Gammelt DNA afslører oprindelsen af ​​husdyrhold i Afrika

Besøgende til Østafrika bliver ofte forbløffet over massive flokke af kvæg med et smukt udvalg af horn, pukkel- og pelsmønstre. Pastoralisme - en livsstil centreret omkring hyrde - er en central del af mange afrikaners identitet. Det er også en vigtig økonomisk strategi, der nu er truet af klimaændringer, stigende efterspørgsel efter kød, byspredning og jordkonflikter.

Pastoralismens rødder kunne rumme spor til at hjælpe med at løse disse moderne udfordringer. Undersøgelser tyder på, at traditionelle måder at forvalte husdyr på – at flytte rundt og udveksle med andre hyrder – gjorde hyrderne i stand til at klare miljømæssig ustabilitet og økonomiske forandringer i løbet af de sidste flere tusinde år. Forskning hjælper også videnskabsmænd med at forstå, hvordan årtusinder med hyrde- og husdyrgødning har formet Østafrikas savanner og dyrelivsdiversitet.

Så hvordan startede pastoralisme i Afrika? I øjeblikket tror de fleste arkæologer vilde forfædre til nutidens tamkvæg, får og geder blev først tæmmet i den "frugtbare halvmåne" i Mellemøsten. Arkæologisk forskning viser, at hyrding begyndte at dukke op i og spredte sig fra det, der nu er Egypten omkring 8. 000 år siden. Ved 5, 000 år siden, hyrder begravede deres døde på kunstfærdige monumentale kirkegårde nær en søbredde i Kenya. To årtusinder senere, pastoristiske bosættelser var til stede over en stor del af Østafrika og af mindst 2, 000 år siden, husdyr optræder i Sydafrika.

Meget forbliver ubesvaret:Spredte dyr sig mest gennem udveksling, ligesom kontanter cirkulerer bredt, mens folk for det meste bliver siddende? Flyttede folk lange afstande med deres besætninger, krydser kontinentet generation for generation? Var der mange separate migrationer eller få, og hvad skete der, da immigranthyrder mødte indfødte fodergængere? Vi besluttede at stille disse spørgsmål ved at bruge gammelt DNA fra arkæologiske skeletter fra hele Østafrika.

At samle hyrdernes genetiske historie

Arkæologer studerer oldtidens menneskers affald - ødelagte lerpotter, forladte smykker, madrester, selv afføring – men vi studerer også menneskerne selv. Bioarkæologer undersøger menneskelige knogler og tænder som sundhedsindikatorer, livsstil og identitet.

Nu er det også muligt at sekventere gammelt DNA for at se på genetiske herkomster. Indtil for nylig, selvom, Afrika har været på sidelinjen af ​​den "gamle DNA-revolution" af forskellige årsager. Fremskridt inden for DNA-sekventering har skabt nye muligheder for at studere afrikansk befolkningshistorie.

I vores nye forskning, vores team sekventerede genomerne fra 41 mennesker begravet på arkæologiske steder i Kenya og Tanzania, mere end en fordobling af antallet af gamle individer med genom-dækkende data fra Afrika syd for Sahara. Vi opnåede radiocarbon-datoer fra knoglerne på 35 af disse mennesker - vigtigt, fordi direkte dateringer på menneskelige efterladenskaber stort set ikke findes i Østafrika. At arbejde som et team betød at skabe partnerskaber mellem kuratorer, arkæologer og genetikere, på trods af vores forskellige arbejdskulturer og specialiserede ordforråd.

De mennesker, vi studerede, blev begravet med en lang række arkæologiske beviser, der forbinder dem med fouragering, pastoralisme og, i et tilfælde, landbrug. Disse foreninger er ikke lufttætte - folk kan have skiftet mellem fouragering og hyrde - men vi er afhængige af kulturelle traditioner, artefakttyper og mad er tilbage for at prøve at forstå, hvordan folk fik deres måltider.

Efter at vi grupperede individer baseret på den livsstil, vi udledte fra tilhørende arkæologiske beviser, vi sammenlignede deres gamle genomer med hundredvis af levende menneskers, og et par dusin gamle mennesker fra hele Afrika og det tilstødende Mellemøsten. Vi ledte efter mønstre af genetisk slægtskab.

Nogle af vores gamle prøver lignede ikke andre kendte grupper. På trods af store bestræbelser på at dokumentere den store genetiske variation i Afrika, der er lang vej igen. Der er stadig huller i moderne data, og ingen gamle data overhovedet for store dele af kontinentet. Selvom vi kan identificere grupper, der deler genetiske ligheder med de gamle hyrder, dette billede vil uden tvivl blive tydeligere, efterhånden som flere data bliver tilgængelige.

