Homo meanderthalis

EVOLUTIE De moderne mens komt voort uit seksuele betrekkingen tussen verschillende soorten mensachtigen. Dat leert recent onderzoek aan DNA en schedels. De afstamming van de mens vormt geen rechte lijn, maar lijkt op een meanderende rivier.

Vanuit Afrika veroverde de moderne mens de wereld. Andere menssoorten werden door hem verdrongen en stierven uit. In de strijd om het bestaan was Homo sapiens de sterkste. Dit is het traditionele verhaal van ons ontstaan, maar de wetenschappelijke werkelijkheid is al decennia subtieler.

Genetici zetten dat beeld nu definitief op zijn kop. Zij ontdekken daadwerkelijk sporen van uitgestorven mensachtigen in ons DNA. Eerst van Neanderthalers en Siberische mensachtigen, en nu ook van oeroude Afrikaanse verwanten. Onze voorouders hadden seks met archaïsche mensen en lieten vruchtbare nakomelingen na. Daarmee zijn wij, moderne mensen, een samenraapsel van mensensoorten.

En nee, het Out of Africa-model hoeft daarmee nog niet compleet op de schop. De wieg van Homo sapiens blijft in Afrika staan. Ook niemand betwist dat Homo sapiens zich van daaruit over de rest van dat continent en de wereld verspreidde. Maar dat onze vroegste geschiedenis herschreven moet worden, is voor genetici evident. Ook bij paleontologen en antropologen dringt dat besef langzaam door. Lang rangschikten zij schedels en botten in een aaneenschakeling van verwanten, van oud naar jong, van primitief naar modern. Maar niet elke schedel loopt in de pas. Sommige zijn een mengelmoes van oud en nieuw.

Die nieuwe inzichten geven een impuls aan een ideeëntwist die de afgelopen jaren leek te zijn uitgewoed. Inzet van die strijd was Afrika. Sommige wetenschappers betoogden dat alle huidige mensen afstammen van één klein groepje Homo sapiens, dat ongeveer 100.000 jaar geleden in Afrika leefde. Tegenover hen stonden de ‘multi-regionalisten’. In hun ogen evolueerde Homo erectus, die 1,5 miljoen jaar geleden al in Afrika en Eurazië leefde, lokaal tot moderne Afrikanen, Europeanen en Aziaten. Meer gematigde aanhangers accepteerden dat de oorsprong van Homo sapiens in Afrika lag, maar meenden dat hij zich tijdens zijn expansie vermengde met lokale populaties van mensachtigen. Die laatste groep lijkt nu gelijk te krijgen.

De Amerikaanse geneticus Michael Hammer van de Arizona University noemt dat een ‘paradigma-verschuiving’ in het denken over de menselijke evolutie. De Britse paleontoloog Chris Stringer van het Natural History Museum of London spreekt liever van een slinger die ‘terugzwaait’ – weg van het idee dat de mens uitsluitend uit Afrika komt.

Genetici gaven deze slinger eerder al een zwiep de andere kant uit, in de richting van Afrika. Eind jaren tachtig brachten zij de genetische variatie van verschillende bevolkingsgroepen in kaart, om de oorsprong van de mens te lokaliseren en dateren. Daarvoor bestudeerden ze zowel mitochondriaal als Y-chromosomaal DNA. Dat zijn kleine stukjes DNA die respectievelijk via de moederlijke of vaderlijke lijn overerven. Zowel het mitochondriale als Y-chromosomale DNA was te herleiden tot Afrika, geheel in lijn met de Out of Africa-hypothese. Het was de tijd van ‘mitochondriale Eva’ en ‘Y-chromosomale Adam’.

Ook toen zij rond het begin van deze eeuw het mitochondriaal DNA van een Neanderthaler isoleerden en bepaalden, vonden genetici nog geen spoor van vermenging met Homo sapiens. De Zweedse evolutionaire geneticus Svante Pääbo schreef in 2008 nog dat ‘Neanderthalers geen blijvende bijdrage hebben geleverd aan de mitochondriale DNA-poel van de moderne mens.’

