Omstreden studie bepaalt plek van ontstaan moderne mens

Het onderzoek betekent dat het aloude debat over de precieze plaats waar onze soort verscheen, opnieuw hoog oplaait.woensdag 30 oktober 2019

In een omstreden nieuw onderzoek wordt geopperd dat oeroude wetlands ten zuiden van de rivier de Zambezi de oase vormden waar de moderne mens ontstond. Tegenwoordig omvat deze regio de Makgadikgadi-zoutvlakten, een van de grootste ter wereld.
In een omstreden nieuw onderzoek wordt geopperd dat oeroude wetlands ten zuiden van de rivier de Zambezi de oase vormden waar de moderne mens ontstond. Tegenwoordig omvat deze regio de Makgadikgadi-zoutvlakten, een van de grootste ter wereld.
fotograaf Beverly Joubert, Nat Geo Image Collection

Een laagje wit poeder ligt over het kurkdroge landschap van de Makgadikgadi-zoutvlakten in Botswana, die tot de grootste ter wereld behoren. Maar zo’n 200.000 jaar geleden zou dit lege doek zijn beschilderd met de blauwe en groene tinten van dichtbegroeid drasland. In het midden van een onherbergzame woestijn in het zuiden van Afrika zou dit weelderige gebied voor de vroege mens een aanlokkelijke plek zijn geweest om zich te vestigen.

In een omstreden nieuwe studie wordt nu geopperd dat deze oase, de uitgestrekte wetlands van Makgadikgadi en Okavango, niet zomaar een vestigingsplaats voor onze vroege voorvaderen was, maar dé plek waar de moderne mens ooit op het toneel verscheen. De auteurs van de nieuwe studie brachten het mitochondriale DNA – het genetische materiaal dat in de ‘energiecentrales’ (mitochondriën) van onze cellen ligt opgeslagen en dat alleen van moeder op kind wordt overgedragen – van de huidige bewoners van zuidelijk Afrika in kaart, waarna ze die genetische gegevens vergeleken met het oerklimaat in de regio, de talen die er tegenwoordig nog worden gesproken en de culturele en geografische verspreiding van de verschillende bevolkingsgroepen in de regio.

De resultaten van het onderzoek lijken erop te wijzen dat bepaalde afsplitsingen van de oerbevolking in dit gebied als gevolg van klimaatveranderingen vanuit de wetlands naar groener gebied trokken. Duizenden jaren later zou een kleine populatie van deze rondtrekkende groep het continent hebben verlaten en zich tot in alle uithoeken van de aarde hebben verspreid.

“We zijn allemaal afkomstig uit hetzelfde thuisland in zuidelijk Afrika,” zegt Vanessa Hayes van het Garvan Institute of Medical Research in Australië, die het nieuwe onderzoek leidde.

De studie betekent dat het slepende debat over de vraag waar precies in Afrika de wieg van de moderne mens heeft gestaan, opnieuw wordt aangewakkerd. En het onderzoek heeft van diverse kanten meteen scherpe kritiek gekregen. Wetenschappers wijzen erop dat alle mensen van tegenwoordig mitochondriaal DNA in zich dragen dat is overgeërfd van een gemeenschappelijke voorouder – een ‘Mitochondriale Eva’ – maar dat dit erfgoed slechts een fractie is van ons genetisch materiaal als geheel. Dus ook al zou de vermeende oerpopulatie die in de nieuwe studie wordt beschreven, inderdaad de bron van al ons mitochondriaal DNA zijn, dan nog is de genenpoel van de mens ontstaan uit de bijdrage van talloze andere populaties.

“De gevolgtrekkingen uit de gegevens op basis van mitochondriaal DNA zijn fundamenteel onjuist,” schrijft Mark Thomas, evolutionair geneticus aan het University College London, in een e-mail. Volgens hem komt het onderzoek neer op het “vertellen van een verhaaltje.”

