Geschiedenis en Cultuur

Oeroud DNA laat verrassende wendingen zien in migratie neanderthalers

Genetische verrassingen die uit 120.000 jaar oude botten tevoorschijn kwamen, tonen de gecompliceerde geschiedenis van deze menselijke verwant.vrijdag 28 juni 2019

Door Maya Wei-Haas
Uit het DNA vaneen in België gevonden kaak van een neanderthaler bleek nieuwe informatie over het moment waarop deze voorouders zich over Europa begonnen te verspreiden richting Azië.

In 1856 werden enkele vreemde stoffelijke resten gevonden in een kalksteengroeve in het Duitse Neanderthal. De schedelfragmenten leken op die van moderne mensen, maar het voorhoofd was te fors en de botten waren te zwaar. Het duurde acht jaar voordat wetenschappers zich realiseerden dat het om fossielen ging van een heel andere soort, een voorouder van de mens, de Homo neanderthalensis

Ontdekkingen die daarna werden gedaan hebben veel meer informatie over de Neanderthalers aan het licht gebracht, zoals over waar ze leefden, hoe ze voor hun nakomelingen zorgden en mogelijk zelfs over de kunst die ze maakten. Oeroud DNA dat werd afgenomen bij een tweetal Europese neanderthalers geeft wetenschappers nu een gedetailleerder inzicht in de reis die deze soort aflegde over onze prehistorische planeet.

De voorouders van de neanderthalers hebben zich waarschijnlijk ten minste 500.000 jaar geleden afgesplitst van de voorouders van de moderne mens. Ze verspreidden zich over Europa en vestigden zich ook in het zuidwesten en midden van Afrika. Uit de nieuwe studie, die onlangs werd gepubliceerd in Science Advances blijkt dat twee van deze vroege mensen die 120.000 jaar geleden leefden, genetisch verrassend veel lijken op neanderthalers die lange tijd na hen kwamen. Bovendien werd bij een van de bestudeerde oermensen bijzonder DNA aangetroffen, waaruit blijkt dat er sprake is geweest van contact met een andere groep hominini, die nu nog onbekend is.

Deze reconstructie van een vrouwelijke neanderthaler werd in 2008 onthuld en is gebaseerd op oeroud DNA.

Door deze ontdekkingen zijn er nog meer vraagtekens bijgekomen in het verhaal over de neanderthalermigratie en de interactie van deze soort met onze vroege voorouders. De nieuwe kennis komt voort uit de voortschrijdende ontwikkelingen in de analyse van oud DNA-materiaal, stelt de auteur van het artikel, Kay Prüfer,van het Duitse Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.

“Hierdoor kunnen we een onderdeel van de geschiedenis achterhalen waar we anders nooit achter waren gekomen,” stelt hij.

Neanderthalpuzzels

Eerder onderzoek leidde tot de conclusie dat neanderthalers een zeer gemengd DNA-profiel hadden, waaruit bleek dat ze nakomelingen hadden met soorten uit heel Europa en delen van Azië. De data waaruit deze genetische overeenkomsten bleken, waren echter voornamelijk afkomstig uit de tijd dat de Neanderthalers aan het verdwijnen waren, ongeveer 40.000 jaar geleden.

Daarnaast waren er een aantal eigenaardigheden waardoor de onderzoekers zich afvroegen wat er in eerdere perioden over het hoofd was gezien. Zo werd een 120.000 jaar oude neanderthaler aangetroffen in de Siberische Denisovagrot, waarin de naar de grot vernoemde Denisovamens werd aangetroffen, een neefje van de neanderthaler met relatief grote tanden. Het genetisch materiaal van dit individu, dat ook wel bekendstaat als de Altaj-neanderthaler, is heel verschillend van dat van latere Europese neanderthalers.

Deze priemende ogen zijn van een reconstructie van een neanderthaler, een voorouder van de mens die de aarde deelde met denisovamensen en moderne mensen. Uit genetisch onderzoek blijkt dat zij uitstierven voordat de denisovamensen verdwenen.

Het DNA was ook anders dan de neanderthaler-helft van een meisje dat in dezelfde grot werd gevonden, de dochter van een neanderthaler-moeder en een Denisova-vader die zo´n 90.000 jaar geleden leefden. De genen van haar moeder leken meer op die van latere neanderthalers. Dit alles wijst erop dat de neanderthalpopulatie in deze regio op enig moment werd verdreven door een andere groep van dezelfde soort. Maar waar kwamen deze nieuwelingen vandaan, en vond deze overgang alleen plaats in het oostelijke deel van hun leefgebied?

Om dit mysterie op te lossen, besloten de onderzoekers een 120.000 jaar oud dijbeen uit de Duitse Hohlenstein-Stadelgrot nader te bekijken, en daarnaast een even oude kaak uit de Scladina-grot in België. Daaruit haalden ze mitochondriaal DNA, een deel van het genetisch materiaal dat van moeder op kind wordt overgedragen, en nucleair DNA, wat door beide ouders wordt doorgegeven en dus vaak meer informatie oplevert.

De genetische analyses die daarmee moesten worden uitgevoerd, waren bepaald niet eenvoudig. De kwetsbare DNA-strengen breken in de loop van de tijd makkelijk af en de monsters raken ook al snel besmet.