Besætningen udvides i etaper

Indtil videre kan vi fortælle, at hyrding spredte sig via et kompleks, flertrinsproces. Det første skridt involverede en "spøgelsespopulation - en som vi endnu ikke har direkte genetiske beviser for. Disse mennesker hentede omkring halvdelen af ​​deres herkomst fra grupper, der levede i enten Mellemøsten eller formodentlig i det nordøstlige Afrika (en region, som vi har intet relevant aDNA) eller begge dele, og omkring halvdelen fra sudanesiske grupper. Da denne gruppe spredte sig sydpå - sandsynligvis med husdyr - interagerede de og integrerede genetisk med fodermænd, der allerede bor i Østafrika. Denne interaktionsperiode varede fra måske omkring 4, 500-3, 500 år siden.

Efter dette skete, det ser ud til, at gamle hyrder genetisk holdt sig for sig selv. Metoder, der lader os estimere den gennemsnitlige dato for blanding – dvs. genflow mellem tidligere isolerede grupper - indikerer integration stort set stoppet med omkring 3, 500 år siden. Dette tyder på, at der var sociale barrierer, der holdt hyrder og fodermænd fra at få børn sammen, selvom de interagerede på mange andre måder. Alternativt der kan have været langt færre fodermænd end hyrder, så genflowet mellem disse samfund havde ikke en stor demografisk indvirkning.

Omkring 1, 200 år siden, vi dokumenterer nye ankomster af mennesker relateret til nylige sudanesiske og - for første gang - vestafrikanske grupper, forbundet med tidlig jernbearbejdning og landbrug. Efter dette punkt, en social mosaik bestående af bønder, hyrder og fodermænd blev typiske for Østafrika, og er det fortsat i dag.

Et interessant spørgsmål er, hvordan tidlige pastoralister brugte deres besætninger. For eksempel, drak de mælk? Selvom mange østafrikanere i dag bærer på en genetisk mutation, der hjælper dem med at fordøje mælk til voksenalderen, dette kan være en nylig udvikling. Vi var i stand til at teste otte individer for den genetiske variant, der er ansvarlig for laktasepersistens hos mange østafrikanske pastoralister i dag. Kun en mand, der boede i Tanzania 2, 000 år siden, førte denne variant. Måske var mælkeproduktion sjældent, men det er også muligt, at folk fandt kreative kulinariske løsninger – f.eks. fermenteret mælk eller yoghurt - for at undgå fordøjelsesbesvær.

Kulturel og biologisk mangfoldighed er ikke det samme

Arkæologer har et ordsprog, der siger, at "gryder ikke er mennesker." Særlige artefaktstilarter antages ikke at afspejle konkrete identiteter – ligesom vi i dag ikke ville antage, at valget af kilts kontra lederhosen er bestemt af DNA.

I Kenya og Tanzania, arkæologer havde tidligere identificeret to tidlige hyrdekulturtraditioner, der var kendetegnet ved forskellige keramikstilarter, kilder til stenværktøj, bosætningsmønstre og begravelsespraksis. De mennesker, der skabte disse kulturer, levede på nogenlunde samme tid og i samme område. Nogle forskere antog, at de talte forskellige sprog og havde forskellige "etniske" identiteter.

Vores nylige undersøgelse fandt ingen beviser for genetisk differentiering blandt mennesker forbundet med disse forskellige kulturer; faktisk, vi blev slået af, hvor nært beslægtede de var. Nu kan arkæologer stille et andet spørgsmål:Hvorfor opstod forskellige kulturer blandt sådanne nært beslægtede naboer?

(gen)opdage tabte steder og mennesker

Nogle af vores mest spændende fund kom fra uventede steder. Museumshylderne er fulde af potentielt skiftende samlinger, som endnu ikke er blevet undersøgt eller offentliggjort. I et bagerste hjørne af et lagerrum, vi fandt en bakke med to fragmentariske menneskeskeletter, som blev afdækket under en Rift Valley geologisk ekspedition ved Prettejohn's Gully i 1960'erne. Der var lidt kontekstuel information, men med opmuntring fra kuratorer prøvede vi resterne for at se, om vi i det mindste kunne bestemme deres alder.

Vi var chokerede over at høre, at disse 4, 000 år gamle begravelser gav det ældste DNA fra Kenya, og at manden og kvinden begravet på det sted kan have været nogle af de tidligste hyrder i Østafrika. Takket være dem, vi kan vise, at udbredelsen af ​​hyrdehyrde i Kenya involverede flere separate bevægelser af forfædres forskellige grupper. Vi har meget at lære af ældre samlinger, og arkæologer behøver ikke altid at grave for at gøre nye opdagelser.

Gammel DNA-forskning besvarer ikke kun spørgsmål om vores fælles fortid. Det rejser også nye, som skal besvares af andre felter. Vores resultater fortæller os ikke, hvad migration og sammenblanding betyder socialt. Hvad fik folk til at flytte med husdyr? Hvad skete der, da mennesker med radikalt anderledes livsstil mødtes? Hvad blev der af fodermændene, der levede tværs over Østafrika gennem fortiden, og hvis efterkommere er få og langt imellem i dag?

Ultimativt, vi håber, at vi ved at studere pastoralisme i fortiden – og demonstrere modstandskraften i denne livsstil – på en eller anden måde kan bidrage til at forstå de udfordringer, hyrderne står over for i dag.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.