Gen van neanderthaler maakt moderne mensen vruchtbaarder

Genetica Een nieuw ontdekte genvariant is het gevolg van seksuele ontmoetingen tussen neanderthalers en Homo sapiens.

Schedel van een neanderthaler, in 1848 gevonden in een steengroeve in Gibraltar.
Schedel van een neanderthaler, in 1848 gevonden in een steengroeve in Gibraltar. Foto AquilaGib (CC BY-SA 3.0)

Duidelijk modern menselijk, maar in anatomische details zaten vreemde trekjes, die meer hoorden bij neanderthalers. Indertijd was de mogelijkheid van een neander-sapienshybride nog slechts een mening, maar in 2015 kon met paleo-dna uit de kaak de proef op de som worden genomen. 6 tot 9 procent neander-dna! Berekend werd dat het ging om iemand met een neanderthaler als overgrootouder, of hooguit als betbetovergrootouder. En zelfs is een eerste-generatie denisoviër-neanderhybride ontdekt, met een neanderthalmoeder en een denisovavader. Dat bleek in 2018 na dna-analyse van een 90.000 jaar oud botfragment uit de Siberische Denisovagrot, waarin ook het eerste voorbeeld van een denisovamens werd gevonden.

Twéé hybrides, in de altijd nog uiterst beperkte groep van slechts enkele tientallen menselijke IJstijd-genomen, doen vermoeden dat seksueel contact vaker voorkwam dan uit het moderne genoom kan worden berekend. Het lijkt er bijvoorbeeld op dat er onder de nu levende mensen géén nakomelingen meer zijn van de sapienspopulatie uit de Oase-grot van 40.000 jaar geleden. Ook dat spoor van menging is dus verdwenen uit modern dna.

Een neanderthal-genvariant die onder huidige mensen buiten Afrika relatief wijd verspreid is, blijkt samen te hangen met verhoogde vruchtbaarheid. Dragers van het gen hebben meer zussen, minder miskramen en ook minder bloedingen tijdens de vroege zwangerschap. En daarmee is het gen, dat 50.000 tot 100.000 jaar geleden in het menselijk genoom is terechtgekomen, een treffend voorbeeld van positieve evolutionaire selectie.

Dat blijkt uit onderzoek van gegevens uit de grote genetische database UK Biobank, zo schrijven Janet Kelso, Svante Pääbo en Hugo Zeberg van het Max Planck Institut in Leipzig in een onderzoek dat is gepubliceerd door Molecular Biology and Evolution. Ongeveer een op de drie vrouwen in Europa is drager van de variant, 3 procent heeft zelfs de variant op beide chromosomen. De meeste neanderthalgenen die nog voortleven in het modern-menselijke genoom hebben niet zo’n grote verspreiding.

Menstruatie en libido

Het gaat om het gen PGR, dat codeert voor een receptor voor het geslachtshormoon progesteron. Dat hormoon is bij vrouwen nauw betrokken bij zwangerschap, menstruatie, libido en de innesteling van een embryo in het baarmoederslijmvlies. Een variant van dat gen is de laatste jaren in verband gebracht met vroegtijdige geboorte, en ook wel eierstok- en baarmoederhalskanker en migraine. Recentelijk is ook ontdekt dat precies die genvariant afkomstig is van prehistorisch seksueel contact met neanderthalers. Dat riep de vraag op waarom zo’n kennelijk negatief uitpakkende mutatie toch nog zo vaak kan voorkomen.

De gedetailleerde effecten die zijn ontdekt in de grote genetische databank geven daar nu antwoord op. Die vroegtijdige geboortes zijn waarschijnlijk het gevolg van het feit dat sommige relatief zwakke foetussen zónder deze genvariant bij hun moeder al eerder gestorven zouden zijn, met een miskraam als gevolg. De variant maakt het baarmoederslijmvlies sterker. Vrouwen met het gen hebben minder bloedingen vroeg in de zwangerschap en ook minder miskramen. Zwangere vrouwen met vroege bloedingen krijgen niet voor niets ook extra progesteron voorgeschreven.

Dat gunstige effect op de bloedingen en de miskramen is de belangrijkste vondst, legt Hugo Zeberg in een e-mail uit. „Dat we ook vonden dat moderne mensen met deze genvariant gemiddeld ongeveer 1 procent meer zussen hebben dan mensen zonder, geeft een indicatie van de verhoogde vruchtbaarheid van hun moeder. Maar dat gegeven is ook moeilijk te interpreteren. Waarom zien we dat effect dan niet bij broers? Dat kan aan de statistische beperktheid van onze gegevens liggen, ook al omdat we geen verdere gegevens over de moeders hebben. We weten ook niet eens of deze genvariant recessief is of dominant! Dat deze dragers niet meer broers hebben dan niet-dragers kan ook een reëel effect zijn, we weten het niet. Sowieso is een probleem dat de deelnemers aan deze studie geboren zijn na de invoering van moderne anticonceptie, wat verstorend kan werken op het effect op vruchtbaarheid.”

Tibetanen kunnen goed tegen zuurstofarme lucht dankzij een denisoviërgen

Dit gen is niet de eerste van andere mensachtigen afkomstige genvariant die gunstig blijkt uit te pakken voor moderne mensen. Tibetanen danken de genvariant die ervoor zorgt dat hun bloed minder stroperig wordt in de zuurstofarme lucht van de Tibetaanse hoogvlakte, aan denisoviërs. Dat zijn aan neanderthalers verwante mensen wier genen ook nog voor een paar procent zijn terug te vinden bij Aziaten, en vooral bij Papoea’s – het resultaat van een of meerdere seksuele ontmoetingen met Homo sapiens in de laatste IJstijd. Ook de Inuït hebben twee voor hen gunstige genvarianten te danken aan de denisoviërs, in hun geval voor de verdeling van vet over het lichaam.

Lees ook een interview met paleo-dna-pionier Svante Pääbo: Buitenechtelijke Zweed kraakt de menselijke evolutie

Van andere neanderthalgenen zijn bij de moderne mens effecten gevonden op immuniteit, huidskleur en metabolisme. Sommige neanderthalgenen verhogen het risico op ziekte, zoals genen die betrokken zijn bij het ontstaan van eetstoornissen, vetophoping rond organen, artritis en schizofrenie. Ook is ontdekt dat mensen met bepaalde neanderthalgenen iets vaker een plattere hoofdvorm hebben, die daardoor iets meer op de rugbybalvormige neanderthalerschedel lijkt. De sapiensschedel lijkt meer op een voetbal.

Omdat de populatiegrootte van neanderthalers waarschijnlijk veel kleiner was dan van moderne mensen, wordt vermoed dat bij neanderthalers relatief vaak ongunstige genvarianten voorkwamen (door het inteelteffect). Bij vermenging met Homo sapiens konden die ziekmakende genen in de grotere sapiens-populatie waarschijnlijk al weer vrij snel uitgewied worden. Ook door het verschil in populatieomvang zelf bleef de bijdrage van de neanderthaler aan het sapiens-genoom relatief klein. Iedere niet-Afrikaan draagt ongeveer 2 procent neander-dna mee in iedere celkern. En dat zijn niet bij iedereen dezelfde genen. Verdeeld over al die mensen is in totaal 20 procent van het neanderthal-genoom terug te vinden bij moderne mensen. Omdat de menselijke bevolking nu ongeveer duizend keer zo groot is als in de laatste IJstijd (ruw geschat 10 miljoen mensen tegen over de huidige 7 miljard) heeft dat dus het paradoxale gevolg dat er nog nooit zoveel neanderthal-dna op de wereld heeft bestaan als nu – in volume, niet in variatie.