Maar Rebecca Cann, een genetica van de University of Hawaii in Manoa die tot degenen behoorde die de nieuwe studie voor publicatie moest beoordelen en zelf baanbrekend onderzoek op het gebied van mitochondriaal DNA heeft verricht, zegt dat de nieuwe studie vernieuwend is en van meerdere disciplines gebruik heeft gemaakt om antwoorden te vinden.

“Dit zal heel wat stof doen opwaaien en het zal tot heel wat nieuwe studies leiden,”zegt zij. Hoewel het onderzoek volgens haar niet perfect is, zal het “ons weer een stukje verder brengen.”

Genetische puzzel

De stamboom van de mensachtigen is geworteld in Afrika. Het vroegste fossiel dat tot nu toe van het geslacht Homo is gevonden, is een 2,8 miljoen jaar oud fragment van een kaakbeen dat in Oost-Afrika werd ontdekt. Onze soort, Homo sapiens, splitste zich pas vrij laat van deze stamboom af, rond 260.000 jaar geleden. Maar waar precies die afsplitsing in Afrika plaatsvond, is tot op heden onderwerp van debat.

Fossielen die een mix van kenmerken van zowel moderne mensen en oudere mensachtigen (‘aapmensen’) vertonen, zijn in heel Afrika gevonden, van 260.000 jaar oude resten die in Florisbad in Zuid-Afrika en de 195.000 jaar oude fossielen van Omo die in Ethiopië zijn gevonden tot de 315.000 jaar oude beenderen uit Jebel Irhoud in Marokko. Maar na zo lange tijd in de zinderende Afrikaanse zon is het DNA in deze oeroude fossielen grotendeels verwoest.

Hoewel de speurtocht naar oer-DNA onveranderd doorgaat, hebben veel onderzoekers inmiddels hun toevlucht genomen tot het bestuderen van de genetische diversiteit onder de inwoners van Afrika. Enkele van de oudste afstammingslijnen in het mitochondriale DNA van de mens zijn aangetroffen bij inwoners van zuidelijk Afrika, en dan met name bij de KhoeSan, een volk van jager-verzamelaars en veehoeders die verschillende talen spreken en ook gebruikmaken van klikklanken als medeklinkers. In veel onderzoek uit het verleden, waaronder studies van Hayes zelf, heeft men in het DNA van deze bewoners gespeurd naar aanwijzingen voor het verleden van onze soort.

Maar met dit nieuwe onderzoek wilden Hayes en haar collega’s vaststellen waar de geografische herkomst van deze oeroude genetische lijn precies lag. Om enkele hiaten in het genetische materiaal op te vullen werd het mitochondriaal DNA van 198 mensen uit Namibië en Zuid-Afrika gesequentieerd, van wie sommigen KhoeSan waren en anderen niet. Daarna werden hun gegevens gecombineerd met eerder vergaarde data van in totaal 1217 personen. Vervolgens deelden ze de diverse bevolkingsgroepen in zuidelijk Afrika in naar etniciteit en taalgroepen, waardoor er een kaart ontstond van populaties die dit oeroude mitochondriale DNA ook vandaag de dag nog in zich dragen. Op basis daarvan konden ze een stamboom creëren waarin de mitochondriale afstamming van deze inwoners tot zo’n 200.000 jaar geleden kon worden herleid, naar de begindagen van onze soort.

Uit de analyse bleek dat de vroegste populaties van Homo sapiens gedurende 70.000 jaar in hun afstammingsgebied zijn gebleven. En uit een analyse van de klimaatomstandigheden in deze periode bleek dat de uitgestrekte wetlands van Botswana een stabiele vestigingsplaats voor deze vroege mensen kunnen zijn geweest. Maar tussen 130.000 en 110.000 jaar geleden kwam daar verandering in: “Ze slaan op hol,” zegt Hayes. “Overal beginnen nieuwe afstammingslijnen van de mens op te duiken.”

