Homo sapiens stamt af van één enkele mensensoort uit Afrika, dachten we altijd. Het blijkt complexer: we zijn het resultaat van een samenvoeging van twee oude mensachtigen, die zich ooit van elkaar afsplitsten en later weer samen kwamen.
Deze twee verschillende voorouders van de moderne mens groeiden zo’n 1,5 miljoen jaar geleden uit elkaar. Ongeveer 300.000 jaar geleden kwamen ze weer samen. De ene soort leverde 80 procent van het DNA van moderne mensen, de andere groep 20 procent.
Tot nu toe was de gangbare opvatting dat Homo sapiens zo’n 200.000 tot 300.000 jaar geleden in Afrika ontstond uit één enkele afstammingslijn. Maar volgens deze nieuwe bevindingen van de University of Cambridge is onze oorsprong ingewikkelder dan gedacht.
“De vraag waar we vandaan komen fascineert mensen al eeuwenlang”, vertelt hoofdonderzoeker Dr. Trevor Cousins van Cambridge. “Lange tijd werd aangenomen dat we evolueerden uit één doorlopende afstammingslijn, maar de details van onze oorsprong blijven onzeker.”
Twee afzonderlijke groepen
Deze studie voegt weer een nieuw puzzelstukje toe. De evolutie van de moderne mens blijkt minder rechtlijnig dan gedacht. “Twee afzonderlijke groepen ontwikkelden zich meer dan een miljoen jaar lang apart, voordat ze weer samenkwamen en de hedendaagse mens vormden”, vult professor Richard Durbin aan.
Al langer is bekend dat Homo sapiens zich rond de 50.000 jaar geleden mengde met de allang uitgestorven Neanderthalers en Denisova-mensen. Maar deze nieuwe studie toont aan dat er al veel eerder een veel grotere genetische vermenging plaatsvond. En waar Neanderthaler-DNA slechts 2 procent van het genetisch materiaal van de mens vormt, heeft deze vroege vermenging tien keer zoveel invloed gehad en komt het DNA voor in álle moderne mensen.
DNA als tijdmachine
De onderzoekers analyseerden het DNA van moderne mensen in plaats van genetisch materiaal uit oude botten. Hierdoor konden ze aanwijzingen vinden voor mensachtigen die fysiek misschien geen sporen hebben nagelaten. Ze gebruikten data van het 1000 Genomes Project, een wereldwijd initiatief dat DNA-sequenties van mensen uit Afrika, Azië, Europa en Amerika in kaart brengt.
Met een speciaal ontwikkeld computermodel, cobraa, simuleerden de wetenschappers hoe oude menselijke populaties zich splitsten en later weer verenigden. Eerst werd de methode getest met gesimuleerde data. Daarna werd hij toegepast op echte menselijke genetische gegevens.
Een knelpunt in onze genetische geschiedenis
De onderzoekers ontdekten dat onze voorouders zich ooit splitsten en dat een van de twee groepen direct na de splitsing een zware genetische ‘bottleneck’ doormaakte. Dat wil zeggen dat de groep op een zeker moment door een abrupte gebeurtenis heel klein was geworden en een belangrijk deel van de genetische variatie was kwijtgeraakt.
“Het wijst erop dat deze populatie lange tijd erg klein was, voordat ze langzaam weer groeide over een periode van een miljoen jaar”, legt professor Aylwyn Scally uit. “Juist deze groep zou later 80 procent van het genetisch materiaal van moderne mensen leveren en lijkt ook de voorouder van Neanderthalers en Denisova-mensen te zijn geweest.”
Sommige genen van de soort die een minderheid van ons genetische materiaal leverde, met name die gerelateerd aan hersenfuncties, hebben echter mogelijk een cruciale rol gespeeld in de menselijke evolutie.
Maar de onderzoekers ontdekten ook dat de genen die we geërfd hebben van de tweede groep, vaak ver weg lagen van de delen van het genoom die gekoppeld zijn aan genfuncties. Dat wijst erop dat ze mogelijk minder compatibel waren met de genetische achtergrond van de meerderheid. Het wordt ook wel zuiverende selectie genoemd. Daarbij worden schadelijke mutaties door natuurlijke selectie verwijderd.
Meer dan alleen mensen
De methode van de onderzoekers biedt nieuwe inzichten in de evolutie van de mens én die van andere diersoorten. Zo analyseerden ze met cobraa ook genetische data van vleermuizen, dolfijnen, chimpansees en gorilla’s. Bij sommige van deze soorten vonden ze vergelijkbare structuren van oude populaties, bij andere juist niet.
“Het idee dat soorten zich in strakke, afgebakende afstammingslijnen ontwikkelen, blijkt te simpel”, zegt Cousins. “Genetische vermenging en kruisingen hebben waarschijnlijk herhaaldelijk een rol gespeeld bij het ontstaan van nieuwe soorten, door de hele dierenwereld heen.”
Mysterieuze voorouders
Maar wie waren nu onze mysterieuze voorouders? Fossielen wijzen erop dat Homo erectus en Homo heidelbergensis in die periode in Afrika en daarbuiten leefden. Deze soorten zouden dus kandidaten kunnen zijn voor de twee mensachtigen van wie we afstammen. Maar meer onderzoek is nodig om de genetische en fossiele gegevens met elkaar te verbinden.
De onderzoekers willen hun model verder verfijnen en kijken hoe hun bevindingen aansluiten bij andere ontdekkingen, zoals fossielen die erop wijzen dat vroege mensen veel diverser waren dan gedacht. “Dat we met DNA van vandaag gebeurtenissen van honderdduizenden of zelfs miljoenen jaren geleden kunnen reconstrueren, is ronduit verbazingwekkend”, zegt Scally. “En het laat zien dat onze geschiedenis veel rijker en complexer is dan we dachten.”
