Til Hovedsiden
  
 Meny:  
- for deg som leser mer enn du klikker -
 Startsiden

 Ny viten

 Tema:
 Sopp
 Norge
 Hukommelse
 Mennesker & dyr
 Katastrofer
 Stein
 Tverrfaglighet

 Redaksjonen
 Kontakt oss
 viten.com
 Arkiv


   Tema: Hukommelse:

Forhistorisk DNA gir oss ny viten om menneskets evolusjon

Kjetill S. Jakobsen
professor i genetikk, Biologisk Inst UiO
e-post: kjetillj@bio.uio.no

 
Var neandertalerne å betrakte som moderne mennesker biologisk sett; altså samme art som oss? Dette spørsmålet har fått ny fra næring ut fra genetiske (DNA) undersøkelser av nålevende mennesker og av arkeologiske funn. Rent formalistisk kan man si at svaret her avgjør om hvorvidt man skal betegne neandertaleren for Homo sapiens neantdetalensis eller H. neandertalensis. Men implikasjonene rekker vesentlig videre enn kun latinske navn. Hvis det moderne mennesket og neandertaleren var samme art, har vi også i oss neandertal-gener. Det moderne mennesket skulle med dette utgangspunkt være en symfoni av gener som stammer fra våre H. sapiens forfedre og våre H.sapiens neandertalensis forfedre. Det er dette forhold som ligger til grunn for handlingen som skildres i den høyst fiktive historien som utspiller seg i kult-filmen Ildkrigen (”Quest for Fire”, Jean Jacques Annaud 1981). I filmen lever arkaiske mennesketyper side om side med moderne mennesker og handlingen kuliminerer med en romanse (sic!) mellom en neandertal mann og en Cro Magnon kvinne. Var vi derimot to adskilte arter, betyr dette at det var liten eller ingen gen-flyt mellom våre forfedre og neandertalerne. I et slikt scenario skulle det nålevende mennesket ikke ha noen gener som stammer direkte fra neandertaleren. Det er også en annen implikasjon av to adskilte arter, og det er at man da må anta at neandertaleren døde ut for rundt 28.000 år siden og ble dermed erstattet av "moderne" mennesker (eller at arten døde ut fordi den ble fortrengt av det moderne mennesket). I motsatt fall - altså en og samme art - er det ikke usannsynlig at neandertalerne forsvant fordi de ble "opptatt" i det moderne mennesket. For å gjøre bildet komplett, så dreier spørsmålet om hvorvidt neandertaleren var en egen art eller ikke, også om hvor og hvordan mennesket oppstod. Sagt med andre ord, er neandertalernes evolusjonære stilling knyttet direkte opp til de to ledende teorier som man opererer med for vårt opphav. Den ene teorien opererer med en nylig opprinnelse av det moderne mennesket i Afrika (for 150-200.000 år siden), og en påfølgende utvandring til Europa og Asia hvor det moderne mennesket fortrengte (uten å blande seg med) de arkaiske menneske-typene inkludert neandertaleren (“Ut av Afrika modellen”). Den andre teorien opererer med at mennesket oppstod på et vesentlig tidligere tidspunkt (kanskje alt for 2 mill år siden) - sannsynligvis i Afrika. Dette tidlige mennesket har så utvandret til ulike regioner i Eurasia og utviklet seg uavhengig over hele den gamle verden (multiregional modellen). Neandertalerne representerer en gren av dette opprinnelige mennesket. Denne teorien forutsetter genflyt mellom de forskjellige regioner ensbetydende med at det en gang var genflyt mellom neandertalere, andre arkaiske mennesker og såkalte moderne mennnesker.