Maar het mitochondriale DNA beslaat nog geen procent van ons totale genoom. Het beeld dat zij van onze afstamming geven is daarom vertekend en beperkt. Het genetische bewijs dat Homo sapiens en Homo neanderthalensis wel degelijk seks hadden, hield zich schuil in de overige 99 procent van het Neanderthaler-DNA.

In mei vorig jaar maakte een team van wetenschappers, onder leiding van Pääbo, bekend dat zij het complete genoom van een Neanderthaler hadden bepaald (Science, 7 mei 2010). Een vergelijking tussen dit genoom en de genomen van hedendaagse mensen bracht verrassende resultaten: tot wel 4 procent van het DNA van niet-Afrikanen bestaat uit Neanderthaler-DNA. Elke Europeaan en Aziaat heeft Neanderthalervoorouders.

Iets meer dan een half jaar later leverde David Reich (in samenwerking met – wederom – Pääbo) het volgende bewijsstuk voor intersoortelijke seks in de IJstijd (Nature, 22 december 2010). Reich en zijn team hadden een pinkkootje in de Siberische Denisova-grot gevonden en het DNA ervan bepaald. Eerder hadden zij al aangetoond dat deze pink toebehoorde aan een nieuwe menssoort, de Denisova-mens. En ja, ook deze hominine had seks met Homo sapiens. Dit keer bleken niet Europeanen of Aziaten, maar inwoners van Melanesië (Nieuw-Guinea) het meest van deze geheimzinnige Denisova-mensen af te stammen.

Centraal Afrika

En onlangs kwamen Michael Hammer en zijn collega’s met de boodschap dat ook in Afrika moderne en archaïsche mensen genen uitwisselden (PNAS, 6 september). Dit keer waren de aanwijzingen indirect. Het team van Hammer zocht in veertien moderne Afrikaanse bevolkingsgroepen naar stukken DNA die flink afweken van het Afrikaanse gemiddelde. Hoe talrijker de verschillen, hoe langer geleden ze moeten zijn afgetakt van de menselijke lijn.

In zijn artikel beschrijft Hammer drie van die oeroude stukken DNA, die veel langer dan 200.000 jaar geleden afgesplitst. Hammer denkt niet dat het varianten zijn uit oude subpopulaties van Homo sapiens, daar zijn de afwijkende sequenties te lang voor (tot wel 30.000 baseparen). Daarom zijn ze waarschijnlijk afkomstig van archaïsche homininen, redeneert Hammer.

De oude DNA-sequenties komen tegenwoordig nog in verschillende verhoudingen voor in moderne jager-verzamelaargroepen, zoals bij de San (Bosjesmannen) en een aantal pygmeeënstammen. De Mbuti-pygmeeën uit Congo hebben als enige groep álle drie de sequenties. “We denken daarom dat de vermenging tussen Homo sapiens en de onbekende hominine ergens in Centraal Afrika moet hebben plaatsgevonden”, zegt Hammer.

Een eenduidig kandidaatfossiel van deze ‘soort X’ is er niet. Zelfs geen pinkbotje. Hammer heeft ook weinig hoop dat die ooit gevonden wordt. “Het klimaat in tropisch Afrika is te warm en te vochtig. Fossielen blijven er niet goed bewaard.” Om diezelfde reden verwacht hij ook niet dat er fossiel DNA van deze menssoort wordt gevonden, zoals wel gebeurde bij de Neanderthalers en Denisova-mensen.

Toch valt er ook zonder fossiel iets te zeggen over deze onbekende verwanten. Het team van Hammer bepaalde in hoeverre het moderne en archaïsche DNA verschilde van de overeenkomstige DNA-volgorde in chimpansees. Zo rekenenden ze uit dat de drie sequenties waarschijnlijk 700.000 óf 375.000 jaar geleden voor het laatst een gemeenschappelijke voorouder met Homo sapiens-DNA deelde.

Het team van Hammer schat dat de genen van de archaïsche homininen ongeveer 35.000 jaar geleden de moderne genenpoel zijn binnengedrongen. Net als de Neanderthalers zouden deze onbekende sekspartners de nakomelingen van semi-moderne mensachtigen kunnen zijn [zie kader]. “Tussen 500.000 en 200.000 jaar geleden zie je dat verschillende populaties flirten met het idee om mens te worden. Een aantal Afrikaanse fossielen vertoont een mozaïek van moderne en archaïsche kenmerken”, zegt hij.

