https://frosthead.com

Genetikk omskriver historien til det tidlige Amerika - og kanskje arkeologifeltet

Historien om hvordan Homo sapiens spredte seg fra Afrika til resten av verden er et sammenfiltret epos, fullt av falske starter og blindveier. Likevel er ikke noe sted puslespillet vanskeligere enn i Amerika, to landmasser delt fra resten av verden av to store hav. Zoom ut, men du vil se at det bare har blitt pålagt isolasjon de siste 11 000 årene; før da, en smal land bro kalt Beringia strakk seg mellom Sibir og Alaska, noe som gir en isende motorvei for reisende.

Relatert innhold

  • Mennesker kan ha kommet til Nord-Amerika 10 000 år tidligere enn vi trodde

Denne uken rapporterte forskere om eksplosive nye funn om den genetiske historien til en av de eldgamle reisende: en spedbarnsjente ved navn Xach'itee'aanenh T'eede Gaay av den lokale urbefolkningen, som bodde for en kort tid for 11 500 år siden i en Alaskan samfunnet nå kalt Upward Sun River. Spedbarnets genom har makten til å omskrive det vi vet om den menneskelige reisen til Nord-Amerika - og peker på den større genetiske revolusjonen som omformer arkeologifeltet.

I flere tiår har arkeologer antatt at mennesker kom inn i Amerika fra Asia ved å bruke Beringia (den første mannen som antydet eksistensen av en landbru var faktisk en spansk misjonær fra 1500-tallet ved navn Fray Jose de Acosta). Men etter hvert som flere okkupasjonssteder ble oppdaget i Sibir og Alaska, noe som pekte på menneskelig okkupasjon og bevegelsen fra vest til øst, gjensto spørsmål. Når skjedde nøyaktig migrasjonen, og hvordan skjedde det? I en bølge, eller mange?

I januar 2017 konkluderte forskere ved Canadian Museum of History med at en heste kjeveben som ble funnet i Bluefish Caves of the Yukon bar menneskelige markeringer fra 24 000 år siden, noe som betyr at de første amerikanerne hadde bosatt seg her før 22 000 f.Kr. Det ville presse datoen for menneskelig okkupasjon i Nord-Amerika med 10.000 år. Men disse funnene - som så mange på dette feltet - viste seg kontroversielle og har ikke blitt universelt akseptert av arkeologisamfunnet.

Den nye rapporten om Xach'itee'aanenh T'eede Gaay kompliserer denne fortellingen ytterligere. Selv om hun kanskje er "bare" 11 500 år gammel, gir hun uprovertible bevis for tidspunktet for menneskelig migrasjon.

I genomet hennes er historien om en nyoppdaget befolkning av tidlige amerikanere, hvis endelige skjebne forblir et mysterium, ettersom genene deres ikke lenger er synlige i moderne befolkninger. "Denne personen representerer en tidligere ukjent populasjon, som også er den tidligste kjente befolkningen av indianere, " sier Eske Willerslev, en evolusjonsgenetiker og en av forfatterne av den nye studien. "Vi kan ta opp grunnleggende spørsmål, for eksempel når folk kom til Nord-Amerika fordi denne befolkningen er relatert til alle andre."

The Upward Sun River-jenta, begravet ved siden av et enda yngre spedbarn i en seremoniell grav med rød oker på begge, er medlem av det forskerne kaller de gamle beringianerne. Før forskjøvet av genomet hennes hadde forskere identifisert to hovedgrupper av indianere: Nord-indianere og sør-indianere, som splittet seg en gang etter innreise på kontinentet. Dette spedbarn tilhører ingen av disse to gruppene. Det betyr at et sted underveis må det ha skjedd en annen splittelse for å opprette denne unike gamle beringianske gruppen.

Ved å bruke demografisk modellering konkluderte forskerne med at grunnleggende befolkning av indianere begynte å splitte seg fra sine forfedre i Øst-Asia for rundt 36 000 år siden. For 25 000 år siden hadde de gjort en fullstendig splittelse. For 20 000 år siden hadde det skjedd en annen divergens, denne gangen mellom de gamle beringianerne og resten av indianerne. Og i løpet av de neste 3000 til 6000 årene delte indianerne videre inn i nordlige og sørlige grupper.

Alt dette, fra det eldgamle DNAet til ett langdødt barn.

Medlemmer av teamet for arkeologifeltet følger med når professorene Ben Potter og Josh Reuther fra University of Alaska Fairbanks graver ut på stedet oppover Sun River. Medlemmer av teamet for arkeologifeltet følger med når professorene Ben Potter og Josh Reuther fra University of Alaska Fairbanks graver ut på stedet oppover Sun River. (høflighet Ben Potter)

"Nå har vi disse grensene for dannelsen av indianere, " sier Victor Moreno Mayar, en annen forfatter av papir og genetiker ved Center for GeoGenetics. ”Vi tror at forklaringen på dette mønsteret, det som krever minst bevegelse, var at indianere var et sted i Beringia for 20 000 år siden. Det best støttede arkeologiske stedet i Alaska er bare 15 000 år gammelt, så vi skyver datoene tilbake, og det vil være kontroversielt på grunn av dette. "

Forfatterne var godt klar over muligheten for kontrovers for å gå inn i studien. For det formål inkluderte de to forskjellige modeller for å forklare hvordan de gamle beringianerne ble til. I en versjon delte Beringianerne seg fra resten av indianerne før de krysset landbrua til Nord-Amerika, noe som betyr flere migrasjonsbølger. I det andre reiste gruppen over Beringia som en gruppe, og splittet seg bare etterpå. Arkeolog Ben Potter, en av forfatterne, favoriserer førstnevnte.

