- To prosent neandertaler

Det nylig kartlagte genomet til våre utdødde slektninger avslører at våre forfedre faktisk lå med neandertalere. Men dette er langt fra det viktigste som fortidsgenene kan røpe om dagens mennesker.

Published
Svante Pääbo og neandertaler. (Foto: Frank Vinken)
Svante Pääbo og neandertaler. (Foto: Frank Vinken)

Et stort internasjonalt forskerteam publiserer i disse dager genomet til neandertalerne – det moderne menneskets nærmeste utdødde slektning.

Etter fire års blodslit er 60 prosent av fortidsmenneskets DNA-oppskrift snekret sammen fra små biter av arvemateriale som er hentet ut fra eldgamle knokler. Og nå har forskerne begynt arbeidet med å sammenligne neandertalgenomet med DNAet til dagens mennesker.

- Sammenligning av disse genetiske sekvensene gjør oss i stand til å finne ut hvor vårt genom skiller seg fra genomet til våre nærmeste slektninger, mener mannen som ledet prosjektet, professor Svante Pääbo fra Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology.

Men dette er et møysommelig arbeid. Genomene er nemlig svært like.

- Dersom man sammenligner tilfeldige deler av genomene vil jeg kunne stå nærmere en neandertaler enn jeg står et annet menneske. Det får en jo til å tenke at de ikke kan ha vært så veldig forskjellige fra oss!

Det sa Pääbo da han presenterte deler av forskningen på årsmøtet i Det Norske Videnskaps-Akademi på mandag.

Likevel er forskjellene uhyre interessante. De kaster blant annet lys over et mye debattert spørsmål om våre forfedres privatliv:

Både moderne mennesker og neandertalere levde side om side i noen titusen år. De må ha møtt på hverandre. Så; paret de seg med hverandre?

Det ser ut til at svaret er ja.

- Vi kan nå si at det etter all sannsynlighet skjedde en genoverføring fra neandertaler til moderne mennesker, sier Richard E. Green fra University of California, Santa Cruz i ei pressemelding.

Avslørende vandringer

Det er menneskeartenes vandringer i verden som har gjort forskerne i stand til å si noe om våre forfedres sexliv.

Svante Pääbo foreleser ved Det Norske Videnskaps-Akademi, 5. mai 2010. (Foto: Eirik F. Baardsen/DNVA)
Svante Pääbo foreleser ved Det Norske Videnskaps-Akademi, 5. mai 2010. (Foto: Eirik F. Baardsen/DNVA)

De første sporene av noe som ligner neandertalere er rundt 400 000 år gamle. Denne gruppa hadde vandret ut av Afrika, og dermed skilt lag med den gjengen av fortidsmennesker som etter hvert ble til moderne mennesker, altså oss.

I årtusenene som kom, spredde neandertalerne seg ut over Europa og Vest-Asia, før de til slutt døde ut for rundt 30 000 år siden.

Forfedrene til det moderne mennesket holdt seg i Afrika mye lenger. Men for rundt 80 000 år siden begynte ei gruppe å bevege seg nordover, og flyttet etter hvert inn i neandertalernes leveområder.

Denne gruppa er opphavet til alle folkeslagene i Europa og Asia. Men ikke til de afrikanske folkene som lever sør for Sahara. De stammer i stedet fra grupper som ble igjen i Afrika.

Dermed går logikken som følger:

Dersom neandertalerne paret seg med moderne mennesker som flyttet inn i Europa eller Asia, vil vi kunne finne igjen neandertalergener i DNAet til europeere og asiater, men ikke hos afrikanere.

To prosent neandertal

Forskerne sammenlignet neandertalgenomet med genomer fra fem ulike mennesker: En kineser, en franskmann, en fra Papua New Guinea, en fra det sørlige Afrika og en fra det vestlige Afrika.

Analysene viste at man kunne finne igjen gener fra neandertalerne hos de tre første. Men ikke hos afrikanerne.

Dermed er det altså grunn til å tro at noen faktisk har vokste opp med neandertalerfar og moderne menneskemor, eller omvendt. Og dette må ha skjedd like etter at våre forfedre hadde forlatt Afrika.

Siden neandertalgenene finnes i like store mengder hos både europeere og asiater, må overføringa av disse genene ha skjedd før utvandrergruppene av det moderne mennesket skilte lag, og spredte seg til hver sin verdensdel.

Nærbilde av et neandertalbein funnet i Vindija-grotten i Kroatia. (Foto: Christine Verna MPI-EVA)
Nærbilde av et neandertalbein funnet i Vindija-grotten i Kroatia. (Foto: Christine Verna MPI-EVA)

Forskerne mener at mellom én og to prosent av genomet til europeere og asiater stammer fra neandertalere.

Det peker imidlertid mot at blandingsforhold ikke var særlig vanlige, og at genoverføring mellom menneskeartene bare skjedde i liten grad.

- Dette betyr igjen at de må ha vært klart forskjellige arter, sier Nils Christian Stenseth, professor i biologi ved Universitetet i Oslo og leder for senter for fremragende forskning CEES.

- Vi kan likevel ikke si noe om grunnen til at det er lite genoverføring mellom artene. Det kan skyldes at de ikke paret seg. Men det kan også hende at de gjorde det, men at barna de fikk var ute av stand til å få unger selv.

Det spesielle ved moderne mennesker

Innsikten i omgangen mellom de to mennesketypene er imidlertid langt fra det eneste som kommer ut av det nylig publiserte neandertalgenomet.