“We moesten een paar foefjes uithalen om te zorgen dat het daadwerkelijk zou lukken,” vertelt Prüfer, die daar nog aan toevoegt dat de onderzoekers verschillende technieken gebruikten om te voorkomen dat er besmetting zou plaatsvinden die de resultaten zou beïnvloeden.

Het resultaat van de analyse was verrassend. De twee 120.000 jaar oude Europese neanderthalers bleken meer verwant te zijn aan neanderthalers die tienduizenden jaren later door Europa trokken dan aan Siberische Altaj-neanderthalers uit dezelfde tijd als zij. De beide oudere individuen bleken bovendien in genetisch opzicht veel overeenkomsten te hebben met de neanderthalermoeder van het hybride meisje.

Dat duidt erop dat deze individuen mogelijk leden van de groep waren die de vroege bewoners van de Denisovagrot vervingen. En aangezien het tweetal even oud is als de Altaj-neanderthaler, was de vervanging van de populatie mogelijk al 120.000 jaar geleden gaande, aldus bioinformaticus Adam Siepel die verbonden is aan het Simons Center for Quantitative Biology van het Amerikaanse Cold Spring Harbor Laboratory.

“Het lijkt erop dat deze twee individuen dicht bij de ´basis´ van deze nieuwe populatie staan, aangezien ze leefden rond het moment dat de vervanging plaatsvond,” laat hij per e-mail weten.

Kronkelende wortels

Hoewel er met de analyse weer een aantal hoofdstukken van de neanderthalergeschiedenis duidelijk zijn geworden, blijven er nog allerlei vraagtekens. Zo vertoont het nucleaire neanderthaler-DNA dus grote overeenkomsten in ruimte en tijd, maar bleek het mitochondriale DNA uit het dijbeen nooit eerder te zijn gezien bij enige andere neanderthaler die ooit werd bestudeerd, vertelt Stéphane Peyrégne, een van de auteurs die promotieonderzoek doet aan het Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.

Dit mysterieuze mitochondriale DNA was al eens beschreven in een studie uit 2017 in Nature. Tijdens het nieuwe onderzoek bevestigden de onderzoekers de eerdere analyse en voerden ze statistische tests uit waaruit bleek dat de genetische variatie niet slechts op toeval berust. Maar ze kunnen er geen verklaring voor geven.

Mogelijk is het materiaal afkomstig van een andere groep neanderthalers die zich lang geleden afsplitsten van de rest van de populatie. Of misschien, zo stellen de onderzoekers, waren de voorouders van de vroege mensen ook betrokken bij de vorming van het vroege DNA van de neanderthalers. Hoewel de leden van deze lange Europese lijn al lang geleden verdwenen, weten we dat ze nakomelingen kregen met de moderne mens die ongeveer 55.000 jaar geleden uit Afrika vertrok, waardoor er zo´n twee procent neanderthaler-DNA terug is te vinden in moderne mensen die niet uit Afrika afkomstig zijn. (Lees meer over de talloze groepen vroege mensachtigen waarmee de vroege moderne mens nakomelingen kreeg.)

Maar misschien was er ook sprake van het tegenovergestelde, en gaf een eerdere groep moderne mensen DNA door aan de neanderthalers. In dat geval zouden de moderne mensen ten minste twee verschillende typen mitochondriën aan de neanderthalers hebben overgedragen, legt Prüfer uit. Een daarvan ontwikkelde zich tot het materiaal dat werd aangetroffen in het Hohlenstein-Stadel-dijbeen, terwijl het andere type aan de oorsprong stond van al het andere mitochondriale DNA dat tot nog toe bij neanderthalers werd aangetroffen.

Deze discrepantie in de resultaten uit het nucleaire en mitochondriale DNA lijkt misschien opmerkelijk, maar is misschien eigenlijk niet zo vreemd, stelt Qiaomei Fuvan de Chinese Academy of Sciences, die gespecialiseerd is in oud DNA maar niet betrokken was bij het onderzoeksteam.

“Aangezien we dit ook terugzagen bij de Denisovamens en er nog meer van dit soort voorbeelden zijn, denk ik dat het steeds duidelijker wordt dat er in het verleden van de mensachtigen, complexe kruisingen plaats hebben gevonden en dat daarvan ook vaak sprake is geweest,” schrijft Fu in een e-mail.

Zelfs met alle vraagtekens die er nog zijn, maakt dit nieuwe onderzoek weer iets meer duidelijk over een oud familielid van de mens dat we pas onlangs leerden kennen, maar dat met iedere nieuwe ontdekking herkenbaarder lijkt.

“Ik denk dat dit onze perceptie in enige mate verandert,” zegt Prüfer "doordat we nu inzien dat er echt een neefje van de mens was dat veel van ons weg had en die in dezelfde gebieden als wij nu leefde.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

LEES VERDER

Prehistorisch meisje had ouders van twee verschillende soorten

<em>Het kind leefde 90.000 jaar geleden en is het eerste directe bewijs voor seksuele contacten&nbsp;</em> <em>tussen neanderthalers en hun nauwe verwanten, de Denisova-mens.</em>

Meerdere lijnen van mysterieuze oermens in DNA moderne mens

Uit modern DNA blijkt dat de denisovamensen verrassend verschillend waren, en mogelijk de laatste ‘mensensoort’ vormden die uitstierven, waarna de&nbsp;<em>Homo sapiens</em>overbleef.