"Jeg pleier å støtte det på den arkeologiske siden fordi det passer med de aller fleste arkeologiske bevis vi har, " sier Potter, som har jobbet på stedet oppover Sun River siden 2006 og var den som oppdaget barna i 2013. " Det er ikke bare en mangel på nettsteder [på Beringia og Nord-Amerika], det er også tilstedeværelsen av et robust datasett med nettsteder som viser en tydelig utvidelse fra nordøst-Asia til Aldan-regionen, i nordøst-Sibir, og deretter til slutt til Beringia på rundt 14 500 .”

Men hvordan kan to så forskjellige vitenskapelige tolkninger sameksistere side om side? Velkommen til den virkelige kampen med historien om menneskets historie: spørsmålet om fakta som kommer først, arkeologers eller genetikernes. Som Potter uttrykker det, gir genetikk informasjon om populasjonene og deres splittelse, mens arkeologi peker på den fysiske plasseringen av disse populasjonene og hvordan de interagerte med miljøet.

I dag finner forskere seg nødt til å innlemme disse to informasjonsdelene på måter som ikke alltid ser ut til å være enige.

Vi må huske at det tidligste påviste spor av menneskelig aktivitet i østlige Beringia stammer fra rundt 14, 1 tusen år siden, noe som gjorde nettstedet Upward Sun River nesten 3000 år for ung til å være representativ for den første menneskelige koloniseringen av den nye verden, ”Sa arkeolog Brian T. Wygal fra Adelphi University på e-post. "Basert utelukkende på de arkeologiske dataene, var menneskelig variasjon i slutten av Pleistocene allerede ganske mangfoldig på tidspunktet for barnegravene til Upward Sun River."

Genetiker og arkeolog Dennis O'Rourke fra University of Kansas, hvis laboratorie sekvenserte mitokondriell DNA fra spedbarn Upward Sun River for flere år siden, men ikke var involvert i denne studien, er enig i at det er noen voksensmerter i feltet nå som arkeologi og genetikk blir mer blandet.

"Det er en kontinuerlig utfordring å finne ut hvordan du kan integrere disse forskjellige typene data og måter å nærme seg fortiden på, " sier O'Rourke. "Det kan stilles spørsmål [med denne artikkelen] der de arkeologiske og genetiske dataene kan peke på forskjellige geografiske populasjoner, men jeg tror at de til slutt vil bli løst med mer arkeologiske og genomiske data fra forskjellige geografiske regioner."

Dette er ikke første gang slike spørsmål blir reist. Som den østasiatiske historikeren Nicola Di Cosma skriver for Institute of Advanced Study, “Tendensen til å forklare fordelingen av gener i henhold til antatte atferdsmønstre hos visse folkeslag og samfunn er ganske vanlig i gamle DNA-studier. Til slutt går disse forutsetningene tilbake til historiske, antropologiske og arkeologiske modeller, og noen ganger ikke de beste av dem. ”

Det fører til det andre problemet med denne nye forskningen: den er avhengig av en enkelt prøve. "Vi kunne vite noe om omfanget av mangfoldighet i denne tidlige Beringianske befolkningen med større sikkerhet hvis vi hadde flere genomer, " sier O'Rourke.

Di Cosma er enda mer sløv. "Prøvene som den gamle DNA-informasjonen er hentet ut fra er små: hvor relevante er de for befolkningsbevegelser over hele Eurasia over et par årtusener?" Skriver han.

Men eldgamle rester er svært sjeldne, og selv når de blir funnet, er det fulle av etiske komplikasjoner å bruke dem til vitenskap. Kanskje mest kjent er Kennewick Man, en 9000 år gammel mann som ble oppdaget i Washington som antente en juridisk kamp mellom forskere og lokale urfolksgrupper som ønsket å begrave ham igjen. Willerslev brukte til slutt DNA-prøver for å bevise den genetiske koblingen mellom det gamle skjelettet og moderne indianere, og tillot ham å bli returnert under lov om beskyttelse og repatriering av indianere.

Potter og resten av teamet jobbet hardt for å unngå feilfeil i deres analyse av Upward Sun River-barna, samarbeidet med de lokale stammene før de foretok noen tester og prøvde å svare på spørsmål de måtte være interessert i. Smithsonian.com nådde ut til Tanana Chiefs Conference, et konsortium av 42 medlemsstammer i Alaska som inkluderer regionen der Upward Sun River ligger, men fikk ikke svar før publisering.

Teamets analyse har allerede avdekket fascinerende innsikt. For eksempel representerer funn fra Upward Sun "det første beviset på menneskelig bruk av laks i den nye verdenen, " sier Potter. "Et av elementene vi kan utvikle gjennom beinene er at vi ønsker å se på mors kosthold og potensielle endringer gjennom tid som kan gi oss forståelse om folk lagret laks over vinteren."

Til slutt vil den mest verdifulle kunnskapen fra dette og fremtidige funn sannsynligvis være en kombinasjon av genetikk, gjenstander og paleo-miljødata, sier O'Rourke. Samlet sett kunne vitenskapens amalgam vise hvordan mennesker skapte materiell kultur for å samhandle med og overleve i miljøet.

"Vi når alltid litt lenger på ett sted enn et annet, " sier O'Rourke. "Det er utfordringen - hvordan man integrerer disse forskjellige kunnskapsstrømmene."

Redaktørens merknad 5. januar 2018: Denne artikkelen er oppdatert for å tydeliggjøre hvordan den nye artikkelen presenterte forskjellige modeller for opprinnelsen til de gamle beringianerne.

Genetikk omskriver historien til det tidlige Amerika - og kanskje arkeologifeltet