Genetiske studier av DNA varianter gir innsikt i menneskets evolusjon
Man kunne være fristet til å hevde at å forsøke å svare på disse spørsmålene, kun blir spekulasjon. Til tross for de mange arkeologiske funn av oldtidsmennesker, inkludert neandertalere, er ikke dette tilstrekkelig for å kunne gjenfortelle menneskets utviklingshistorie. Men en ny vitenskap har dukket opp i denne sammenheng - molekylær genetikk - og som kanskje er det kraftigste redskap vi noensinne har hatt i forhold til å forstå vårt eget opphav. Hva er det som gjør den genetiske tilnærming så spesiell i denne sammenheng? Jo, det er at kunnskap om de DNA sekvenser som dagens mennesker har, gjør det mulig å gå tilbake i tid, dvs å rekapitulere hendelser som f.eks skjedde for hundretusener av år siden. Hvordan er så dette mulig er det naturlig å spørre. Svaret finner vi ved dykke ett nivå dypere ned i materien, dvs til genene som bærer utviklingshistorien bokstavelig talt i seg. Mitokondrie DNA (mtDNA) kalles den DNA bit som oftest har vært studert i forbindelse med menneskets utvikling. mtDNA finnes i en egen celle-struktur - mitokondriet (cellens "kraftstasjon"), og ikke i kjernen hvor resten av genene sitter. I mtDNA er det i tillegg til gener også områder som ikke koder for noen egenskap og dermed anses for å være nøytrale, dvs upåvirket av biologisk seleksjon. Sammenlikner man nøytrale regioner av mtDNA hos nålevende mennesker ser man raskt at den største spredning i innbyrdes variasjon finnes i Afrika. Både i Asia, Amerika og Europa finner man i hovedtrekk de samme genetiske typer som i Afrika. Men i Afrika finnes det i tillegg en rekke varianter som til nå kun er funnet på dette kontinentet. Siden disse regionene av mtDNA er nøytrale, kan man anta at graden av ulikhet mellom to individer, eller graden av gjennomsnittlig forskjell mellom to populasjoner (f.eks fra forskjellige geografiske regioner), gjenspeiler det evolusjonære - altså det utviklingsmessige forhold - mellom individene eller populasjonene. Med andre ord; det antall forskjeller man finner i DNA mellom to individer forteller hvor nært eller fjernt beslektet man er i et evolusjonært perspektiv. Det man i dag faktisk vet, viser at både den største variasjon i genene og de mest avvikende variantene finnes i Afrika. En rekke genetiske slektskapstrær (fylogenetiske trær) beregnet fra DNA data viser en afrikansk rot på treet; altså at de mest opprinnelige DNA variantene er de afrikanske. Basert på beregninger av evolusjonshastighet for mtDNA har man regnet ut at det moderne mennesket oppstod for rundt 150.000 til 200.000 år siden - trolig i sentral Afrika. De genetiske mønstre tyder på gjentatte utvandringer fra Afrika. Mer primitive menneske-typer (arkaiske mennesker), fantes over store deler av jorda før utvandringen fra Afrika. I følge "ut av Afrika modellen" ble disse fortrengt av det moderne mennesket. Ut av Afrika modellen har vakt stor oppsikt fordi den på grunnlag av dagens genetiske variasjon i mtDNA antar at det moderne mennesket har oppstått fra noen ganske få "urmødre", noe som hvis man drar sammenlikningen helt ut, kunne tenkes å støtte opp om skapelsesberetningen. Derav har den også fått betegnelsen "Eva-hypotesen"

Er "ut av Afrika modellen" hele sannheten?
Det er dem som har reist tvil om tolkningen av de nevnte DNA-data. Kritikken kommer fra flere hold. Noen genetikere har påpekt svakheter i ut av Afrika - resonnementet ved at tidlig opprinnelse av det moderne mennesket bygger på forutsetninger om evolusjonshastigheten i mtDNA som det ikke er gode nok bevis for. Blant annet har man brukt en svært spesiell variant av mtDNA som finnes i kjernen, til å beregne den genetiske utviklingshastigheten, og man har videre antatt at denne hastigheten er konstant. Det synes også klart at de tidlige slektskaptrærne konstruert fra mtDNA inneholdt var basert på metoder man i dag anser som direkte feil eller i beste fall feilaktige. Med andre ord så er vår opprinnelse ikke så klart tidfestet likevel. Andre genetikere og i tillegg antropologer har kritisert "ut av Afrika" både med utgangspunkt i at beregningsmetodene for DNA sekvensene ikke holder mål og på bakgrunn at det er usannsynlig at menneskene som utvandret fra Afrika ikke har blandet seg genetisk med sine samtidige nære slektninger - som fantes over store deler av kloden. Et annet viktig moment som har vært trukket fram, er hvor representativt genetisk i forhold til vår tidlige utviklingshistorie er det utvalg av mennesker som finnes på jorda i dag.