Toevallig beschreven paleontologen vlak nadat de publicatie van Hammer verscheen een schedel met hybride kenmerken (PLoS ONE, 15 september). Het gaat om een heranalyse van een schedel die al in 1965 is gevonden in Iwo-Eleru, in Nigeria. De wenkbrauwboog is even laag als die van moderne Homo sapiens, maar het schedeldak is juist veel platter en langwerpiger dan onze bolle schedel.

Die schedelvorm lijkt nog het het meest op archaïsche Homo sapiens-schedels van 100.000 tot 200.000 jaar oud zoals Ngalabo, in 1976 gevonden in Tanzania. Alleen: de Nigeriaanse schedel is een stuk jonger. Na een herdatering van een botfragment kwamen de onderzoekers uit op een leeftijd van 13.000 jaar.

Ook in Congo zijn botten met hybride kenmerken gevonden. De paleontologen concluderen dat moderne en archaïsche mensen een aanzienlijke tijd naast elkaar hebben geleefd in Afrika, en dus mogelijk ook genen hebben uitgewisseld.

Product van inteelt

Een van de opvallendste auteurs van het Iwo-Eleru-artikel is de Britse paleontoloog Chris Stringer. Hij geldt als een van de grondleggers van het ‘strikte’ Out of Africa-model. Hij was bijvoorbeeld altijd kritisch over collega’s die vondsten in Portugal en China interpreteerden als hybride tussenvormen van mens en Neanderthaler. “Ik heb nooit beweerd dat hybridisatie niet voorkwam. Wel dacht ik dat de sporen daarvan zouden zijn uitgewist. Dat was duidelijk fout”, antwoordt hij nu in een e-mail.

Toch denkt mede-auteur Katarina Harvati van Universität Thübingen niet dat hybridisatie tussen Homo sapiens en andere mensachtigen vaak voorkwam. “Het lijkt erop dat vermenging een zeldzame gebeurtenis was, met een beperkte invloed op de menselijke evolutie”, schrijft zij in een e-mail.

De antropoloog John Hawks van de University of Wisconsin denkt daar anders over. “Bekijk het zo. De schedel van Iwo-Eleru is de enige West-Afrikaanse schedel die we hebben. Als die al hybride trekjes vertoont, zou ik toch een andere conclusie trekken”, zegt hij lachend aan de telefoon.

Hoe frequent de vermenging ook was, alles wijst erop dat in het Afrika van de Middensteentijd (300.000-50.000 jaar geleden) moderne, semi-moderne en archaïsche populaties naast en door elkaar leefden. En ergens in die lappendeken ontstonden onze voorouders.

“We bekijken eigenlijk nog steeds hetzelfde fenomeen als twintig jaar geleden”, zegt Hawks. “Er is in die Middensteentijd iets bijzonders gebeurd. Genetisch gezien zijn wij het product van inteelt. Wij stammen af van een heel klein groepje Homo sapiens. Nu weten we dat dat groepje andere menssoorten niet verdrong, maar assimileerde.”

Hammer verwacht dat er in de toekomst nog meer voetafdrukken van uitgestorven mensachtigen in ons DNA gevonden zullen worden. “Tot nu toe was onze aanpak conservatief. We zochten nu alleen nog maar naar regio’s met het ‘hoogste contrast’. Dan vindt je alleen de alleroudste sequenties, die relatief recent vermengd zijn geraakt.”

Ook Hawks denkt dat de nu gevonden sporen van vermenging pas het topje van de ijsberg vormen. “Als je de methode van Hammer toepast op Europese en Aziatische genomen, vind je nog veel archaïsche stukken DNA die we niet in het nu gepubliceerde Neanderthaler-genoom terugvinden”, zegt hij. “Dat was ook te verwachten. Het genoom dat we nu hebben is maar afkomstig van een paar individuen. De genetische diversiteit onder Neanderthalers was natuurlijk veel groter dan dat we nu kunnen zien. De bijdrage die zij aan onze genenpoel hebben geleverd was daardoor waarschijnlijk ook groter.”

    • Lucas Brouwers