Neandertalgenomet kortlægges: 0,1 % gjorde hele forskellen
28. juni 2007
Forskere har kortlagt en stor portion arvemateriale fra en 38.000 år gammel neandertalknogle ved hjælp af en ny banebrydende teknik. Den minimale genetiske forskel mellem vores nærmeste slægtning og os selv kan afsløre netop de gener, der gør os til mennesker.

Af Rasmus Kragh Jakobsen

Det er lykkedes forskere i Tyskland og USA at kortlægge en stor portion arvemateriale, DNA, fra en 38.000 år gammel knogle af vores nærmeste slægtning - neanderthalerne. Bag gennembruddet ligger en banebrydende ny teknologi og med den i hånden siger forskerne, at de kan kortlægge hele neanderthal-genomet på kun 2 år. Et arbejde, som indtil for få år siden blev anset for umuligt, men som nu ser ud til at gøre neanderthaleren til den første uddøde organisme, der får hele sit genom kortlagt. Og hvad der er mere vigtigt, vil det ikke bare give os svar om hvem neanderthalerne var, men genomet vil også fortælle noget helt fantastisk om os selv - nemlig hvad der gør os til mennesker.

Lige siden tyske stenbrudsarbejdere i 1856 sprang sig vej ind til en kalkstenshule og fandt de første knogler har neanderthalerne været omgæret med stor interesse og en hvis aura af mystik. Siden har fund af flere knogler vist mere og mere om dem.
Neanderthalerne levede i et Europa, der så helt anderledes ud med istid og et dyreliv, der bedst kan sammenlignes med nutidens afrikanske savanne - blot overført på et køligt istidslandskab. Store græssende hjorde af steppebison'er, vildheste, mammutter, uldhårede næsehorn levede side om side med hyæner, løver og sabelkatte. Neanderthalerne udviklede sig i Europa fra en gren af vores egen menneskelinje, der tidligt var udvandret fra Afrika. De var stærke, kompakte og succesfulde jæger-samlere, der beherskede ilden, jagtede med spyd og havde en kultur, hvor man begravede sine døde. For 150.000 år siden var de vidt udbredte over hele Europa og ind i Asien, men på omtrent samme tid havde en ny menneskeart, Homo sapiens, udviklet sig fra de af neanderthalernes forfædre, som var blevet i Afrika. Da det moderne menneske ankom til Europa betød enden for neanderthalerne. Ingen ved præcis hvad der skete, men fra udgravninger over hele Europa ved man, at moderne mennesker ankom fra øst og sydøst for ca. 45.000 år siden og for 30.000 år siden finder man kun levn efter neanderthalerne på den Iberiske Halvø. Fra Gibraltarklippen har de sidste neanderthalere i godt vejr kunnet øjne det kontinent, deres forfædre oprindeligt kom fra og som nu havde fostret deres endeligt. Ingen af fossilerne tyder på, at der var tale om folkemord, så måske blev de slet og ret udkonkurreret eller måske parrede de sig med de nye moderne mennesker og blev udvandet - sagt med andre ord nulevende europæere bærer måske rundt på et genetisk fodaftryk fra neanderthalerne.

For de fleste virker det mirakuløst, at DNA fra et 40.000 år gammelt lig kan have overlevet i jorden, hvor det har været en rig næringskilde og et sandt festmåltid for alskens mikrober og svampe. Selv de to pionérer genetikerne Svante Pääbo fra Max Planck Instituttet i Leipzig og Edward Rubin fra Berkeley Laboratoriet i Californien, der nu har annonceret neanderthalgenomet, forsvor muligheden for få år siden.
Men DNA-teknologierne har udviklet sig eksplosivt og blevet både meget hurtigere og billigere. Primært båret af den moderne biomedicins fagre nye verden med visioner om, at læger skal behandle patienter ud fra hver deres særlige genetiske sammensætning, er der efter sigende mere end 20 nye banebrydende DNA-kortlægningsmetoder i støbeskeen i forskellige unge biotek-virksomheder i verden. Et af dem er 454 Life Sciences, som har udviklet en ekstremt stærk teknologi, der speeder processen op med over en faktor 100 ved at køre mere end 200.000 prøver parallelt for hver gang forskerne hidtil har kørt én prøve.

Pääbo øjnede chancen for det helt store gennembrud og begyndte at rende museer i hele Europa på dørene for at skreene deres neanderthalknogler for DNA. Ikke nogen helt triviel sag - der er kun gjort omkring 300 neanderthalfund og det siger sig selv, at museerne ikke ligefrem står i kø for at udlevere juvelerne i deres samlinger til forskere, som ønsker at save knoglen i stykker, pulverisere og opløse den i kemiske reagenser. Med en indledende skreening kunne Pääbo nøjes med ganske lidt materiale - 10 mg - og efter omkring 70 knogler ramte han jack-pot. I en hengemt skuffe på et museum i Zagreb i Kroatien lå en tilsyneladende urørt og glemt lårbensknogle, der trods mikroorganismer og svampes DNA havde op mod 6 pct. neanderthal-DNA.
Pääbo fik et større stykke, som han delte ud af til Rubin og med hver deres metode offentliggjorde de sidste år hhv. 1 mio. og 65.000 basepar af neanderthal-genomet.

