Een platter hoofd door genen van neanderthalers

Menselijke evolutie Neanderthalers hadden langgerektere hoofden dan moderne mensen. Dat zie je nu nog terug bij mensen met neanderthalgenen.

De schedel van een neanderthaler (links) is veel langwerpiger dan die van Homo sapiens (rechts), die veel bolvormiger is.
De schedel van een neanderthaler (links) is veel langwerpiger dan die van Homo sapiens (rechts), die veel bolvormiger is. Illustratie Philipp Gunz

Moderne mensen met bepaalde neanderthalgenen in hun DNA hebben gemiddeld een iets minder rond hoofd dan mensen zonder die neanderthalgenen. Dit blijkt uit een grootschalig onderzoek waarbij van ruim 4.000 mensen de hoofdvorm is gescand en het DNA is onderzocht. Het verschil in hoofdvorm is niet met het blote oog te zien, maar statistisch gezien is de geringere rondheid van het hoofd – gemeten bij zoveel mensen – wel significant. Een groot team van onderzoekers, onder leiding van Philipp Gunz (Max Planck Instituut Leipzig) en Simon Fisher (Max Planck Instituut Nijmegen), schreef dit donderdag in Current Biology.

De neanderthaler is een nauw aan de moderne mens verwante mensachtige die ongeveer 40.000 jaar geleden uitstierf. Moderne mensen (Homo sapiens) buiten Afrika hebben gemiddeld ongeveer 2 procent neanderthal-DNA in hun genoom, Aziaten iets meer dan Europeanen. Lang niet iedereen heeft hetzelfde neanderthal-DNA. In totaal leeft ongeveer 40 procent van het totale neanderthal-genoom voort in moderne mensen. In 2010, toen uit in ijskoude grotten bewaard gebleven botmateriaal neanderthal-DNA was ontcijferd, werd voor het eerst ontdekt dat neanderthalers zich met moderne mensen hebben gemengd, waarschijnlijk rond 60.000 jaar geleden in het Midden-Oosten, en waarschijnlijk ook op andere momenten op andere plekken en plaatsen, vooral in Azië. Sindsdien wordt in de wetenschap ook minder vaak over de neanderthaler als aparte soort gesproken.

Vermenging

De (geringe) invloed op schedelvorm is opvallend, omdat die bolvormigheid een van belangrijkste kenmerken is op basis waarvan een fossiele schedel als Homo sapiens wordt getypeerd. Een neanderthalerschedel is weleens met een rugbybal vergeleken, de sapiensschedel is dan een voetbal. Dat is ook makkelijk te onthouden: het kortere gespierdere lichaam van de neanderthaler lijkt op dat van de quarterback, terwijl het rijzigere en rankere sapienslichaam meer dat van de snelle midvoor is.

De hersenvorm van neanderthalers (links, rood) en van Homo sapiens, de moderne mens (rechts blauw). De pijlen geven aan waar de grootste verschillen in schedelvorm zitten. De neanderthaler heeft een puntig achterhoofd. Illustratie Philipp Gunz

Het brein van de neanderthaler was zeker niet kleiner dan dat van moderne mensen. De neanderschedel Amud 1 (ca 55.000 jaar oud, uit Israël) is zelfs recordhouder herseninhoud voor hominiden: 1.740 cc. Vroeger werd de neanderthaler als bruut gezien, maar tegenwoordig wordt in de wetenschap met respect over de denkkracht van neanderthalers gesproken. Dit jaar werden ook rotstekeningen van neanderthalers gevonden. Hoewel de uiterlijke vorm van het brein anders is, worden geen grote verschillen gevonden in de verhoudingen tussen de verschillende hersendelen, voor zover zo’n berekening tenminste mogelijk is op grond van alleen het botmateriaal.

Forse wenkbrauwboog

Uit een recente breinmodelleringsstudie bleek dat neanderthalers vooral een iets kleinere rechterhelft van het cerebellum hadden dan prehistorische Homo sapiens. Typische neanderthalkenmerken zijn verder de grotere neus en de forse wenkbrauwbogen. Typische sapienskenmerken zijn het platte gezicht en de kin.

In het huidige onderzoek werd in het DNA van 4.468 Duitsers en Nederlanders van wie hersenscans en DNA-gegevens bekend waren, gekeken welke van in totaal ruim 50.000 neanderthal-SNP’s (veelvoorkomende variaties van één letter in het DNA) samenhingen met een iets rugbybalvormiger hoofd. Zo werden twee genen gevonden die in de neanderthalvariant in verband stonden met geringere bolvormigheid: UBR4 op chromosoom 1 en PHLPP1 op chromosoom 18. Beide zijn betrokken bij hersengroei tijdens de zwangerschap. Die groei is belangrijk voor de schedelvorm omdat het bot grotendeels de vorm van het brein volgt. Een van de genen heeft invloed op de groei van de basale ganglia, de ander op die van het cerebellum, waarvan al eerder was vermoed dat die bij neanderthalers kleiner was. Of deze beide hersendelen, onder meer betrokken bij coördinatie van beweging, door die neanderthalinvloed ook (een klein beetje) anders zouden functioneren is nog onbekend.

Het is zeker niet de eerste keer dat overgedragen neanderthalgenen invloed blijken te hebben in het leven van moderne dragers. Al eerder werden verbanden gevonden met immuniteit, stofwisseling, de ziekte van Crohn en de ziektes biliaire cirrose, lupus en diabetes, en ook op variaties in huidskleur, lengte, slaapgewoonten en gemoedstoestand. Genen die afkomstig waren van de nauw aan de neanderthaler verwante denisova-mens bleken verantwoordelijk voor de aanpassing van Tibetanen aan het leven op grote hoogte.