Forskere begynder at løfte sløret for de sidste neandertaleres liv

21. marts 2018
Kortlægningen af fem nye arvematerialer fra neandertalere gør for første gang forskerne i stand til at begynde at tegne historien om neandertalernes sidste dage.

Af Rasmus Kragh Jakobsen

For mellem 39.000 og 47.000 år siden døde 5 neandertalere.
Deres jordiske rester er fundet i huler vidt spredt fra Belgien til Kaukasusbjergene i det nuværende Rusland.
De fem - tre kvinder og to mænd - ville aldrig have mødt hinanden i tid eller sted, men de var en del af et folk, der levede blandt mammutter og rensdyr under istiden, da de første moderne mennesker fra Afrika ankom.
De var de sidste neandertalere.
Mens forskerne de seneste år har afsløret mange intime detaljer om moderne menneskers historie, ved man stadig kun lidt om de neandertalere, som vores forfædre mødte.
Men med kortlægningen af de fem individers arvemateriale åbner forskerne nu et helt nyt kapitel ind til neandertalernes historie, hvor man direkte kan læse, hvem der levede hvor, og hvordan de var knyttet til hinanden.
»Vi kan se den genetiske mangfoldighed og lighederne mellem neandertalpopulationer fra denne tid. Det viser, at den geografiske udbredelse (hvor langt de har levet fra hinanden, red.) forudsiger, hvor nært beslægtede de er - ligesom vi kender det fra moderne mennesker‚« siger genetikeren Janet Kelso.
Hun har ledet forskningen sammen med professor Svante Pääbo ved Max Planck Instituttet i Leipzig, Tyskland.

Ros fra andre forskere: »En yderst beundringsværdig bedrift«
Med studiet fordobler Kelso og kolleger antallet af neandertal-individer, som forskerne nogensinde har kortlagt komplette arvematerialer (genomer) fra.
»Det er rigtig spændende, og det viser, at vi kan forvente meget mere i de kommende år,« siger professor fra Center for Bioinformatik på Aarhus Universitet, Mikkel Heide Schierup, der ikke har deltaget i studiet.
»Når én phd.-studerende stort set kan kortlægge fem neandertalgenomer, hvad kan man så ikke gøre til næste år?«
Også adjunkt Morten Allentoft ved Center for GeoGenetik, Københavns Universitet er begejstret.
»Det er en yderst beundringsværdig bedrift, og vi begynder nu at have neandertaldata fra så mange individer, at man kan få et reelt billede af den genetiske diversitet inden for arten,« siger Morten Allentoft.

Nye genomer åbner nyt vindue til historien
Med fem nye genomer løfter studiet kort sagt vores viden om neandertalerne fra enkelte 'nålestik' spredt i tid og geografi til at kunne tegne et detaljeret billede af deres folk.
Ligesom Morten Allentoft og kolleger ved Center for GeoGenetik tidligere har kunnet løfte nye sider af vores historie med store folkevandringer i bronzealderen, åbner genomerne et vindue til at læse, hvordan neandertalerne blev formet af for længst glemte migrationer og populationsudskiftninger.
Med de nye genomer tager forskerne et stort skridt på vej mod drømmen om at læse menneskehedens større historie og følge udviklingen af vores nærmeste slægtninge gennem tiden, inden vores forfædre mødte dem.
Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Fossilt DNA er en tidsmaskine
De seneste år har forskning i fossilt arvemateriale (DNA) fra titusinder af år gamle levn af neandertalere og moderne mennesker givet forskerne en slags tidsmaskine tilbage i historien, længe inden skriftlige kilder kan fortælle, hvem der levede hvor og hvornår.
Det fossile DNA har også afsløret adskillige ting om os selv - vi er efterkommere af 'bastardunger' fra et møde mellem de tidlige moderne mennesker og neandertalerne.
Det betyder, at alle mennesker uden for Afrika i dag bærer cirka 2 procent af neandertalernes arvemateriale.
Meget neandertalforskning har fokuseret på det møde, og hvad der skete hvor og hvor mange gange.
En udfordring har dog været, at neandertalernes historie så at sige slutter, hvor vores begynder, hvorfor knoglelevnene er ældre, mere sjældne, og ikke mindst er arvematerialet mere nedbrudt.
Ofte har DNA'et kun overlevet som sørgelige, små stumper i så forsvindende små mængder, at det er druknet i forurening, der siden er kommet på knoglerne, dels fra bakterier og dels fra mennesker, som har rørt ved knoglerne.

Klorin får neandertal-DNA til at dukke op
Derfor har forskerne i Leipzig fokuseret på at forbedre metoderne, og det er netop sådan en forbedring, der ligger bag de fem nye genomer.
Metoden er i princippet ret enkel:
Man dypper knoglen i en opløsning af blegemiddel (klorin), der ødelægger arvematerialet.
Det smarte er, at det oprindelige arvemateriale er bedre beskyttet end arvemateriale fra forurening, så selvom man mister lidt neandertal-DNA under processen, øger behandlingen forholdet mellem neandertal-DNA og forurening, så det rigtige DNA så at sige dukker op til overfladen.
»Gennem de sidste tre år har jeg screenet 78 knogler, knoglestumper og tænder fra 21 neandertal-lokaliteter i Europa for fossilt DNA,« siger førsteforfatter på det nye studie, phd.-studerende Mateja Hajdinjak.

