Gammelt DNA genfortæller historien om Caribiens første mennesker, med et par plottwists

Historien om Caribiens oprindelige øboere kommer i skarpere fokus i en ny Natur undersøgelse, der kombinerer årtiers arkæologisk arbejde med fremskridt inden for genteknologi.

Et internationalt hold ledet af Harvard Medical Schools David Reich analyserede genomerne af 263 individer i den hidtil største undersøgelse af gammelt menneskeligt DNA i Amerika. Genetikken sporer to store migrationsbølger i Caribien af ​​to forskellige grupper, tusinder af år fra hinanden, afslører en øgruppe bosat af meget mobile mennesker, med fjerne slægtninge, der ofte bor på forskellige øer.

Reichs laboratorium udviklede også en ny genetisk teknik til at estimere tidligere populationsstørrelse, at vise antallet af mennesker, der bor i Caribien, da europæerne ankom, var langt mindre end tidligere antaget - sandsynligvis i titusindvis, snarere end den million eller mere rapporteret af Columbus og hans efterfølgere.

For arkæolog William Keegan, hvis arbejde i Caribien strækker sig over mere end 40 år, oldgammelt DNA tilbyder et kraftfuldt nyt værktøj til at hjælpe med at løse mangeårige debatter, bekræfte hypoteser og sætte fokus på resterende mysterier.

Dette "flytter vores forståelse af Caribien fremad dramatisk i ét hug, " sagde Keegan, kurator ved Florida Museum of Natural History og co-senior forfatter af undersøgelsen. "De metoder, Davids team udviklede, hjalp med at løse spørgsmål, som jeg ikke engang vidste, vi kunne løse."

Arkæologer stoler ofte på resterne af husholdningslivet - keramik, værktøjer, knogle og skal kasseres - for at stykke fortiden sammen. Nu, teknologiske gennembrud i studiet af gammelt DNA kaster nyt lys over bevægelser af dyr og mennesker, især i Caribien, hvor hver ø kan være et unikt mikrokosmos af liv.

Mens varmen og fugtigheden i troperne hurtigt kan nedbryde organisk stof, menneskekroppen indeholder en låsekasse af genetisk materiale:en lille, usædvanlig tæt del af knoglen, der beskytter det indre øre. Primært ved hjælp af denne struktur, forskere udtog og analyserede DNA fra 174 mennesker, der boede i Caribien og Venezuela mellem 400 og 3, 100 år siden, ved at kombinere dataene med 89 tidligere sekventerede individer.

Holdet, som omfatter caribisk-baserede forskere, modtaget tilladelse til at udføre den genetiske analyse fra lokale myndigheder og kulturinstitutioner, der fungerede som plejere af de menneskelige rester. Forfatterne engagerede også repræsentanter for caribiske indfødte samfund i en diskussion af deres resultater.

De genetiske beviser giver ny indsigt i befolkningen i Caribien. Øernes første indbyggere, en gruppe af stenværktøjsbrugere, sejlede til Cuba omkring 6, 000 år siden, gradvist udvidet mod øst til andre øer under regionens arkaiske tidsalder. Hvor de kom fra er stadig uklart - mens de er tættere beslægtet med central- og sydamerikanere end med nordamerikanere, deres genetik matcher ikke nogen bestemt indfødt gruppe. Imidlertid, lignende artefakter fundet i Belize og Cuba kan tyde på en mellemamerikansk oprindelse, sagde Keegan.

Omkring 2, 500-3, 000 år siden, bønder og keramikere, der er relateret til Arawak-talerne i det nordøstlige Sydamerika, etablerede en anden vej ind i Caribien. Ved at bruge fingrene fra Sydamerikas Orinoco-flodbassin som motorveje, de rejste fra det indre til det kystnære Venezuela og trængte nordpå ind i Det Caribiske Hav, bosætte Puerto Rico og til sidst flytte vestpå. Deres ankomst indvarslede regionens keramiske tidsalder, præget af landbrug og den udbredte produktion og brug af keramik.

Over tid, næsten alle genetiske spor fra arkaisk tidsalder forsvandt, bortset fra et holdout-samfund i det vestlige Cuba, der fortsatte så sent som europæisk ankomst. Ægteskab mellem de to grupper var sjældent, med kun tre individer i undersøgelsen, der viser blandede aner.

