Wetenschappers denken ‘Mitochondriaal Eva’s’ eerste thuisland te hebben gevonden

Tweehonderdduizend jaar geleden, rustten de vroegste voorouders van elke levende mens op aarde hun voeten uit in een groene oase midden in de Kalahari-woestijn in Afrika.

Hier, in een lappendeken van nu uitgestorven meren, bossen en graslanden, bekend als het Makgadikgadi paleowetland, jaagden onze grootste grootmoeders en -vaders, verzamelden en voedden tienduizenden jaren lang hun families op. Uiteindelijk, toen het klimaat van de aarde veranderde, openden verschuivingen in de regenval vruchtbare nieuwe paden door de woestijn. Voor het eerst kregen onze verre verwanten de kans om het onbekende te verkennen, en lieten ze achter zich wat een team van onderzoekers nu “het voorouderlijke thuisland van alle vandaag levende mensen” noemt.

Dat is in ieder geval het verhaal van een nieuw artikel dat vandaag (18 oktober) in het tijdschrift Nature is gepubliceerd.

Door het genoom te bestuderen van meer dan 1200 inheemse Afrikanen die nu in het zuidelijke deel van het continent leven, heeft het team de geschiedenis in kaart gebracht van een van de oudste DNA-lijnen op aarde: een verzameling genen met de naam L0, die via de moeder via de mitochondriën wordt doorgegeven en die in sommige populaties honderdduizenden jaren lang opmerkelijk onveranderd is gebleven. Door na te gaan waar en wanneer de L0-lijn zich voor het eerst splitste in de enigszins verschillende sublijnen die vandaag de dag nog steeds in sommige inheemse Afrikaanse populaties voorkomen, denken de onderzoekers precies te hebben vastgesteld waar de eerste dragers van L0 duizenden jaren leefden en gedijden.

“We weten al heel lang dat de mens ongeveer 200.000 jaar geleden in Afrika is ontstaan,” zei studieauteur Vanessa Hayes, een geneticus aan het Garvan Institute of Medical Research en de Universiteit van Sydney, beide in Australië, in een nieuwsconferentie. “Maar wat we tot deze studie niet wisten, was waar dit thuisland precies was.”

Dat “precies” heeft sommige andere onderzoekers sceptisch gemaakt. Chris Stringer, een expert op het gebied van de oorsprong van de mens in het Natural History Museum in Londen, vertelde Live Science dat hij “voorzichtig” is met het gebruik van moderne genetische distributies om af te leiden waar oude populaties 150.000 jaar geleden leefden – vooral in een continent zo groot als Afrika. (Vergelijkbare studies hebben de vroegste menselijke populaties getraceerd naar verschillende delen van oostelijk, westelijk en zuidelijk Afrika.)

Daarnaast voegde hij eraan toe dat, omdat de huidige studie slechts één sequentie van de maternaal geërfde genetische code volgt, de bevindingen mogelijk niet het volledige beeld geven van de vroegste reizen van de mensheid door Afrika. Het beste bewijsmateriaal dat beschikbaar is, suggereert dat meerdere genetisch verschillende stichterpopulaties in verschillende delen van het continent kunnen hebben gewoond, waardoor de moderne mens niet één maar meerdere thuislanden heeft gekregen.

“Zoals zoveel studies die zich concentreren op een klein stukje van het genoom, of één regio, of één stenen werktuig-industrie, of één ‘kritiek’ fossiel, kan dit niet de volledige complexiteit van onze mozaïek-oorsprong in beeld brengen,” aldus Stringer.

De jacht op genetische Eva

De L0-lijn is een sequentie van DNA die uitsluitend wordt gecodeerd in mitochondriën, een kleine structuur in uw cellen die voedsel omzet in cellulaire energie.

Mitochondriaal DNA vormt slechts een fractie van uw genoom, terwijl het grootste deel van uw DNA in de celkernen zit opgesloten. Maar terwijl het kern-DNA van beide ouders wordt geërfd en bij elke generatie opnieuw wordt gecombineerd, wordt het mitochondriaal DNA alleen van je moeder geërfd en kan het tienduizenden jaren onveranderd blijven. Als zodanig is mitochondriaal DNA (ook bekend als het “mitogenoom”) een belangrijk instrument voor het traceren van de genetische geschiedenis.

