Hoe onze voorouders zich vertakten en mengden in Afrika

Menselijke evolutie

In een klap is het DNA van 22 prehistorische Afrikanen ontrafeld. De eerste vertakkingen in de menselijke stamboom zijn daarmee onthuld.

Vrouwen verzamelen brandhout in het Living Museum of the Ju|’Hoansi-San in Namibië. De Ju|’hoansi jager-verzamelaars behoren tot de Khoisan, mogelijk de oudste vertakking in de menselijke stamboom. Foto Alamy/Imageselect

Afrika is de geboorteplek van de mens. De oudste fossielen van anatomisch moderne mensen komen uit Marokko en zijn 300.000 jaar oud. DNA-onderzoek heeft aangetoond dat alle mensen buiten Afrika afstammen van een groepje dat 70.000 jaar geleden uit Afrika vertrok. De genetische diversiteit binnen Afrika is daardoor veel groter dan onder álle mensen in de rest van de wereld.

Dat rijke verleden maakt prehistorisch DNA uit Afrika zo interessant, maar het bleek de afgelopen jaren lastig DNA uit oude Afrikaanse botten te verkrijgen. Dat heeft vooral te maken met het klimaat: DNA vergaat snel als het warm en vochtig is. In 2015 lukte het voor het eerst, met de botten van een man die 4.500 jaar geleden in Ethiopië stierf.

Maar de gehoopte DNA-revolutie bleef uit.

Tot afgelopen week. Toen buitelden genetici plots de Afrikaanse prehistorie in. Twee onderzoeksgroepen onthulden het DNA van maar liefst 22 prehistorische Afrikanen. Een team geleid door Uppsala University publiceerde vrijdag 7 genomen uit Zuid-Afrika in Science. Harvard-genetici kwamen in Cell een week eerder al met een analyse van 15 genomen afkomstig uit een groter deel van Afrika, van Kenia tot Zuid-Afrika. Samen leggen de twee artikelen de recente prehistorie van Afrika bloot. Én ze werpen wat licht op de onzekere verre prehistorie, op het allereerste ontstaan van Homo sapiens.

Dat deze twee onderzoeksteams nu met zo veel nieuwe sequenties komen, is vooral te danken aan hun strategische keuze van botmateriaal. Ook binnen Afrika zijn er skeletten op droge en koele plekken gevonden, zoals in de hooglanden van Malawi en in Zuid-Afrikaanse grotten. De onderzoekers vlooiden door museumcollecties om zulke botten te vinden. In sommige gevallen gingen ze zelfs terug naar oude vindplaatsen om vers botmateriaal te verzamelen.

De 22 nieuwe DNA-sequenties zijn maximaal 8.100 jaar oud. Toch helpen deze relatief jonge stukjes DNA om de allereerste vertakkingen in de menselijke stamboom zichtbaar te maken, van honderdduizenden jaren geleden, doordat ze duidelijk maken welke stukjes DNA moderne Afrikanen direct van hun voorouders hebben geërfd en welke door vermenging tussen verschillende volken zijn uitgewisseld.

Khoisan

De auteurs van het Science-artikel komen uit bij de Khoisan als groep die als eerste van andere mensen zijn afgesplitst, tussen de 350.000 en 260.000 jaar geleden. Khoisan is een verzamelnaam voor de Khoikhoi- en San-volken uit Zuid-Afrika, die respectievelijk herders en jagers zijn. De Khoisan spreken kliktalen.

De Khoisan zijn eerder genoemd als oudste afstammingslijn, maar toen ging men uit van een vertakking 300.000 à 200.000 jaar geleden. De oudere genetische oorsprong van de Khoisan past in een trend waarbij de oorsprong van de mens steeds verder teruggeduwd wordt in de tijd. Pas dit voorjaar werd bekend dat er 300.000 jaar geleden al anatomisch moderne Homo sapiens leefden, in Marokko.