Mange nuværende cubanere, Dominikanere og Puerto Ricans er efterkommere af folk fra den keramiske alder, samt europæiske immigranter og slavegjorte afrikanere. Men forskere bemærkede kun marginale beviser for arkaisk alders herkomst hos moderne individer.

"Det er et stort mysterium, " sagde Keegan. "For Cuba, det er især mærkeligt, at vi ikke ser flere arkaiske aner."

I den keramiske tidsalder, Caribisk keramik gennemgik mindst fem markante skift i stil over 2, 000 år. Udsmykket rødt keramik dekoreret med hvidmalede designs gav plads til enkle, buff-farvede kar, mens andre potter var præget af bittesmå prikker og indsnit eller bar skulpturelle dyreansigter, der sandsynligvis fungerede som håndtag. Nogle arkæologer pegede på disse overgange som bevis for nye migrationer til øerne. Men DNA fortæller en anden historie, tyder på, at alle stilarterne blev udviklet af efterkommere af de mennesker, der ankom til Caribien 2, 500-3, 000 år siden, selvom de måske har interageret med og hentet inspiration fra udenforstående.

"Det var et spørgsmål, vi måske ikke vidste at stille, hvis vi ikke havde haft en arkæologisk ekspert på vores hold, " sagde co-first forfatter Kendra Sirak, en postdoc i Reich Lab. "Vi dokumenterer denne bemærkelsesværdige genetiske kontinuitet på tværs af ændringer i keramisk stil. Vi taler om 'potter vs. mennesker,' ' og så vidt vi ved, det er bare potter."

fremhæver regionens sammenkobling, en undersøgelse af mandlige X-kromosomer afslørede 19 par "genetiske fætre", der bor på forskellige øer - mennesker, der deler den samme mængde DNA som biologiske fætre, men som kan være adskilt af generationer. I det mest slående eksempel, en mand blev begravet på Bahamas, mens hans slægtning blev stedt til hvile omkring 600 miles væk i Den Dominikanske Republik.

"At vise relationer på tværs af forskellige øer er virkelig et fantastisk skridt fremad, " sagde Keegan, som tilføjede, at skiftende vinde og strømme kan gøre passage mellem øer vanskelig. "Jeg var virkelig overrasket over at se disse kusine-parringer mellem øer."

At afsløre en så høj andel af genetiske fætre i en prøve på færre end 100 mænd er en anden indikator for, at regionens samlede befolkningsstørrelse var lille, sagde Reich, professor i genetik ved Blavatnik Institute ved HMS og professor i human evolutionær biologi ved Harvard.

"Når du prøver to moderne individer, du oplever ikke ofte, at de er nære slægtninge, " sagde han. "Her, vi finder slægtninge overalt."

En teknik udviklet af studiemedforfatter Harald Ringbauer, en postdoc i Reich Lab, brugte delte segmenter af DNA til at estimere tidligere populationsstørrelse, en metode, der også kunne anvendes til fremtidige studier af oldtidens mennesker. Ringbauers teknik viste omkring 10, 000 til 50, 000 mennesker boede på to af Caribiens største øer, Hispaniola og Puerto Rico, kort før europæisk ankomst. Dette er langt fra den million indbyggere Columbus beskrev for sine lånere, sandsynligvis vil imponere dem, sagde Keegan.

Senere, 1500-tallets historiker Bartolomé de las Casas hævdede, at regionen havde været hjemsted for 3 millioner mennesker, før den blev decimeret af europæisk slaveri og sygdom. Mens dette, også, var en overdrivelse, antallet af mennesker, der døde som følge af kolonisering, er fortsat en grusomhed, sagde Reich.

"Dette var et systematisk program for kulturel sletning. Det faktum, at antallet ikke var 1 million eller millioner af mennesker, men snarere titusinder, gør ikke denne sletning mindre væsentlig, " han sagde.

For Keegan, at samarbejde med genetikere gav ham evnen til at bevise nogle hypoteser, han havde argumenteret for i årevis - mens han vendte andre.

"På dette tidspunkt, Jeg er ligeglad med om jeg har ret eller forkert " sagde han. "Det er bare spændende at have et fastere grundlag for at revurdere, hvordan vi ser på fortiden i Caribien. Et af de vigtigste resultater af denne undersøgelse er, at den viser, hvor vigtig kultur er for at forstå menneskelige samfund. Gener kan være diskrete, målbare enheder, men det menneskelige genom er kulturelt skabt."