Neandertal-DNA
Hva vet vi egentlig om hvordan fortidsmenneskens gener? Her har det skjedd en aldri så liten revolusjon. Forskerne har tatt i bruk nye teknikker - ikke ulike de rettsmedisinere bruker i kriminalsaker - og disse har gjort det mulig å få tak i de få DNA molekylene som måtte være igjen i beinrester fra mange ti-talls tusen år gamle arkeologiske funn. Helt sensasjonelt har man klart å løse DNA kodene i mtDNA fra 3 neandertal-individer (fra to geografisk adskilte funn fra noenlunde samme tidsepoke). Neandertal-sekvensene viser at de skiller seg i stor grad fra alle kjente menneske-sekvenser. Innbyrdes er ikke sekvensene så ekstremt forskjellige. Det faktum at neandertaleren genetisk sett synes å ligge langt utenfor det menneskelige slektskapstre kan synes å torpedere muligheten for at det moderne mennesket og neandertaleren var en og sammen art, og det støtter også klart ut av Afrika modellen.

De manglende brikker i puslespillet
Hvordan så våre anatomisk moderne forfedre som levde på samme tid som neandertalerne, ut genetisk? Denne problemstillingen ble helt nylig besvart (i januarnummeret av det amerikanske tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Science; Adcock et al. (2001) 98 (2) 537-542 og kommentar av Relethford, ibid 390-391) av en gruppe Australske forskere som brukte samme teknikkene som anvendt på neandertalerne på inntil 60.000 år gamle australske funn av våre forfedre. Disse funnene representerer anatomisk moderne mennesker. Og hva fant man? Jo, det eldste individet (60.000 år) var like forskjellig genetisk fra nålevende mennesker som det var de utdødde neandertalerne. De statistiske beregningene tyder på at opprinnelsen til denne sekvensvarianten er eldre enn opprinnelsen til det moderne mennesket i Afrika! Dette anatomisk moderne mennesket danner en slektskapsmessig gren sammen med den nevnte kjerne-insatte sekvensen som er antatt å være mye eldre enn 60.000 år. De andre australske sekvensene faller med ett mulig unntak, inn sammen med sekvenser fra nålevende mennesker. Hva forteller dette? At australnegreneer er våre forfedre og menneskehetens vugge stod i Australia? Nei, det forteller nok heller at man ikke uten videre kan bruke den dypeste forgrening (rot) som den opprinnelige. Et viktig poeng er at dette gjelder like mye for det tilsvarende argument brukt om en afrikansk rot. Hva slags rot man får, vil avhenge av hvor prøvene kommer fra, hvor gamle de er og vil være et resultat av forhistoriske populasjonsgenetiske hendelser. Men, hva sier disse funnene oss egentlig? For det første sier de at det er ikke så sikkert at ”Ut av afrika” modellen er riktig, og at en multiregional opprinnelse av det moderne mennesket kan være like så sannsynlig. For det andre synes det klart at de genetiske forskjellene mellom neandertalere og mennesker på ingen måte utelukker at de er samme art. Igjen støtter dette en multiregional opprinnelses-modell. Disse nye resultatene forteller oss at vår opprinnelse sannsynligvis er mer kompleks enn hva "Ut of Afrika" modellen antar. Det vil være nødvendig å analysere både flere neandertalere og moderne mennesker fra ulike forhistoriske tidsepoker for å komme videre. Kanskje var ikke filmen Ildkrigen kun ren fiction likevel? Det kunne altså tenkes å være noe i "Hollywood varianten" hvor den mannlige helten - neandertaleren - forelsker seg i den moderne Cro Magnon kvinnen?


© viten.com 2001