Det viktigste er heller vellet av ny kunnskap det gamle arvematerialet kan gi om oss, mener Pääbo.

- Neandertalgenomet gjør oss i stand til å begynne å definere alle de trekkene ved vårt genom hvor vi er forskjellig fra alle andre skapninger på kloden, inkludert våre aller nærmeste slektninger, sa han mandag.

Etter at sjimpansegenomet ble kartlagt i 2005 har vi kunnet undersøke hva som skiller oss fra våre nærmeste nålevende slektninger. Men mye har skjedd siden apene og de tidlige menneskene skilte lag for mellom fem og sju millioner år siden.

Det er her neandertalerne kommer inn.

- Hva har alle mennesker i dag til felles, som neandertalerne ikke har? spurte Pääbo under forelesningen, og svarte:

Når vi sammenligner med deres genom, kan vi få et svar på hvilke egenskaper som har utviklet seg hos oss mennesker i løpet av de siste 300 000 åra.

Leter etter det som gjør oss til oss

Forskerne har allerede oppdaget en god del genetiske forskjeller. Noen er særlig interessante.

- Vi lette spesielt etter tilfeller som kunne dreie seg om positiv seleksjon, fortalte Pääbo.

Svante Pääbo og Marco de la Rasilla i grotten El Sidron cave i Asturias i Spania, der skjeletter etter neandertalere graves ut. (Foto: El Sidron Research Team)
Svante Pääbo og Marco de la Rasilla i grotten El Sidron cave i Asturias i Spania, der skjeletter etter neandertalere graves ut. (Foto: El Sidron Research Team)

Med det mener han episoder i menneskets utvikling der nye gener, og egenskapene som fulgte med dem, spredte seg raskt til alle mennesker. En slik rask spredning betyr at disse genene representerte en stor fordel som gjorde bærerne bedre tilpasset miljøet de levde i.

Slike hendelser kan fortelle oss mye om hvilke viktige forandringer som har gjort oss til arten vi er. Og når vi sammenligner vårt eget genom med neandertalernes, er det mulig å finne spor etter begivenhetene, den dag i dag.

De vil vise seg som relativt lange sekvenser av gener som er forskjellige fra genene til våre nærmeste slektninger. Tommelfingerregelen sier at jo fortere og mer effektivt de nye genene spredte seg, jo større er gen-regionen som ble endret.

Dermed har forskerne kunnet lage en top-20-liste over slike områder, og dermed over genforandringer som må har vært viktige i utviklinga av det moderne mennesket.

Ulik tenkeevne

Flere av de spesielle områdene finnes i gener som har å gjøre med kognitive egenskaper, altså evnen til å tenke, skriver forskerne i rapporten som ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Science i dag.

- Dette er fantastisk spennende, sier Stenseth, som også er preses ved Det Norske Videnskaps-Akademi.

- Mange av disse er gener vi kjenner, særlig på grunn av oppdagelser som er gjort i forbindelse med undersøkelse av sykdommer som autisme og schizofreni.

Selv om det ennå trengs mye forskning før vi vet hvilke særtrekk genene har gitt oss, mener Stenseth at de er en indikasjon på at nettopp utvikling i tenkeevnen var vesentlig for oss som art.

- De kognitive evnene har nok spilt en viktig rolle i konkurransen mellom menneskeartene, og endringene kan være med på å forklare om hvorfor den ene arten, altså vi, overlevde, sier han.

Stoffskifte og skjelett

Forskerne fant også en stor endring i genene som har å gjøre med stoffskiftet i kroppen, og som også spiller en viktig rolle for sykdommen diabetes II. Dette kan for eksempel ha betydd noe for evnen vår til å utnytte ulike typer mat, tror Stenseth.

Richard E. Green fra University of California, Santa Cruz, har koordinert Neanderthal Genome Project siden 2005. Her holder han en kopi av en av knoklene som forskerne hentet neandertal-DNA fra. (Foto: Jim MacKenzie/UCSC)
Richard E. Green fra University of California, Santa Cruz, har koordinert Neanderthal Genome Project siden 2005. Her holder han en kopi av en av knoklene som forskerne hentet neandertal-DNA fra. (Foto: Jim MacKenzie/UCSC)

Andre forandringer finnes i gener som styrer utforminga av kraniet og brystkassa. Men det er enda for tidlig å si noe om hva alle endringene har betydd for det moderne mennesket.

- Vi har bare begynt å skrape overflata, sier Richard E. Green fra University of California i ei pressemelding fra universitetet.

- Neandertalgenomet er ei gullgruve av informasjon om nyere menneskelig utvikling, og det vil bli tatt i bruk i åra som kommer.

Stenseth tror at mye vil skje bare i løpet av noen få år.

- I disse tider er det utrolig spennende å være biolog! Utviklinga på feltet har gått enormt fort. For bare noen få år siden ville folk trodd du var gal om du sa at du ville kartlegge neandertalgenomet fra noen skjellettrester.

- Jeg tror vi i løpet av det neste tiåret vil kunne si hva som er de genetiske forskjellene mellom oss og flere av våre utdødde slektninger. Og vi vil antageligvis vite noe egenskapene som gjorde oss bedre i stand til å overleve enn de andre menneskeartene.

Referanser:

Richard E. Green et. al., A Draft Sequence of the Neandertal Genome, Science, vol 328, 7. mai 2010, s. 710-722.

Hernán A. Burbano et.al., Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture, Science, vol 328, 7. mai 2010, s. 723-725.