De nieuwe studie lijkt erop te wijzen dat er gedurende deze periode corridors van groene landschappen ontstonden, eerst ten noordoosten en daarna ten zuidoosten van de wetlands. Dat zou bevolkingsgroepen ertoe kunnen hebben gebracht zich te verspreiden naar gebieden waar ze ook vandaag de dag nog leven. Hayes heeft lange tijd onderzoek gedaan in zuidelijk Afrika en heeft de resultaten kort na de analyse besproken met diverse inwoners die aan de studie hebben deelgenomen.

“Zij waren de eersten die de resultaten te horen kregen, lang voordat jullie er kennis van konden nemen,” zegt zij. “En ze waren echt dol op deze verhalen. Het is hún verhaal.”

‘Mitochondriale Eva’

Belangrijk is dat de onderzoekers zich hebben gericht op huidige bevolkingsgroepen in zuidelijk Afrika, iets wat in vroeger genetisch onderzoek vaak is veronachtzaamd. “Iedereen erkent dat we veel te lang naar oude Europeanen hebben gekeken,” zegt Joshua Akey, geneticus aan de Princeton University. “Nu het onderzoek uitwaaiert en er gegevens met een grotere genetische diversiteit worden vergaard, zullen we uiteindelijk een dieper en duidelijker inzicht in de ontwikkeling van de mens krijgen.”

In algemene zin schetst het nieuwe onderzoek een beeld dat niet veel afwijkt van dat van eerdere studies: huidige bevolkingsgroepen in zuidelijk Afrika vertegenwoordigen een oeroude mitochondriale afstammingslijn. Maar de details van het verhaal dat in de nieuwe analyse wordt verteld, blijven vaag, zegt John Hawks, paleoantropoloog aan de University of Wisconsin-Madison.

Het is moeilijk om te bepalen of je bevolkingsgroepen die tegenwoordig in deze regio’s wonen, kunt vergelijken met populaties die daar honderdduizenden jaren geleden leefden, zegt Hawks. Het kan zijn dat de onderzoekers inderdaad op het spoor zijn gekomen van massale migraties in dit gebied. Maar het is ook mogelijk dat het huidige mitochondriale DNA aangeeft dat bepaalde bevolkingsgroepen een selectief voordeel hadden en dat hun DNA zich daardoor zonder grote volksverhuizingen heeft kunnen verspreiden. “Het is één onderdeel van het totale verhaal van de evolutie, maar op zeer gedetailleerd niveau, en dat is heel interessant,” zegt Hawks. “Maar eigenlijk wil je ook de rest van het verhaal horen.”

Mitochondriaal DNA maakt maar een minuscuul onderdeel van het totale genoom van de mens uit: hoewel het zo’n 16.500 basenparen omvat, telt het DNA in de celkern ruim drie miljard basenparen, zegt Carina Schlebusch, evolutionair genetica aan de Universiteit van Uppsala in Zweden. Het ontrafelen van de informatie in het volledige menselijke genoom belooft een veel complexer verhaal op te leveren. Onderzoekers hebben vergelijkbare stambomen gecreëerd voor het DNA in het Y-chromosoom, dat alleen bij mannen voorkomt. Hoewel de details van dat onderzoek vaag blijven, lijken ze te wijzen op een zeer vroege afstammingslijn onder een bevolkingsgroep in het West-Afrikaanse Kameroen.

“In onze andere chromosomen zijn er miljoenen verschillende lociof posities, die afsplitsingen van bevolkingsgroepen aanduiden en die waarschijnlijk herleid kunnen worden tot onze verre voorouders.”

Het opsporen van die voorouders is een heel andere kwestie, want het signaal van het nucleaire DNA is extreem complex. Wat we uit het volledige genoom van Afrikanen wél kunnen opmaken, is dat de resultaten van dit nieuwe onderzoek niet helemaal afwijken van eerdere analyses die wijzen op een herkomst in zuidelijk Afrika, zegt Brenna Henn, een populatiegenetica van de University of California in Davis die uitgebreid onderzoek heeft gedaan naar de geschiedenis van Afrikaanse bevolkingsgroepen.