L0 is vooral belangrijk in dat opzicht, omdat alle levende mensen worden verondersteld af te stammen op hun moederlijke lijn van de vrouw die als eerste de sequentie droeg, een hypothetische vrouw genaamd “mitochondriale Eva.” Vandaag de dag wordt de L0-lijn het meest aangetroffen bij het Khoisan-volk, twee inheemse groepen die in zuidelijk Afrika leven. Talrijke andere groepen inheemse Afrikanen dragen mitochondriaal DNA dat van deze afstamming afstamt, maar met subtiele variaties. Door deze variaties van groep tot groep te vergelijken, kunnen genetici een algemene tijdlijn samenstellen van wanneer deze oude genetische lijnen divergeerden.

In de nieuwe studie hebben de onderzoekers ongeveer 200 L0 mitogenomen gesequeneerd bij inheemse mensen die rond zuidelijk Afrika wonen. In vergelijking met een database van meer dan 1000 bestaande L0-sequenties, heeft deze dataset een van de meest uitgebreide momentopnamen ooit gemaakt van hoe de oude lijn en haar meest nabije uitlopers vandaag de dag verspreid zijn in zuidelijk Afrika. Met deze verspreidingsgegevens kon het team schatten waar en wanneer de afstammelingen van mitochondriale Eva zich voor het eerst opsplitsten in afzonderlijke, genetisch verschillende groepen.

“Aan de hand daarvan konden we vaststellen wat volgens ons het thuisland van de mens is,” zei Hayes.

Dit thuisland, stelden de onderzoekers voor, is Makgadikgadi, een uitgestrekt moerasgebied met een oppervlakte van zo’n 120.000 vierkante kilometer, of ruwweg tweemaal de oppervlakte van het Victoriameer, het grootste meer van Afrika vandaag de dag. Het team ontdekte dat mitochondriale Eva en haar nakomelingen ongeveer 30.000 jaar (van 200.000 tot 170.000 jaar geleden) in deze regio leefden, voordat de L0-lijn zich splitste in de eerste subgroep.

“Dit vertelt ons dat deze vroege mensen in de regio van het thuisland moeten zijn gebleven en niet zijn weggegaan” gedurende die tijd, zei Hayes.

Het groene pad

Dus, waarom hebben onze voorouders uiteindelijk hun thuisland verlaten en daarbij hun genetische lotsbestemming veranderd? Volgens de auteurs van de studie kan het een kwestie van klimaatverandering zijn geweest.

Gebruik makend van klimaatmodellen en sediment-kernen uit het gebied, ontdekte het team dat tussen ongeveer 130.000 en 110.000 jaar geleden, veranderende neerslagpatronen verschillende “groene corridors” van bewoonbaar land openden in de woestijn rond Makgadikgadi. De corridors ten noordwesten en zuidoosten van het moerasgebied zouden migranten in die richtingen hebben kunnen aantrekken en hen naar de gebieden hebben geleid waar verschillende inheemse groepen nu nog leven, schreven de onderzoekers. Deze beweging zou een goede verklaring kunnen zijn voor de verspreiding van L0-subgroepen over zuidelijk Afrika.

Wat het echter niet verklaart, is de andere helft van onze genetische lijn (de mannelijke helft). Volgens Stringer is er niet veel bewijs dat onze vroegste mannelijke voorouders een pad bewandelden zoals hier is beschreven.

“Als we kijken naar het mannelijk erfelijke Y-chromosoom, worden de meest uiteenlopende lijnen die momenteel bekend zijn bij de overgebleven mens, gevonden in West-Afrika, niet in Zuid-Afrika, wat suggereert dat onze Y-chromosoom voorouders daar vandaan zouden kunnen zijn gekomen,” aldus Stringer.

De auteurs van de studie erkennen dat de moderne mens meerdere “thuislanden” kan hebben gehad waar verschillende genetische lijnen wortel hebben geschoten; L0 is gewoon de best bewaarde lijn, dankzij zijn strikt maternale herkomst. Dus, hoewel onderzoekers nu misschien dichter bij het aanwijzen van het kleine Eden zijn waar mitochondriale Eva haar familie begon, is het nog te vroeg om te zeggen dat we allemaal ons thuisland hebben gevonden.

• In foto’s: Nieuw menselijk familielid schudt onze stamboom op
• In foto’s: ‘Kleine voet’ menselijke voorouder liep met Lucy
• Homo Naledi in foto’s: Images of the Small-Brained Human Relative

Oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.