Begge gruppers resultater passede med hinanden og for et første afslørede stumper af Y-kromosomet, at neanderthaleren var en mand. Dernæst kunne de analysere sig frem til, at vores to udviklingslinjer skiltes for omkring 500.000 år siden. Endelig er der ikke noget som tyder på, at neanderthalere og de moderne mennesker har blandet sig med hinanden. Men forskerne er forsigtige og påpeger, at de 1 mio. basepar trods alt er en dråbe i havet i forhold til hele genomets 3 mia. bassepar og kun repræsenteret et enkelt individ fra et sted i Europa. Så der kan være lokale forskelle og det endelige svar kommer først med hele genomet og helst fra flere neanderthalere. Problemet er, at der er så få knogler, men det er anden 'ancient-DNA'-pionér, professor Eske Willerslev fra Københavns Universitet, i fuld gang med at løse. Han har tidligere vist, at man fra permafrossen jord i Alaska kan finde nok DNA til at kortlægge dyrelivet fra 40.000 år og længere tilbage i tiden. Nu arbejder Willerslev på at finde neanderthal-DNA i jorden i de huler, hvor de levede og herfra tegne et detaljeret billede af de enkelte gruppers udbredelse og dynamik - hvor mange de har været, hvor længe de har levet hvor, hvilken udveksling, der har været mellem grupperne osv.
Med den slags udsigter er DNA-teknologierne for alvor ved at bidrage til palæoarkæologernes billede af fortiden.

Men gåden om neanderthalerne og deres liv og er kun den ene, den anden er hvorfor de uddøde.
Hvis de ikke blev 'udvandet' med moderne mennesker og der heller ikke var tale om folkemord, er der kun en mulighed tilbage.
»Begge menneskearter var jæger-samlere og i konkurrencen om de samme ressourcer tabte neanderthalerne. De blev ganske enkelt udkonkurreret på de samme ressourcer,« siger palæoantropologen Richard Klein fra Stanford University i USA.
»Begge var jæger-samlere, men de moderne mennesker ankom fra Afrika med en langt mere avanceret teknologi, formentlig en anden social struktur og en række adfærdstræk, der tillod dem at udnytte miljøet langt mere effektivt.«
Klein mener neanderthalerne er sultet ihjel og at det er gået meget hurtigt - »et par hundrede år indenfor hver lokalitet,« siger han.
Det billede passer som hånd i handske i en voksende forståelse af, at moderne mennesker oplevede en 'kreativ eksplosion' for omkring 70.000 år siden og meget hurtigt herefter koloniserede resten af verden og fortrængte alle andre mennesker-arter.

Idéen om en kreativ eksplosion bunder i en række observationer lige fra spørgsmålet om hvorfor de anatomisk moderne mennesker ventede med at udvandre til for 60-70.000 år siden, når skeletfund viser de har levet i Afrika allerede for 200.000 år siden. Tidspunktet falder sammen med opståen nye langt mere avancerede redskaber og kunst. Og endelig viser DNA fra nulevende mennesker, at alle mennesker udenfor Afrika stammer fra den samme lille gruppe i Østafrika. Det giver tilsammen et billede af at der skete et kvalitets skift i vores forfædre, som gjorde os langt mere opfindsomme og banede vejen for at vores menneskeart på kort tid spredte sig fra Afrika og fortrængte alle andre menneskearter. Det er her gundlagt for alt det vi kalder særligt menneskeligt findes - fra skriftsprog til Mozart symfonier, landbrug, bydannelser, månelanding og genteknologi - og neanderthalgenomet kan pege på, hvor de genetiske forskelle bag det adfærdsskift findes.
»Det er de ting, vi nu begynder at ane i horisonten,« siger Ed Rubin.

Her kommer man ind på det virkelig spændende med neanderthalerens genom. Forskerne ved allerede en del om, hvad der genetisk set gør mennesket særligt sammenlignet med vores nærmeste nulevende slægtning - chimpansen, som vi havde en fælles forfader med for omtren 5 mio. år siden. Med neanderthalgenomet kan forskerne blive endnu mere præcise - hvor der er omtrent 35 mio. forskelle på os og chimpanser ser der blot ud til at være 3 mio. forskelle mellem os og neanderthalerne. Forskerne vil med andre ord meget hurtigt kunne skanne genomerne og se om en genetisk forskel mellem os og chimpansen 'kun' skelner menneskearter og aber eller om den også er særlig i forhold til os og neanderthalere. Hvis det sidste er tilfældet, kan det være en af de små forskelle, som gør os enestående og definerer os som menneskeart. Forskerne har allerede en del kandidat-gener, hvor vi har en variant, der ser ud til have været særlig vigtig for vores overlevelse og udvikling i forhold til chimpansen. Det er fx ASPM og microcephalin, som har med hjerneudvikling at gøre og FOXP2, der er vigtigt for tale og sprog. Men er det dem, der gør mennesket til menneske?
»Neanderthalgenomet i sig selv vil ikke røbe, hvad der gør os særlige,« siger Pääbo.
»Den viden får man kun i sammenhæng med anden arbejde, der viser genets biologiske funktion.«
Der er altså masser af arbejde foran forskerne med studier af de forskellige gen-varianters funktion i dyremodeller og neanderthalgenomet er det redskab, der viser forskerne, hvor de skal stille skarpt.
Ed Rubin sammenligner neanderthalgenomet med den berømte Rosetta-sten, der knækkede egypternes hieroglyffer og åbnede et vindue ind til deres hverdag. DNA'et åbner et vindue ind til vores glemte fortid.
»Hvad vi vil se gennem det vindue ved vi først, når genomet er kortlagt,« siger Rubin.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Illustreret Videnskab.