Maar wetenschappers ontdekken nog steeds nieuwe manieren om nucleair DNA te analyseren. Ze kunnen de genetische code ervan niet zomaar lezen, als een boek. Het DNA moet eerst aan ingewikkelde processen en modellen worden onderworpen voordat er enige betekenis aan kan worden ontleend, en vooronderstellingen die tijdens de analyse gebruikt worden, kunnen het eindresultaat beïnvloeden.

Er zijn aanwijzingen dat er nog veel te ontdekken valt. In meerdere studies is gewezen op de aanwezigheid van een nog vroegere afsplitsing van ‘spookpopulaties’, die zich hebben vermengd met onze soort en minieme sporen in het DNA van enkele Afrikaanse bevolkingsgroepen hebben achtergelaten. “We weten niet precies waar ze in het plaatje passen en we weten niet wie ze waren, maar we weten wél dat enkele ervan tot vrij kort geleden nog aanwezig waren,” zegt Hawks.

De stamboom omhakken?

De complexiteit van onze evolutie heeft veel onderzoekers er de laatste jaren toe gebracht om afstand te nemen van het idee dat de moderne mens op één enkele plek is opgekomen en zich vandaaruit over de aarde heeft verspreid. In plaats daarvan opperen ze dat moderne mensen zich op verschillende plekken in Afrika hebben ontwikkeld, als een netwerk of als een vervlochten rivier met talloze zijtakken, splitsingen en beekjes die weer in de hoofdstroom uitkomen en uiteindelijk tot de machtige mix hebben geleid die door onze aderen stroomt. “Ik zie geen enkele reden waarom de mens op één enkele plek zou zijn ontstaan,”zegt Thomas, medeauteur van een recent onderzoek waarin de enkelvoudige opkomst van de mens ter discussie wordt gesteld.

De auteurs van de nieuwe studie erkennen dat onze soort op meerdere plekken kan zijn opgekomen. Maar er zijn niet voldoende gegevens om dat scenario definitief te onderbouwen, zegt medeauteur Eva Chan, statistisch genetica aan het Garvan Institute of Medical Research. Het nieuwe onderzoek was een multidisciplinaire poging om enkele van de witte plekken op de kaart van onze evolutionaire geschiedenis in te vullen. “Dat wil niet zeggen dat we zo’n kaart momenteel hebben,” zegt zij. “Telkens wanneer we nieuwe gegevens vergaren, zal die kaart weer veranderen.”

Al dat onderzoek draait om de steeds verwarrender definitie van de term ‘soort’. Terwijl mensen dingen graag van een etiket voorzien, kan de natuur niet in keurig afgebakende categorieën worden opgedeeld, zegt Schlebusch. Er zijn geen duidelijke grenzen tussen de ene soort en de andere; alles moet in grijstinten worden gezien.

De controverse rond de herkomst van onze soort zal zeker niet wegebben. Anders dan veel studiegebieden is de evolutie van de mens geen terrein waarop je experimenten kunt uitvoeren, zegt Akey. Bovendien zouden wetenschappers het hele debat misschien in een ander licht moeten gaan zien. “Misschien is de vraag die we stellen, niet de juiste,” zegt hij. “Misschien hebben we een veel genuanceerder vraagstelling nodig.”

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

lees verder

Meerdere lijnen van mysterieuze oermens in DNA moderne mens

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 Homo sapiensoverbleef.
Wie waren de eerste Europeanen?

Wie waren de eerste Europeanen?

Nieuw genetisch onderzoek naar resten van de eerste bewoners van Europa laat zien dat het continent een smeltkroes is, met oeroude bloedlijnen van immigranten uit Afrika, het Midden-Oosten en de Russische Steppe.
Springlevende geschiedenis: 5x raadsels die we nog gaan oplossen

Springlevende geschiedenis: 5x raadsels die we nog gaan oplossen

Over de oude geschiedenis valt nog zoveel te ontdekken. National Geographic ging in gesprek met historicus Bart Gielen. “Het houdt gewoon nooit op!”
Lees meer