Ældste menneskelige genetiske beviser nogensinde afklarer uenighed om vores forfædre

Genetisk information fra en 800, 000 år gammelt menneskeligt fossil er blevet hentet for første gang. Resultaterne fra Københavns Universitet kaster lys over et af forgreningspunkterne i det menneskelige stamtræ, nå meget længere tilbage i tiden end tidligere muligt.

Et vigtigt fremskridt inden for menneskelige evolutionsstudier er blevet opnået, efter at forskere hentede det ældste menneskelige genetiske datasæt fra en 800, 000 år gammel tand, der tilhører hominin-arten Homo antecessor.

Resultaterne fra forskere fra Københavns Universitet (Danmark), i samarbejde med kolleger fra CENIEH (National Research Center on Human Evolution) i Burgos, Spanien, og andre institutioner, udgives 1. april i Natur .

"Gamle proteinanalyser giver bevis for et tæt forhold mellem Homo forgænger, os (Homo sapiens), Neandertalere, og Denisovans. Vores resultater understøtter ideen om, at Homo antecessor var en søstergruppe til gruppen, der indeholdt Homo sapiens, Neandertalere, og Denisovans, siger Frido Welker, Postdoc-forsker ved Globe Institute, Københavns Universitet, og første forfatter på papiret.

Rekonstruering af det menneskelige stamtræ

Ved at bruge en teknik kaldet massespektrometri, forskere sekventerede gamle proteiner fra tandemalje, og selvsikkert bestemte Homo-forgængerens position i det menneskelige stamtræ.

Den nye molekylære metode, palæoproteomik, udviklet af forskere ved Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, Københavns Universitet, gør det muligt for forskere at hente molekylært bevis for nøjagtigt at rekonstruere menneskets evolution fra længere tilbage i tiden end nogensinde før.

Menneske- og chimpanseslægten splittes fra hinanden for omkring 9-7 millioner år siden. Forskere har utrætteligt sigtet efter bedre at forstå de evolutionære relationer mellem vores art og de andre, alle nu uddøde, i den menneskelige slægt.

"Meget af det, vi ved indtil videre, er enten baseret på resultaterne af gammel DNA-analyse, eller på observationer af fossilers form og fysiske struktur. På grund af den kemiske nedbrydning af DNA over tid, det ældste menneskelige DNA, der er fundet hidtil, er ikke dateret til mere end cirka 400.000 år, " siger Enrico Cappellini, lektor ved Globe Institute, Københavns Universitet, og førende forfatter på papiret.

"Nu, analyse af gamle proteiner med massespektrometri, en tilgang almindeligvis kendt som palæoproteomics, tillade os at overvinde disse grænser, "tilføjer han.

Teorier om menneskelig evolution

De fossiler, som forskerne analyserede, blev fundet af palæoantropolog José María Bermúdez de Castro og hans team i 1994 i stratigrafisk niveau TD6 fra Gran Dolina-hulen, et af de arkæologiske og palæontologiske steder i Sierra de Atapuerca, Spanien.

Indledende observationer fik forskere til at konkludere, at Homo antecessor var den sidste fælles forfader til moderne mennesker og neandertalere, en konklusion baseret på fossilernes fysiske form og udseende. I de følgende år det nøjagtige forhold mellem Homo forgænger og andre menneskelige grupper, som os selv og neandertalere, er blevet diskuteret intenst blandt antropologer.

Selvom hypotesen om, at Homo antecessor kunne være den fælles forfader til neandertalere og moderne mennesker, er meget vanskelig at passe ind i det evolutionære scenarie for slægten Homo, nye fund i TD6 og efterfølgende undersøgelser afslørede adskillige egenskaber, der deles blandt menneskearten fundet i Atapuerca og neandertalerne. Ud over, nye undersøgelser bekræftede, at ansigtstræk hos Homo antecessor er meget lig dem hos Homo sapiens og meget forskellige fra neandertalernes og deres nyere forfædres.

"Jeg er glad for, at proteinundersøgelsen giver bevis for, at Homo-forgængeren kan være nært beslægtet med den sidste fælles forfader til Homo sapiens, Neandertalere, og Denisovans. De funktioner, Homo forgænger delte med disse homininer, dukkede tydeligt op meget tidligere end tidligere antaget. Homo antecessor ville derfor være en basal art af den nye menneskehed dannet af neandertalere, Denisovaner, og moderne mennesker, " tilføjer José María Bermúdez de Castro, videnskabelig meddirektør for udgravningerne i Atapuerca og medkorresponderende forfatter på papiret.

Findings like these are made possible through an extensive collaboration between different research fields:from paleoanthropology to biochemistry, proteomics and population genomics.

Retrieval of ancient genetic material from the rarest fossil specimens requires top quality expertise and equipment. This is the reason behind the now 10-years-long strategic collaboration between Enrico Cappellini and Jesper Velgaard Olsen, Professor at the Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, University of Copenhagen and co-author on the paper.

"This study is an exciting milestone in palaeoproteomics. Using state-of-the-art mass spectrometry, we determined the sequence of amino acids within protein remains from Homo antecessor dental enamel. We could then compare the ancient protein sequences to those of other hominins, for eksempel, Neanderthals and Homo sapiens, to determine how they are genetically related, " says Jesper Velgaard Olsen.

"I really look forward to seeing what palaeoproteomics will reveal in the future, " concludes Enrico Cappellini.