Har kortlagt fulde genomer af fem neandertalere
Mateja Hajdinjak fokuserede på de neandertalere, der har levet senest i historien, og fik gevinst i fem huler:

Troisième i Goyet i Belgien
Spy, også i Belgien
Les Cottés i Frankrig
Vindija-hulen i Kroatien
Mezmaiskaya i de russiske Kaukasusbjerge

Fra de gamle levn lykkedes det forskerne at kortlægge de fulde arvematerialer i en kvalitet, som var god nok til at læse deres indbyrdes slægtskaber.
Alle fem viser sig, at være meget ens med hinanden, og de forskelle, der er, passer glimrende med det, man ville forudsige ud fra de geografiske afstande mellem hulerne.
»Det er, ligesom man ser med nutidige mennesker,« siger Mateja Hajdinjak.

Neandertal-folkevandringer frem i lyset
Til gengæld viser det sig, at de fem individer genetisk set ikke ligner et ældre neandertal-individ, der er fundet i den samme hule i Kaukasus.
»Det viser, at de gamle neandertalere for 100.000 år siden ikke var helt de samme som de her, der levede, lige inden neandertalerne uddøde, og det peger på, at der er sket en udskiftning af neandertalpopulationerne, i hvert fald i Kaukasus, men måske også i hele Europa,« siger Mikkel Schierup.
Den indsigt giver et billede af neandertalernes historie, der ligner det, som forskerne de seneste år har set med gamle moderne mennesker.
»Studiet viser med al tydelighed, at der var geografisk populationsstruktur (forskellige karakteristika for folk i forskellige geografiske egne, red.) inden for neandertalere, på samme måde som vi ser det hos Homo sapiens,« siger Morten Allentoft.

Har været store udskiftninger af populationerne
For vores forfædres vedkommende har fossilt DNA f.eks. løftet sløret for, hvordan de første agerbrugere ankom til Europa fra Anatolien og erstattede jæger-samlerne, og hvordan yamnaya-steppefolk ankom fra øst til Nordeuropa og stod bag store kulturelle omvæltninger i bronzealderen.
»Men det er ikke kun de sidste 10.000 år - man ved også, at de mennesker, der levede i Europa for 20.000 år siden, ikke ser ud til at være direkte forfædre til de senere mennesker,« siger Mikkel Schierup.
»Det har givet et billede af, at vi mennesker har bevæget os meget mere rundt, end man tidligere har troet, og der er sket store udskiftninger af populationerne. Nu kan vi se, at det samme billede også gælder for neandertalerne.«

Vejret var afgørende for neandertalerne
Kelso og kollegerne peger på, at udskiftningen blandt neandertalerne faldt sammen med store udsving i klimaet for 60.000-24.000 år siden.
I perioder blev Nordeuropa bogstaveligt talt nedsænket i en dybfryser, og forskerne foreslår, at det barske klima stod bag udskiftningen.
De ældre populationer kan være bukket under, og da kontinentet igen tøede op, kunne nye neandertalere migrere ind i regionen fra et refugium, hvor de havde overlevet under mildere klima.
Hvor refugiet lå, kan forskerne endnu ikke sige, men med flere kortlagte genomer i fremtiden vil de formentlig også kunne afsløre neandertalernes ruter og spredningsveje.
Og med flere genomer vil forskerne også meget vel kunne opklare gåden om, hvorfor neandertalerne forsvandt, og hvorfor det kun er os mennesker, der er tilbage i dag.

* Ikke kommet nærmere 'vores' neandertaler-DNA
I det nye studie har forskerne også undersøgt, om de fem 'sidstlevende' neandertalere, der døde for 39.000 til 47.000 år siden, er beslægtet med de neandertalere, som gav moderne mennesker det neandertal-DNA, vi bærer på i dag.
Men her er forskerne ikke kommet tættere på kilden, idet de finder, at de fem neandertalere ikke er tættere beslægtet med os end et af de neandertal-genomer, man tidligere har kortlagt fra Vindija-hulen i Kroatien.
»Den population af neandertalere som blev blandet med vores forfædre, opstod for mellem 90.000 og 150.000 år siden,« siger Mateja Hajdinjak.

* Overraskelse: Intet menneske-DNA i neandertalerne
Det mest overraskende i studiet er, at forskerne ikke ser spor af menneske-DNA i nogle af de fem neandertaleres arvemateriale.
Det kunne man ellers nemt have forventet, da de fem neandertalere levede i netop den periode, hvor de første moderne mennesker ankom til Europa.
Oven i købet fandt forskergruppen i Leipzig for 2 år siden, at en mand, der levede i Rumænien for 37.000-42.000 år siden og var blandt de tidligste moderne mennesker i Europa, havde så høj andel af neandertal-DNA, at han potentielt var tæt på at være tipoldebarn af en neandertaler.
Forskerne peger nu på, at det fund måske er tegn på, at mødet mellem moderne mennesker og neandertalere mest gik i én retning (at neandertaler-DNA er blevet spredt mere i moderne mennesker, end menneske-DNA er blevet spredt i neandertalerne) - muligvis fordi menneskene bedre kunne håndtere 'bastard-ungerne'.
Men samtidig understreger forskergruppen, at det er for tidligt at konkludere med så få genomer.
»Vi arbejder lige nu på at kortlægge genomer fra endnu flere neandertal-individer fordelt over hele deres geografiske område og dybere tilbage i tiden, så vi på sigt kan rekonstruere deres historie, folkevandringer og samspillet med moderne mennesker og andre mennesketyper,« siger Mateja Hajdinjak.

Copyright © Rasmus Kragh Jakobsen og Videnskab.dk