Het Harvard-team achter de Cell-publicatie wijst juist naar West-Afrika als plek waar de eerste menselijke lijnen zijn afgesplitst. Ze vonden vooral bij leden van de West-Afrikaanse Mende-stam DNA-sequenties terug van een oeroude mensenpopulatie. Misschien zijn de voorouders van de Mende in West-Afrika een groep mensen tegengekomen die eerder dan de Khoisan zijn afgesplitst, speculeren de onderzoekers. Om die hypothese hard te maken is aanvullend bewijs nodig, het liefst in de vorm van fossielen mét bijbehorend DNA, maar het is de vraag of die bewaard zijn gebleven in de West-Afrikaanse tropen.

„Het bewijs voor diepe genetische structuren binnen Afrika stapelt zich steeds verder op”, zegt George Busby, geneticus bij de University of Oxford en niet bij het onderzoek betrokken. „Het lijkt erop dat er vroeger groepen naast elkaar leefden, allemaal Homo sapiens, maar toch genetisch duidelijk verschillend van elkaar.”

Dat de Khoisan mogelijk de oudste vertakking in de menselijke stamboom vormen betekent overigens niet dat ze al die honderdduizenden jaren geïsoleerd hebben geleefd. Sterker: in het DNA van moderne Khoisan vond het Zweedse team sporen van vermenging met Oost-Afrikaans veeboeren, van ongeveer 1.400 jaar geleden. Zo’n 9 tot 30 procent van het DNA van moderne Khoisan is van veeboeren afkomstig. Bij Khoisan die zelf leven als herders en veeboeren zoals de Nama is het aandeel groter dan bij traditionele jagers-verzamelaars, zoals de Ju|’hoansi.

De prehistorische DNA-sequenties leggen nog veel meer van zulke omzwervingen en vermengingen bloot. Het patroon in de afgelopen paar duizend jaar is duidelijk: boeren en herders rukken op, jagers-verzamelaars komen in de verdrukking. De Harvard-genetici laten bijvoorbeeld zien dat er 2.000 jaar geleden nog jagers-verzamelaars leefden in Tanzania en Malawi die verwant zijn aan de moderne Khoisan. Nu leven er vooral Bantoe-sprekers, afstammelingen van de grote expansie van Bantoe-boeren die in West-Afrika begon.

„Met prehistorisch DNA vind je volken terug die er nu niet meer zijn”, zegt de geneticus Etienne Patin van het Institut Pasteur aan de telefoon. Patin heeft zelf veel onderzoek gedaan aan de migratie van Bantoeboeren. „De grote trek van Bantoes uit het westen konden we al reconstrueren met het DNA van moderne Afrikanen. Maar wij wisten niet wat er gebeurde met de mensen die vóór de Bantoes leefden.”

Door de komst van herders en boeren zijn jagers-verzamelaars zoals de Ju|’hoansi inmiddels teruggedrongen tot het droge landschap rond de Kalahari-woestijn. Dat heeft ook genetische gevolgen gehad: de Harvard-genetici zagen verschillen tussen moderne Khoisan en hun voorouders in de genen die betrokken zijn bij de reactie op zonlicht. Moderne Khoisan staan vaker bloot aan fel zonlicht dan hun voorouders, concluderen de onderzoekers.

Malaria en slaapziekte

Bij afstammelingen van de Bantoes die nog maar een paar eeuwen geleden leefden vonden de Science-auteurs genen die resistentie verlenen tegen malaria en slaapziekte. De jagers die 2.000 jaar geleden in Zuid-Afrika leefden hadden die resistentiegenen nog niet.

Van een baby die 3.100 jaar geleden in Tanzania stierf, komt 40% van DNA van boeren uit Midden-Oosten.

Naast de Bantoe-expansie vonden beide groepen ook sporen van een migratie die genetici ‘Back to Africa’ hebben gedoopt: vanuit het Midden-Oosten trokken er zo’n 3.000 jaar geleden boeren met vee de Hoorn van Afrika binnen. Van een zuigeling die 3.100 jaar geleden in Tanzania stierf, was veertig procent van het DNA te herleiden tot boeren uit het Midden-Oosten. De onderzoekers denken dat afstammelingen van deze groep veehouderij uiteindelijk tot aan Zuid-Afrika hebben verspreid.