Eiwitten uit 800.000 jaar oude mensentanden gewonnen

Paleontologie Het is gelukt eiwit te analyseren uit tandglazuur van een mensachtige van meer dan 770.000 jaar oud. Zulk onderzoek wordt een belangrijke uitbreiding van de paleo-dna-analyse.

Enkele van de bestudeerde tanden van Homo antecessor.
Enkele van de bestudeerde tanden van Homo antecessor. Foto prof. José María Bermúdez de Castro

De oudst bekende mensachtige in Europa, Homo antecessor uit Spanje (c. 1.000.000 tot 700.000 jaar geleden), blijkt een nauw verwante zijlijn te vormen van de gemeenschappelijke voorouder van neanderthalers en moderne mensen. Dit blijkt uit analyse van eiwitten uit een stukje antecessor-tandglazuur dat tussen 950.000 en 770.000 jaar oud is. Zo precies is de analyse dat de onderzoekers zelfs verschillende tussenproducten in de vorming van het glazuur konden onderscheiden.

„Dit biedt ons de mogelijkheid om de ontwikkeling van tandvorming in het hele Pleistoceen te onderzoeken alsof we het bij levende organismen bestuderen”, schrijft het grote onderzoeksteam deze week enthousiast in Nature. Een van de leden van het team is de Nederlandse paleo-eiwit-pionier Frido Welker (Universiteit van Kopenhagen). Vorig jaar kon al worden vastgesteld dat een fossiele onderkaak uit Tibet (160.000 jaar oud) afkomstig was van een Denisovamens, een naaste verwant van de neanderthalers.

De resten van Homo antecessor werden gevonden bij Gran Dolina, bij de Spaanse stad Burgos. Foto prof. José María Bermúdez de Castro

De paleo-eiwitanalyse is een belangrijke bevestiging van een vermoeden dat al langer bestond over de plaats van Homo antecessor (letterlijk: voorganger) in de menselijke stamboom. Neanderthalers, hun naaste verwanten de denisoviërs en moderne mensen blijken – in ieder geval in de biochemie van hun tandglazuur – onderling nauwer verwant dan aan deze Homo antecessor. Met stamboomsimulaties kwam antecessor net náást de directe stamboom van deze drie latere mensachtigen te staan. Meer eiwit-informatie kan deze plaats overigens nog wel doen verschuiven.

Lees ook: Dna uit oude botten geeft nieuwe lens op het verleden

Revolutie in de archeologie

Even belangrijk als de conclusies over antecessor is echter het feit dat de analyse überhaupt gelukt is. Daarmee wordt duidelijk dat paleo-eiwitonderzoek een belangrijke uitbreiding zal gaan vormen van de paleo-dna-analyse. Dat ‘a-dna’ (ancient dna) zorgde de afgelopen tien jaar al voor een revolutie in de archeologie en paleoantropologie. Maar omdat eiwit minder snel uit elkaar valt dan dna, kunnen paleo-eiwitanalsyes veel verder teruggaan in de tijd. Het oudste menselijke a-dna dat tot nu toe kon worden teruggewonnen uit een fossiel is afkomstig uit van een ander, jonger Spaans fossiel, uit Sima de los Huesos, 430.000 jaar oud. Uit dat onderzoek uit 2016 bleek dat deze mensachtigen wel directe voorouders waren van de neanderthalers. Het record van het oudste dna dat ooit is teruggewonnen is al sinds 2013 het a-dna van een paard uit Alaska, 560.000 à 780.000 jaar oud. Alleen door de intense noordelijke koude kon het dna daar zo lang ‘goed’ blijven.

Overblijfselen van Homo antecessor. Foto prof. José María Bermúdez de Castro

Het record van het oudste paleo-eiwit staat daarentegen sinds eind vorig jaar op 1,8 miljoen jaar, uit glazuur van onder meer een neushoorntand uit het Georgische Dmanisi, voor een deel door hetzelfde onderzoeksteam als nu in Nature schrijft. Dmanisi is beroemd geworden omdat daar ook de oudste mensachtigenfossielen buiten Afrika zijn gevonden, eveneens 1,8 miljoen jaar oud. In erectus-tandglazuur uit Dmanisi werden ook eiwitresten gevonden, zo meldt het team nu in Nature, maar het lukte het nog niet om daar voldoende informatie uit te winnen voor conclusies over de plaats van deze mensachtige in de menselijke stamboom.

Omgekeerde dna-analyse

In essentie is de paleo-eiwitanalyse een soort omgekeerde dna-analyse, omdat uit de aminozuurvolgorde in het eiwit deels de achterliggende dna-volgorde kan worden gereconstrueerd. Omdat een van de eiwitten in het antecessor-glazuur wordt geproduceerd door een gen op het (mannelijke) Y-chromosoom kon zo bijvoorbeeld worden vastgesteld dat de tand van een man afkomstig was.

Dat Homo antecessor een gemeenschappelijke voorouder zou kunnen zijn van neanderthalers en moderne mensen werd al eerder afgeleid uit een aantal eigenschappen van de tanden en uit zijn relatief platte gezicht dat wel iets van Homo sapiens weg heeft. Andere eigenschappen waren weer meer neanderthal-achtig. Dat het eiwit-onderzoek nu uitwijst dat antecessor net náást die voorouderlijke lijn van neanderthalers, denisoviërs en moderne mensen staat, zou kunnen betekenen dat dat platte gezicht al eerder in de menselijke evolutie moet zijn voorgekomen.

Lees ook over de oudste mensachtige van Europa: Emotie om een oude tand