vært slags sjalu på det. "
På en antropologikonferanse i 2015 ble Thompson igjen konfrontert med denne mangfoldigheten av gamle DNA-data fra Afrika. Det gikk opp for henne at det kan være noen steder på kontinentet med forhold som ville bevare DNA bedre - hvis forskere bare visste hvor de skulle se. "Jeg var dum å tenke på Afrika som dette homogene våte, varme stedet, " sier hun nå.
I Thompsons feltarbeid i det sørøstlige landet Malawi, husket hun besøksteder som var i relativt høye høyder som var merkbart kalde, der det hadde blitt funnet skjeletter i midten av 1900-tallet. Thompsons forsøk på å spore opp disse skjelettene satte henne i kontakt med en allerede begynnende innsats fra antropologer og andre forskere for å fylle tomrommet til gammelt afrikansk DNA ved å utnytte vitenskapelige fremskritt.
"Vi har egentlig bare ventet og håpet på at dagen skulle komme når vi kunne få tilgang til teknologi som gjør det mulig for oss å få den samme kvaliteten på data fra Afrika som vi har i andre deler av verden, " sier Thompson. Den dagen kan ha endelig kommet.
Emory University antropolog Jessica Thompson, ved siden av bergkunst på et sted som heter Mwanambavi i Malawi. (Suzanne Kunitz) Thompson fant to gamle menneskelige prøver i et annet laboratorium, men å analysere dem ga inkonsekvente resultater. Så hun bestemte seg for å gå tilbake til Malawis nettsteder der de ble gravd opp for å se etter flere ledetråder. Hun endte opp med å avdekke ytterligere tre sett med menneskelige levninger, som inneholdt DNA som dateres helt tilbake for 8000 år siden; hun samlet andre prøver fra vitenskapelige arkiver i Malawi.
Andre forskere hadde også åtte flere gamle prøver fra det sørlige, som Thompsons gruppe inkluderte i en studie publisert i dag i tidsskriftet Cell . Tiden hadde forringet prøvene, sier Pontus Skoglund, en genetiker ved Harvard Medical School som ledet studien. Imidlertid, med utholdenhet og avansert genteknologi, var forskere i stand til å skaffe minst 30 000 DNA-basepar fra hver prøve - "mer enn nok til å gjøre kraftige statistiske analyser, " sier Skoglund.
Teamet sammenlignet disse eldgamle sekvensene med hundrevis av moderne genom fra Afrika og rundt om i verden for å plassere forfedrene til moderne mennesker, og se hvem som hadde flyttet rundt og hvem som ikke hadde gjort det. "Det som er mest øyeblikkelig åpenbart, er at dette landskapet med jeger-samlerbestander nå er blitt endret ganske radikalt, " sier Skoglund.
Før den utbredte bruken av jordbruk og husdyr, overlevde mennesker gjennom jakt og samling. Det er kjent at adopsjonen av jordbruk av noen grupper mennesker har drevet store migrasjoner blant mennesker gjennom eldgamle historie, sier Thompson, men denne studien tydeliggjorde omfanget av hvor mye dette forstyrret fordelingen av mennesker i Sør-Afrika.
Moderne mennesker hjemmehørende i Malawi ser ut til å være helt uten tilknytning til de gamle menneskene som bodde i landet sitt for noen tusen år siden - noe som gjenspeiler en mye mer dramatisk migrasjon enn Thompson og andre hadde forventet. Andre prøver bekreftet hvor mye bevegelse i Afrika som har skjedd de siste tusen årene, og inkluderte en tanzanisk herder som ble funnet å ha etterkommere spredt fra nord til sør på kontinentet.
Disse bevegelsene betyr at avstamningen til moderne mennesker i Afrika ser ut til å ha blandet seg mye mer enn tidligere antatt, ifølge Thompson. "Det ser ut til å være en av de mest komplette befolkningsutskiftningene som noen gang er dokumentert, " sier hun.
"Human genetisk historie var sammensatt, og gamle DNA-studier fra Afrika er nødvendig for å forstå historien der, og er spent spente, " sa Chris Tyler-Smith, en genetiker ved Wellcome Trust Sanger Institute, via e-post. "Dette er den første omfattende studien av gammelt afrikansk DNA."
Tyler-Smith, som ikke var involvert i forskningen, sa at noen av konklusjonene var forventet, for eksempel det faktum at bestander av jeger-samlere ble erstattet av landbrukspopulasjoner. Men annen innsikt, for eksempel hvor forgrenet treet av aner for dagens vestafrikanere er, overrasket ham.
Fullføringen av denne sekvenseringen, sier han, åpner døren for mer og bedre sekvensering nedover veien, og reiser flere spørsmål om våre forfedre.
Eran Elhaik, en genetiker ved University of Sheffield, er enig. "Denne studien åpner et vindu til fortiden til en av verdens mest genetisk forskjellige regioner som til nå har forblitt stort sett uutforsket, " skrev han på e-post. Mange antagelser og rekonstruksjoner om hvordan eldgamle mennesker slo seg ned i Afrika, må kanskje kasseres nå, sier han.
For Thompson og Skoglund trekker denne artikkelen samlet ut hvor mange spørsmål eldgamle menneskelige DNA kan låse opp i Afrika. "Jeg tror det er viktig å ta med dette verktøyet med gammelt DNA som har vært veldig nyttig for å forstå Europas historie for å forstå alle verdensdeler, spesielt afrikansk forhistorie, " sier Skoglund.
Thompson, som planlegger å finne og sekvensere mer eldgamelt DNA for å male et enda tydeligere bilde av hvor og hvordan folk bodde i Afrika for lenge siden, sier hun forventer at mye mer forskning kommer ut av dette verktøyet i nær fremtid. "Jeg tror det kommer til å være en døråpning som er åpen nå, " sier Thompson.
